Properti, Aplikasi dan Persiapan Yttrium Oxide

Struktur kristal yttrium oksida

Yttrium oksida (y₂O₃) adalah oksida tanah jarang putih yang tidak larut dalam air dan alkali dan larut dalam asam. Ini adalah tanah jarang tipe-C yang khas sesquioxide dengan struktur kubik yang berpusat pada tubuh.

Tabel parameter kristal y₂O₃

Diagram struktur kristal y₂O₃

Sifat fisik dan kimia yttrium oksida

(1) Massa molar adalah 225,82g/mol dan kepadatannya 5,01g/cm³;

(2) Titik lebur 2410℃, titik didih 4300℃, stabilitas termal yang baik;

(3) stabilitas fisik dan kimia yang baik dan ketahanan korosi yang baik;

(4) Konduktivitas termal tinggi, yang dapat mencapai 27 W/(MK) pada 300k, yaitu sekitar dua kali konduktivitas termal yttrium aluminium garnet (y₃Al₅O₁₂), yang sangat bermanfaat untuk digunakan sebagai media kerja laser;

(5) rentang transparansi optik luas (0,29 ~ 8μm), dan transmitansi teoritis di wilayah yang terlihat dapat mencapai lebih dari 80%;

(6) Energi fonon rendah, dan puncak terkuat spektrum Raman terletak di 377cm^-1, yang bermanfaat untuk mengurangi probabilitas transisi non-radiatif dan meningkatkan efisiensi bercahaya konversi tinggi;

(7) Di bawah 2200℃, Y₂O₃adalah fase kubik tanpa birefringence. Indeks bias adalah 1,89 pada panjang gelombang 1050nm. Berubah menjadi fase heksagonal di atas 2200℃;

(8) Kesenjangan energi y₂O₃sangat luas, hingga 5.5EV, dan tingkat energi dari ion luminescent tanah jarang trivalen yang didoping adalah antara pita valensi dan pita konduksi y y₂O₃dan di atas tingkat energi Fermi, sehingga membentuk pusat luminescent diskrit.

(9) y₂O₃, sebagai bahan matriks, dapat mengakomodasi konsentrasi tinggi ion tanah jarang trivalen dan menggantikan y³⁺ion tanpa menyebabkan perubahan struktural.

Penggunaan utama yttrium oksida

Yttrium oksida, sebagai bahan aditif fungsional, banyak digunakan dalam bidang energi atom, kedirgantaraan, fluoresensi, elektronik, keramik berteknologi tinggi dan sebagainya karena sifat fisiknya yang sangat baik seperti konstanta dielektrik tinggi, ketahanan panas yang baik dan ketahanan korosi yang kuat.

Sumber Gambar: Jaringan

1, sebagai bahan matriks fosfor, digunakan di bidang tampilan, pencahayaan dan tanda;

2, sebagai bahan medium laser, keramik transparan dengan kinerja optik yang tinggi dapat disiapkan, yang dapat digunakan sebagai media kerja laser untuk mewujudkan output laser suhu kamar;

3, sebagai bahan matriks luminescent up-conversion, digunakan dalam deteksi inframerah, pelabelan fluoresensi dan bidang lainnya;

4, dibuat menjadi keramik transparan, yang dapat digunakan untuk lensa yang terlihat dan inframerah, tabung lampu pelepasan gas tekanan tinggi, scintillator keramik, jendela pengamatan tungku tinggi, dll

5, dapat digunakan sebagai pembuluh reaksi, bahan tahan suhu tinggi, bahan refraktori, dll.

6, sebagai bahan baku atau aditif, mereka juga banyak digunakan dalam bahan superkonduktor suhu tinggi, bahan kristal laser, keramik struktural, bahan katalitik, keramik dielektrik, paduan kinerja tinggi dan bidang lainnya.

Metode persiapan bubuk yttrium oksida

Metode presipitasi fase cair sering digunakan untuk menyiapkan oksida tanah jarang, yang terutama mencakup metode presipitasi oksalat, metode presipitasi amonium bikarbonat, metode hidrolisis urea dan metode presipitasi amonia. Selain itu, granulasi semprotan juga merupakan metode persiapan yang telah banyak bersangkutan saat ini. Metode curah hujan garam

1. Metode presipitasi oksalat

Oksida tanah jarang yang disiapkan dengan metode presipitasi oksalat memiliki keunggulan tingkat kristalisasi tinggi, bentuk kristal yang baik, kecepatan filtrasi cepat, kandungan pengotor rendah dan operasi yang mudah, yang merupakan metode umum untuk menyiapkan kemurnian tinggi oksida tanah jarang dalam produksi industri.

Metode curah hujan amonium bikarbonat

2. Metode presipitasi amonium bikarbonat

Amonium bikarbonat adalah endapan yang murah. Di masa lalu, orang sering menggunakan metode presipitasi amonium bikarbonat untuk menyiapkan karbonat tanah jarang campuran dari larutan pencucian bijih tanah jarang. Saat ini, oksida tanah jarang dibuat dengan metode presipitasi amonium bikarbonat dalam industri. Secara umum, metode presipitasi amonium bikarbonat adalah menambahkan amonium bikarbonat padatan atau larutan ke dalam larutan tanah klorida jarang pada suhu tertentu, setelah penuaan, pencucian, pengeringan dan pembakaran, oksida diperoleh. Namun, karena sejumlah besar gelembung yang dihasilkan selama curah hujan amonium bikarbonat dan nilai pH yang tidak stabil selama reaksi presipitasi, laju nukleasi cepat atau lambat, yang tidak kondusif terhadap pertumbuhan kristal. Untuk mendapatkan oksida dengan ukuran partikel yang ideal dan morfologi, kondisi reaksi harus dikontrol secara ketat.

3. Curah hujan urea

Metode presipitasi urea banyak digunakan dalam persiapan oksida tanah jarang, yang tidak hanya murah dan mudah dioperasikan, tetapi juga memiliki potensi untuk mencapai kontrol yang akurat dari nukleasi prekursor dan pertumbuhan partikel, sehingga metode presipitasi urea telah menarik lebih banyak dan lebih banyak orang dan menarik perhatian dan penelitian yang luas dari banyak cendekiawan saat ini.

4. Semprot granulasi

Teknologi granulasi semprot memiliki keunggulan otomatisasi tinggi, efisiensi produksi tinggi dan kualitas tinggi bubuk hijau, sehingga granulasi semprotan telah menjadi metode granulasi bubuk yang umum digunakan.

Dalam beberapa tahun terakhir, konsumsi tanah jarang di bidang tradisional pada dasarnya tidak berubah, tetapi penerapannya pada bahan baru telah meningkat dengan jelas. Sebagai bahan baru, nano y₂O₃memiliki bidang aplikasi yang lebih luas. Saat ini, ada banyak metode untuk mempersiapkan nano y₂O₃bahan, yang dapat dibagi menjadi tiga kategori: metode fase cair, metode fase gas dan metode fase padat, di antaranya metode fase cair adalah yang paling banyak digunakan. Mereka dibagi menjadi pirolisis semprotan, sintesis hidrotermal, mikroemulsi, sol-gel, sintesis pembakaran dan presipitasi. Namun, nanopartikel yttrium oksida spheroidisasi akan memiliki luas permukaan spesifik yang lebih tinggi, energi permukaan, fluiditas dan dispersitas yang lebih baik, yang layak difokuskan.