Sifat, aplikasi dan persiapan yttrium oksida

Struktur kristal yttrium oksida

Itrium oksida (Y₂O₃) adalah oksida tanah jarang berwarna putih yang tidak larut dalam air dan alkali serta larut dalam asam.Ini adalah sesquioxide tanah jarang tipe C dengan struktur kubik 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 massa jenisnya 5,01g/cm³;

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

(3) Stabilitas fisik dan kimia yang baik serta ketahanan korosi yang baik;

(4) Konduktivitas termalnya tinggi, yaitu dapat mencapai 27 W/(MK) pada 300K, yaitu sekitar dua kali lipat konduktivitas termal yttrium aluminium garnet (Y₃Al₅O₁₂), yang sangat bermanfaat untuk digunakan sebagai media kerja laser;

(5) Rentang transparansi optiknya lebar (0,29~8μm), dan transmisi teoretis di wilayah terlihat dapat mencapai lebih dari 80%;

(6) Energi fonon rendah, dan puncak spektrum Raman terkuat terletak pada 377cm^-1, yang bermanfaat untuk mengurangi kemungkinan transisi non-radiasi dan meningkatkan efisiensi pencahayaan konversi;

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

(8) Kesenjangan energi Y₂O₃sangat lebar, hingga 5,5eV, dan tingkat energi ion luminescent tanah jarang trivalen yang didoping berada di antara pita valensi dan pita konduksi Y₂O₃dan di atas tingkat energi Fermi, sehingga membentuk pusat pendaran yang terpisah.

(9)kamu₂O₃, sebagai bahan matriks, dapat menampung ion tanah jarang trivalen konsentrasi tinggi dan menggantikan Y³⁺ion tanpa menyebabkan perubahan struktural.

Kegunaan utama yttrium oksida

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

Sumber gambar: Jaringan

1, Sebagai bahan matriks fosfor, digunakan di bidang tampilan, pencahayaan dan penandaan;

2, Sebagai bahan media laser, keramik transparan dengan kinerja optik tinggi dapat disiapkan, yang dapat digunakan sebagai media kerja laser untuk mewujudkan keluaran laser suhu ruangan;

3, Sebagai bahan matriks luminescent konversi atas, digunakan dalam deteksi inframerah, pelabelan fluoresensi dan bidang lainnya;

4, dibuat menjadi keramik transparan, yang dapat digunakan untuk lensa tampak dan inframerah, tabung lampu pelepasan gas bertekanan tinggi, sintilator keramik, jendela observasi tungku suhu tinggi, dll.

5, Dapat digunakan sebagai bejana reaksi, bahan tahan suhu tinggi, bahan tahan api, dll.

6,Sebagai bahan mentah 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 pembuatan bubuk yttrium oksida

Metode pengendapan fase cair sering digunakan untuk membuat oksida tanah jarang, yang terutama mencakup metode pengendapan oksalat, metode pengendapan amonium bikarbonat, metode hidrolisis urea, dan metode pengendapan amonia.Selain itu, granulasi semprot juga merupakan metode preparasi yang banyak diperhatikan saat ini.Metode pengendapan garam

1. metode pengendapan oksalat

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

Metode pengendapan amonium bikarbonat

2. Metode pengendapan amonium bikarbonat

Amonium bikarbonat merupakan pengendap yang murah.Di masa lalu, orang sering menggunakan metode pengendapan amonium bikarbonat untuk menyiapkan campuran karbonat tanah jarang dari larutan pelindian bijih tanah jarang.Saat ini, oksida tanah jarang dibuat dengan metode pengendapan amonium bikarbonat di industri.Secara umum, metode pengendapan amonium bikarbonat adalah dengan menambahkan padatan atau larutan amonium bikarbonat ke dalam larutan klorida tanah jarang pada suhu tertentu, Setelah penuaan, pencucian, pengeringan dan pembakaran, diperoleh oksida.Namun, karena banyaknya gelembung yang dihasilkan selama pengendapan amonium bikarbonat dan nilai pH yang tidak stabil selama reaksi pengendapan, laju nukleasi menjadi cepat atau lambat, sehingga tidak kondusif bagi pertumbuhan kristal.Untuk mendapatkan oksida dengan ukuran partikel dan morfologi yang ideal, kondisi reaksi harus dikontrol dengan ketat.

3. Curah hujan urea

Metode pengendapan urea banyak digunakan dalam pembuatan oksida tanah jarang, yang tidak hanya murah dan mudah dioperasikan, namun juga memiliki potensi untuk mencapai kontrol yang akurat terhadap nukleasi prekursor dan pertumbuhan partikel, sehingga metode pengendapan urea telah menarik semakin banyak orang. mendukung dan menarik perhatian dan penelitian yang luas dari banyak sarjana saat ini.

4. Semprotkan granulasi

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

Dalam beberapa tahun terakhir, konsumsi tanah jarang di ladang tradisional pada dasarnya tidak berubah, namun penerapannya pada material baru jelas meningkat.Sebagai material baru, nano Y₂O₃mempunyai bidang aplikasi yang lebih luas.Saat ini, ada banyak metode untuk menyiapkan nano Y₂O₃bahan, yang dapat dibagi menjadi tiga kategori: metode fase cair, metode fase gas dan metode fase padat, di antaranya metode fase cair yang paling banyak digunakan. Mereka dibagi menjadi pirolisis semprot, sintesis hidrotermal, mikroemulsi, sol-gel, pembakaran sintesis dan presipitasi.Namun, nanopartikel yttrium oksida yang disferoidisasi akan memiliki luas permukaan spesifik yang lebih tinggi, energi permukaan, fluiditas dan dispersi yang lebih baik, yang patut untuk diperhatikan.