מאפיינים, יישום והכנת תחמוצת yttrium

מבנה קריסטל של תחמוצת yttrium

תחמוצת yttrium (y₂O₃) הוא תחמוצת אדמה נדירה לבנה שאינה מסיסה במים ובאלקלי ומסיסה בחומצה. זהו אדמה נדירה מסוג C נדיר טיפוסי עם מבנה מעוקב מרוכז בגוף.

טבלת פרמטר קריסטל של y₂O₃

תרשים מבנה קריסטל של y₂O₃

תכונות פיזיקליות וכימיות של תחמוצת yttrium

(1) המסה הטוחנית היא 225.82 גרם/מול והצפיפות היא 5.01 גרם/ס"מ³;

(2) נקודת התכה 2410℃, נקודת רתיחה 4300℃, יציבות תרמית טובה;

(3) יציבות פיזית וכימית טובה ועמידות בפני קורוזיה טובה;

(4) המוליכות התרמית גבוהה, שיכולה להגיע ל 27 W/(MK) ב 300K, שהיא בערך פי שניים מהמוליכות התרמית של גרנט אלומיניום yttrium (y₃Al₅O₁₂), המועיל מאוד לשימושו כמדיום עובד לייזר;

(5) טווח השקיפות האופטי הוא רחב (0.29 ~ 8 מיקרומטר), וההעברה התיאורטית באזור הנראה יכולה להגיע ליותר מ 80%;

(6) אנרגיית הפונון נמוכה, והשיא החזק ביותר של ספקטרום ראמן ממוקם בגובה 377 ס"מ^-1, מה שמועיל לצמצם את ההסתברות למעבר לא קרדיטיבי ולשפר את היעילות הזוהרת של המרה;

(7) מתחת ל 2200℃, Y₂O₃הוא שלב מעוקב ללא התנעה. מדד השבירה הוא 1.89 באורך הגל של 1050 ננומטר. הופך לשלב משושה מעל 2200℃;

(8) פער האנרגיה של y₂O₃הוא רחב מאוד, עד 5.5EV, ורמת האנרגיה של יוני זוהר אדמה נדירים מסוממים היא בין רצועת הערכיות לפס ההולכה של y₂O₃ומעל לרמת האנרגיה של פרמי, ובכך יצרו מרכזים זוהרים נפרדים.

(9) y₂O₃, כחומר מטריצה, יכול להתאים לריכוז גבוה של יוני אדמה נדירים משולבים ולהחליף את y³⁺יונים מבלי לגרום לשינויים מבניים.

שימושים עיקריים בתחמוצת yttrium

תחמוצת yttrium, כחומר תוסף פונקציונלי, נמצאת בשימוש נרחב בשדות של אנרגיה אטומית, תעופה וחלל, פלואורסצנציה, אלקטרוניקה, קרמיקה היי-טק וכן הלאה בגלל תכונותיו הפיזיות המצוינות כמו קבוע דיאלקטרי גבוה, עמידות חום טובה ועמידות בפני קורוזיה חזקה.

מקור תמונה: רשת

1, כחומר מטריצת זרחן, הוא משמש בשדות התצוגה, התאורה והסימון;

2, כחומר בינוני בלייזר, ניתן להכין קרמיקה שקופה עם ביצועים אופטיים גבוהים, שיכולים לשמש כמדיום עובד לייזר למימוש תפוקת לייזר בטמפרטורת החדר;

3, כחומר מטריצה ​​זוהר במרידה, הוא משמש לגילוי אינפרא אדום, תיוג פלואורסצנטי ושדות אחרים;

4, שנעשתה לקרמיקה שקופה, שניתן להשתמש בהן לעדשות גלויות ואינפרא אדום, צינורות מנורת פריקת גז בלחץ גבוה, צינורות קרמיקה, חלונות תצפית בטמפרטורה גבוהה וכו '

5, זה יכול לשמש ככלי תגובה, חומר עמיד בטמפרטורה גבוהה, חומר עקשן וכו '.

6, כחומרי גלם או תוספים, הם נמצאים בשימוש נרחב גם בחומרים מוליכים-על בעלי טמפרטורה גבוהה, חומרי קריסטל לייזר, קרמיקה מבנית, חומרים קטליטיים, קרמיקה דיאלקטרית, סגסוגות בעלות ביצועים גבוהים ושדות אחרים.

