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

Estructura cristal·lina de l'òxid d'itri

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

Taula de paràmetres cristal·lins de Y₂O₃

Diagrama de l'estructura cristal·lina de la 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, i pot arribar als 27 W/(MK) a 300K, cosa que és aproximadament el doble de la conductivitat tèrmica del granat d'itri i alumini (Y₃Al₅O₁₂), cosa que és molt beneficiosa per al seu ús com a medi de treball làser;

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

(6) L'energia fonònica és baixa i el pic més fort de l'espectre Raman es troba a 377 cm^-1, la qual cosa és beneficiosa per reduir la probabilitat de transició no radiativa i millorar l'eficiència lluminosa de conversió ascendent;

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

(8) El gap energètic de Y₂O₃és molt ampli, fins a 5,5 eV, i el nivell d'energia dels ions luminescents de terres rares trivalents dopats 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)Sí₂O₃, com a material matricial, pot allotjar una alta concentració d'ions trivalents de terres rares i substituir Y³⁺ions sense causar 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, l'aeroespacial, la fluorescència, l'electrònica, la 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 resistència a la corrosió.

Font de la imatge: Xarxa

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

2, Com a material de medi làser, es pot preparar ceràmica transparent amb un alt rendiment òptic, que es pot utilitzar com a medi de treball làser per obtenir una sortida làser a temperatura ambient;

3, Com a material de matriu luminescent de conversió ascendent, 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 infraroges, tubs de làmpades de descàrrega de gas d'alta pressió, centellejadors ceràmics, 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 cristallins làser, ceràmica estructural, materials catalítics, ceràmica dielèctrica, 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 utilitzat 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, una bona forma cristal·lina, una velocitat de filtració ràpida, un baix contingut d'impureses i un funcionament fàcil, que és un mètode comú per preparar òxid de terres rares d'alta puresa en la producció industrial.

Mètode de precipitació de 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 amb bicarbonat d'amoni per preparar carbonat de terres rares mixtes a partir d'una solució de lixiviació de mineral de terres rares. Actualment, els òxids de terres rares es preparen mitjançant el mètode de precipitació amb bicarbonat d'amoni a la indústria. Generalment, el mètode de precipitació amb bicarbonat d'amoni consisteix a afegir bicarbonat d'amoni sòlid o en solució a una solució de clorur de terres rares a una temperatura determinada. Després de l'envelliment, el rentat, l'assecat i la crema, s'obté l'òxid. Tanmateix, a causa del gran nombre de bombolles generades durant la precipitació del bicarbonat d'amoni i del 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 una mida de partícula i una morfologia ideals, les condicions de reacció s'han de controlar estrictament.

3. Precipitació d'urea

El mètode de precipitació amb 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 dels precursors i el creixement de partícules, de manera que el mètode de precipitació amb urea ha atret cada cop més el favor de la gent i ha atret una àmplia atenció i investigació de molts estudiosos actualment.

4. Granulació per polvorització

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

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 nou material, la nano Y₂O₃té un camp d'aplicació més ampli. Avui dia, hi ha molts mètodes per preparar nano Y₂O₃materials, que es poden dividir en tres categories: mètode de fase líquida, mètode de fase gasosa i mètode de fase sòlida, entre els quals el mètode de fase líquida és el més utilitzat. Es divideixen en piròlisi per polvorització, síntesi hidrotermal, microemulsió, sol-gel, síntesi de combustió i precipitació. Tanmateix, les nanopartícules d'òxid d'itri esferoiditzades tindran una superfície específica més elevada, una energia superficial més elevada, una millor fluïdesa i dispersió, cosa que val la pena destacar.