Propietats, aplicació i preparació de l'òxid d'itri

Estructura cristal·lina de l'òxid d'itri

Òxid d'itri (Y₂O₃) és un òxid blanc de terres rares insoluble en aigua i àlcali i soluble en àcid. És un típic sesquiòxid de terres rares de tipus C amb estructura cúbica centrada en el cos.

Taula de paràmetres de cristall de Y₂O₃

Diagrama d'estructura cristal·lina de Y₂O₃

Propietats físiques i químiques de l'òxid d'itri

(1) la massa molar és de 225,82 g/mol i la densitat és de 5,01 g/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 als 27 W/(MK) a 300K, que és aproximadament el doble de la conductivitat tèrmica del granat d'itri d'alumini (Y₃Al₅O₁₂), que és molt beneficiós per al seu ús com a mitjà 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 377 cm^-1, que és beneficiós per reduir la probabilitat de transició no radiativa i millorar l'eficiència lluminosa de conversió;

(7) Menys de 2200℃, Y₂O₃és una fase cúbica sense birrefringència. L'índex de refracció és d'1,89 a la longitud d'ona de 1050 nm. Transformació en fase hexagonal per sobre de 2200℃;

(8) El buit energètic de Y₂O₃és molt ample, fins a 5,5 eV, i el nivell d'energia dels ions luminiscents trivalents dopats de terres rares 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 trivalents de terres rares i substituir Y³⁺ions sense provocar canvis estructurals.

Principals usos de l'òxid d'itri

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

Font de la imatge: Xarxa

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

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

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

4, Fet en ceràmica transparent, que es pot utilitzar per a lents visibles i infrarojes, tubs de làmpades de descàrrega de gas d'alta pressió, centelleigs de ceràmica, finestres d'observació de forns d'alta temperatura, etc.

5, es pot utilitzar com a recipient de reacció, material resistent a altes temperatures, material refractari, etc.

6, Com a matèries primeres o additius, també s'utilitzen àmpliament en materials superconductors d'alta temperatura, materials de cristall làser, ceràmiques estructurals, materials catalítics, ceràmiques dielèctriques, aliatges d'alt rendiment i altres camps.

Mètode de preparació de pols d'òxid d'itri

El mètode de precipitació en fase líquida s'utilitza sovint per preparar òxids de terres rares, que inclou principalment el mètode de precipitació d'oxalat, el mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni, el mètode d'hidròlisi d'urea i el mètode de precipitació d'amoníac. A més, la granulació per polvorització també és un mètode de preparació que ha estat àmpliament preocupat actualment. Mètode de precipitació de sal

1. mètode de precipitació d'oxalat

L'òxid de terres rares preparat pel mètode de precipitació d'oxalat té els avantatges d'un alt grau de cristal·lització, bona forma de cristall, velocitat de filtració ràpida, baix contingut d'impureses i fàcil operació, que és un mètode comú per preparar òxid de terres rares d'alta puresa en la producció industrial.

Mètode de precipitació amb bicarbonat d'amoni

2. Mètode de precipitació amb bicarbonat d'amoni

El bicarbonat d'amoni és un precipitant barat. En el passat, la gent sovint utilitzava el mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni per preparar carbonat de terres rares mixtes a partir de la solució de lixiviació de minerals de terres rares. Actualment, els òxids de terres rares es preparen mitjançant el mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni a la indústria. En general, el mètode de precipitació de bicarbonat d'amoni és afegir un sòlid o una solució de bicarbonat d'amoni a una solució de clorur de terres rares a una temperatura determinada, després d'envellir, rentar, assecar i cremar, s'obté l'òxid. Tanmateix, a causa del gran nombre de bombolles generades durant la precipitació de bicarbonat d'amoni i el valor de pH inestable durant la reacció de precipitació, la velocitat de nucleació és ràpida o lenta, cosa que no afavoreix el creixement del cristall. Per obtenir l'òxid amb la mida i la morfologia de partícula ideals, les condicions de reacció s'han de controlar estrictament.

3. Precipitació d'urea

El mètode de precipitació d'urea s'utilitza àmpliament en la preparació d'òxid de terres rares, que no només és barat i fàcil d'operar, sinó que també té el potencial d'aconseguir un control precís de la nucleació del precursor i el creixement de partícules, de manera que el mètode de precipitació d'urea ha atret cada cop més gent. afavorir i atreure una àmplia atenció i investigació de molts estudiosos en l'actualitat.

4. Granulació per polvorització

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

En els darrers anys, el consum de terres rares en els camps tradicionals no ha canviat bàsicament, però la seva aplicació en nous materials ha augmentat evidentment. Com a material nou, nano Y₂O₃té un camp d'aplicació més ampli. Avui en dia, hi ha molts mètodes per preparar nano Y₂O₃materials, que es poden dividir en tres categories: mètode en fase líquida, mètode en fase gasosa i mètode en fase sòlida, entre els quals el mètode en fase líquida és el més utilitzat. Es divideixen en piròlisi per polvorització, síntesi hidrotermal, microemulsió, sol-gel, combustió. síntesi i precipitació. No obstant això, les nanopartícules d'òxid d'itri esferoiditzats tindran una superfície específica, una energia superficial, una fluïdesa i una dispersitat més elevades, cosa que val la pena centrar-se.