Propiedades, aplicación e preparación do óxido de itrio

Estrutura cristalina do óxido de itrio

Óxido de itrio (Y₂O₃) é un óxido branco de terras raras insoluble en auga e álcali e soluble en ácido. É un típico sesquióxido de terras raras tipo C con estrutura cúbica centrada no corpo.

Táboa de parámetros de cristal de Y₂O₃

Diagrama de estrutura cristalina de Y₂O₃

Propiedades físicas e químicas do óxido de itrio

(1) a masa molar é 225,82 g/mol e a densidade é 5,01 g/cm³;

(2) Punto de fusión 2410℃, punto de ebulición 4300℃, boa estabilidade térmica;

(3) Boa estabilidade física e química e boa resistencia á corrosión;

(4) A condutividade térmica é alta, que pode alcanzar 27 W/(MK) a 300K, o que é aproximadamente o dobre da condutividade térmica do granate de itrio aluminio (Y₃Al₅O₁₂), que é moi beneficioso para o seu uso como medio de traballo con láser;

(5) O rango de transparencia óptica é amplo (0,29 ~ 8 μm) e a transmitancia teórica na rexión visible pode alcanzar máis do 80 %;

(6) A enerxía do fonón é baixa e o pico máis forte do espectro Raman está situado a 377 cm.^-1, o que é beneficioso para reducir a probabilidade de transición non radiativa e mellorar a eficiencia luminosa de conversión ascendente;

(7) Menos de 2200℃, Y₂O₃é unha fase cúbica sen birrefringencia. O índice de refracción é de 1,89 na lonxitude de onda de 1050 nm. Transformándose en fase hexagonal por encima de 2200℃;

(8) A fenda enerxética de Y₂O₃é moi amplo, ata 5,5 eV, e o nivel de enerxía dos ións luminiscentes trivalentes dopados de terras raras está entre a banda de valencia e a banda de condución de Y₂O₃e por riba do nivel de enerxía de Fermi, formando así centros luminiscentes discretos.

(9) Y₂O₃, como material da matriz, pode acomodar altas concentracións de ións de terras raras trivalentes e substituír a Y³⁺ións sen causar cambios estruturais.

Principais usos do óxido de itrio

O óxido de itrio, como material aditivo funcional, úsase amplamente nos campos da enerxía atómica, aeroespacial, fluorescencia, electrónica, cerámica de alta tecnoloxía, etc. polas súas excelentes propiedades físicas, como a alta constante dieléctrica, a boa resistencia á calor e a forte corrosión. resistencia.

Fonte da imaxe: Rede

1, Como material de matriz de fósforo, úsase nos campos de visualización, iluminación e marcado;

2,Como material medio láser, pódense preparar cerámicas transparentes con alto rendemento óptico, que se poden usar como medio de traballo con láser para realizar a saída de láser a temperatura ambiente;

3, Como material de matriz luminiscente de conversión ascendente, úsase na detección de infravermellos, etiquetaxe de fluorescencia e outros campos;

4, feita en cerámica transparente, que se pode usar para lentes visibles e infravermellas, tubos de lámpadas de descarga de gas de alta presión, centelleadores de cerámica, fiestras de observación de fornos de alta temperatura, etc.

5, pódese usar como recipiente de reacción, material resistente a altas temperaturas, material refractario, etc.

6,Como materias primas ou aditivos, tamén son amplamente utilizados en materiais supercondutores de alta temperatura, materiais de cristal láser, cerámicas estruturais, materiais catalíticos, cerámicas dieléctricas, aliaxes de alto rendemento e outros campos.

Método de preparación do po de óxido de itrio

O método de precipitación en fase líquida úsase a miúdo para preparar óxidos de terras raras, que inclúe principalmente o método de precipitación de oxalato, o método de precipitación de bicarbonato de amonio, o método de hidrólise de urea e o método de precipitación de amoníaco. Ademais, a granulación por pulverización tamén é un método de preparación que está moi preocupado na actualidade. Método de precipitación salina

1. método de precipitación de oxalato

O óxido de terras raras preparado polo método de precipitación de oxalato ten as vantaxes dun alto grao de cristalización, boa forma de cristal, velocidade de filtración rápida, baixo contido de impurezas e fácil operación, que é un método común para preparar óxido de terras raras de alta pureza na produción industrial.

Método de precipitación con bicarbonato de amonio

2. Método de precipitación con bicarbonato de amonio

O bicarbonato de amonio é un precipitante barato. No pasado, a xente adoitaba usar o método de precipitación de bicarbonato de amonio para preparar carbonato de terras raras mesturados a partir da solución de lixiviación de mineral de terras raras. Na actualidade, os óxidos de terras raras prepáranse mediante o método de precipitación de bicarbonato de amonio na industria. Xeralmente, o método de precipitación de bicarbonato de amonio consiste en engadir un sólido ou unha solución de bicarbonato de amonio a unha solución de cloruro de terras raras a unha determinada temperatura, despois do envellecemento, o lavado, o secado e a queima, obtense o óxido. Non obstante, debido á gran cantidade de burbullas xeradas durante a precipitación de bicarbonato de amonio e ao valor de pH inestable durante a reacción de precipitación, a taxa de nucleación é rápida ou lenta, o que non favorece o crecemento dos cristales. Para obter o óxido de tamaño de partícula e morfoloxía idóneos, as condicións de reacción deben ser controladas rigorosamente.

3. Precipitación de urea

O método de precipitación de urea utilízase amplamente na preparación de óxido de terras raras, que non só é barato e fácil de operar, senón que tamén ten o potencial de lograr un control preciso da nucleación do precursor e do crecemento das partículas, polo que o método de precipitación da urea atraeu a máis e máis xente. favoreceu e atraeu unha ampla atención e investigación de moitos estudosos na actualidade.

4. Granulación por pulverización

A tecnoloxía de granulación por pulverización ten as vantaxes dunha alta automatización, unha alta eficiencia de produción e unha alta calidade de po verde, polo que a granulación por pulverización converteuse nun método de granulación de po de uso habitual.

Nos últimos anos, o consumo de terras raras nos campos tradicionais non cambiou basicamente, pero a súa aplicación en novos materiais aumentou obviamente. Como material novo, nano Y₂O₃ten un campo de aplicación máis amplo. Hoxe en día, hai moitos métodos para preparar nano Y₂O₃materiais, que se poden dividir en tres categorías: método en fase líquida, método en fase gaseosa e método en fase sólida, entre os que o método en fase líquida é o máis utilizado. Divídense en pirólise por pulverización, síntese hidrotermal, microemulsión, sol-xel, combustión. síntese e precipitación. Non obstante, as nanopartículas de óxido de itrio esferoidizadas terán unha maior área de superficie específica, enerxía superficial, mellor fluidez e dispersión, que paga a pena centrarse.