Propietats, aplicació i preparació de l’òxid de Yttrium

Estructura de cristall de l’òxid de Yttrium

L’òxid de yttrium (y₂O₃) és un òxid de terra rara blanca insoluble en aigua i alcali i soluble en àcid. És un sesquioxid de terra rara típica amb estructura cúbica centrada en el cos.

Taula de paràmetres de cristall de Y₂O₃

Diagrama de l'estructura de cristall de Y₂O₃

Propietats físiques i químiques de l’òxid de Yttrium

(1) La massa molar és de 225,82g/mol i la densitat és de 5,01g/cm³;

(2) Punt de fusió 2410℃, punt d’ebullició 4300℃, bona estabilitat tèrmica;

(3) bona estabilitat física i química i bona resistència a la corrosió;

(4) La conductivitat tèrmica és alta, que pot arribar a 27 W/(mk) a 300K, la qual cosa és aproximadament el doble de conductivitat tèrmica del granat d'alumini de Yttrium (y₃Al₅O₁₂), que és molt beneficiós per al seu ús com a medi de treball làser;

(5) El rang de transparència òptica és ampli (0,29 ~ 8μm), i la transmitància teòrica a la regió visible pot arribar a més del 80%;

(6) L'energia del fonó és baixa i el pic més fort de l'espectre Raman es troba a 377cm^-1, que és beneficiós per reduir la probabilitat de transició no radiadora i millorar l’eficiència lluminosa de conversió superior;

(7) Menys 2200℃, I₂O₃és una fase cúbica sense birefringència. L’índex de refracció és de 1,89 a la longitud d’ona de 1050nm. Transformar -se en fase hexagonal per sobre de 2200℃;

(8) El buit energètic de Y₂O₃és molt ampli, fins a 5,5V, i el nivell d’energia dels ions luminescents de terra rara trivalent dopada es troba entre la banda de valència i la banda de conducció de Y₂O₃i per sobre del nivell d’energia de Fermi, formant així centres luminescents discrets.

(9) Y₂O₃, com a material de matriu, pot acomodar una alta concentració d’ions rares trivalents i substituir y³⁺ions sense provocar canvis estructurals.

Usos principals de l’òxid de Yttrium

L’òxid de yttrium, com a material additiu funcional, s’utilitza àmpliament en els camps de l’energia atòmica, l’aeroespacial, la fluorescència, l’electrònica, la ceràmica d’alta tecnologia, etc., a causa de les seves excel·lents propietats físiques com ara una constant dielèctrica alta, una bona resistència a la calor i una forta resistència a la corrosió.

Font de la imatge: xarxa

1, com a material de matriu de fòsfor, s'utilitza en els camps de pantalla, il·luminació i marcatge;

2, com a material medi làser, es poden preparar ceràmiques transparents amb un alt rendiment òptic, que es pot utilitzar com a medi de treball làser per realitzar una producció làser a temperatura ambient;

3, com a material de matriu luminescent de conversió, s'utilitza en la detecció d'infrarojos, l'etiquetatge de fluorescència i altres camps;

4, realitzades en ceràmica transparent, que es pot utilitzar per a lents visibles i infrarojos, tubs de descàrrega de gas a alta pressió, escintiladors de ceràmica, finestres d’observació del forn d’alta temperatura, etc.

5, es pot utilitzar com a vas de reacció, material resistent a la temperatura, material refractari, etc.

6, com a matèries primeres o additius, també s’utilitzen àmpliament en materials superconductors d’alta temperatura, materials de cristall làser, ceràmica estructural, materials catalítics, ceràmica dielèctrica, aliatges d’alt rendiment i altres àmbits.

Mètode de preparació de la pols d'òxid de yttrium

El mètode de precipitació en fase líquida s’utilitza sovint per preparar òxids de terra rara, que inclou principalment mètodes de precipitació d’oxalat, mètode de precipitació de bicarbonat d’amoni, mètode d’hidròlisi d’urea i mètode de precipitació d’amoníac. A més, la granulació de ruixat també és un mètode de preparació que ha estat àmpliament preocupat en l'actualitat. Mètode de precipitació de sal

1. Mètode de precipitació oxalat

L’òxid de la terra rara preparada pel mètode de precipitació oxalat té els avantatges d’un grau d’alta cristal·lització, bona forma de cristall, velocitat de filtració ràpida, baix contingut en impuresa i funcionament fàcil, que és un mètode comú per preparar l’òxid de terra rara d’alta puresa en la producció industrial.

Mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni

2. Mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni

El bicarbonat d'amoni és un precipitant barat. En el passat, les persones sovint utilitzaven el mètode de precipitació de bicarbonat d’amoni per preparar carbonat de terra rara mixta a partir de la solució de lixiviació de mineral de terres rares. Actualment, els òxids de terra rara es preparen mitjançant el mètode de precipitació de bicarbonat d’amoni a la indústria. Generalment, el mètode de precipitació de bicarbonat d’amoni és afegir un sòlid o solució de bicarbonat d’amoni a la solució de clorur de terra rara a una determinada temperatura, després de l’envelliment, el rentat, l’assecat i la crema, s’obté l’òxid. No obstant això, a causa del gran nombre de bombolles generades durant la precipitació del bicarbonat d'amoni i el valor de pH inestable durant la reacció de precipitació, la taxa de nucleació és ràpida o lenta, cosa que no és propici per al creixement del cristall. Per obtenir l’òxid amb mida de partícula ideal i morfologia, les condicions de reacció s’han de controlar estrictament.

3. Precipitació de la urea

El mètode de precipitació de la urea s’utilitza àmpliament en la preparació d’òxid de terra rara, que no només és barat i fàcil d’operar, sinó que també té el potencial d’obtenir un control precís de la nucleació precursora i el creixement de les partícules, de manera que el mètode de precipitació de la urea ha atret cada vegada més el favor de la gent i va atraure una àmplia atenció i investigacions de molts estudiosos actuals.

4. Granulació de polvorització

La tecnologia de granulació en polvorització té els avantatges de l’alta automatització, l’alta eficiència de producció i l’alta qualitat de la pols verda, de manera que la granulació de polvorització s’ha convertit en un mètode de granulació en pols d’ús comú.

En els darrers anys, el consum de terres rares als camps tradicionals no ha canviat bàsicament, però la seva aplicació en nous materials ha augmentat òbviament. Com a material nou, nano y₂O₃Té un camp d’aplicació més ampli. Avui en dia, hi ha molts mètodes per preparar nano y₂O₃Els materials, que es poden dividir en tres categories: mètode de fase líquida, mètode de fase gasosa i mètode de fase sòlida, entre el qual el mètode de fase líquid és el més àmpliament utilitzat. Es divideixen en piròlisi en polvorització, síntesi hidrotermal, microemulsió, gel de sol, síntesi de combustió i precipitació. Tot i això, les nanopartícules d’òxid de Yttrium esferoiditzades tindran una superfície específica més alta, l’energia superficial, una millor fluïdesa i dispersió, en la qual val la pena centrar -se.