שיטת ההכנה של אבקת תחמוצת yttrium

שיטת משקעים שלב נוזלי משמשת לרוב להכנת תחמוצות אדמה נדירות, הכוללות בעיקר שיטת משקעים אוקסלטית, שיטת משקעים אמוניום ביקרבונט, שיטת הידרוליזה של אוריאה ושיטת משקעים אמוניה. בנוסף, גרגיר ריסוס הוא גם שיטת הכנה שעוסקת כיום באופן נרחב. שיטת משקעים מלח

1. שיטת משקעים אוקסלטית

תחמוצת האדמה הנדירה שהוכנה בשיטת משקעים אוקסלטית היא בעלת היתרונות של דרגת התגבשות גבוהה, צורת גביש טובה, מהירות סינון מהירה, תכולת טומאה נמוכה ותפעול קל, המהווה שיטה נפוצה להכנת תחמוצת אדמה נדירה של טוהר גבוה בייצור תעשייתי.

שיטת משקעים אמוניום ביקרבונט

2. שיטת משקעים אמוניום ביקרבונט

אמוניום ביקרבונט הוא משקע זול. בעבר אנשים השתמשו לעתים קרובות בשיטת המשקעים של אמוניום ביקרבונט כדי להכין קרבונט אדמה נדיר מעורב מתמיסת שטיפה של עפרות אדמה נדירות. נכון לעכשיו, תחמוצות אדמה נדירות מוכנות בשיטת המשקעים של אמוניום ביקרבונט בתעשייה. באופן כללי, שיטת המשקעים של אמוניום ביקרבונט היא להוסיף מוצק או תמיסה של אמוניום ביקרבונט לתמיסת כלוריד אדמה נדירה בטמפרטורה מסוימת, לאחר הזדקנות, שטיפה, ייבוש ושריפה, מתקבל התחמוצת. עם זאת, בשל המספר הגדול של הבועות שנוצרו במהלך המשקעים של אמוניום ביקרבונט וערך ה- pH הלא יציב במהלך תגובת המשקעים, קצב הגרעין הוא מהיר או איטי, שאינו תורם לגידול הגביש. על מנת להשיג את תחמוצת גודל החלקיקים והמורפולוגיה האידיאלית, יש לשלוט בקפדנות על תנאי התגובה.

3. משקעים אוריאה

שיטת המשקעים באוריאה נמצאת בשימוש נרחב בהכנת תחמוצת כדור הארץ הנדירה, שהיא לא רק זולה וקלה לתפעול, אלא גם בעלת פוטנציאל להשיג שליטה מדויקת על גרעין המבשר וצמיחת החלקיקים, כך שיטת המשקעים באוריאה משכה יותר ויותר לטובתם של אנשים ומשכה תשומת לב ומחקר נרחב של חוקרים רבים.

4. גרגירי ריסוס

לטכנולוגיית גרנולציה של ריסוס היתרונות של אוטומציה גבוהה, יעילות ייצור גבוהה ואיכות גבוהה של אבקה ירוקה, ולכן גרנולציה של ריסוס הפכה לשיטת גרגיר אבקה נפוצה.

בשנים האחרונות צריכת האדמה הנדירה בשדות מסורתיים לא השתנתה בעיקרון, אך יישומה בחומרים חדשים גדל כמובן. כחומר חדש, ננו y₂O₃יש שדה יישומים רחב יותר. בימינו ישנן שיטות רבות להכנת ננו y₂O₃חומרים, שניתן לחלק לשלוש קטגוריות: שיטת שלב נוזלי, שיטת שלב הגז ושיטת שלב מוצק, ביניהן שיטת שלב הנוזל היא הנפוצה ביותר. הם מחולקים לפירוליזה ריסוסית, סינתזה הידרותרמית, מיקרו-אמולסיה, סול-ג'ל, סינתזת בעירה ושקעים. עם זאת, חלקיקי הננו -תחמוצת yttrium spheroidized יהיו בעלי שטח פנים ספציפי גבוה יותר, אנרגיית פני השטח, נזילות טובה יותר ופיזור, שכדאי להתמקד בו.