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 álcalis e soluble en ácido. É un sesquióxido de terras raras de tipo C típico con estrutura cúbica centrada no corpo.

Táboa de parámetros cristalinos de Y₂O₃

Diagrama da estrutura cristalina de Y₂O₃

Propiedades físicas e químicas do óxido de itrio

(1) a masa molar é de 225,82 g/mol e a densidade é de 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, podendo alcanzar os 27 W/(MK) a 300 K, o que é aproximadamente o dobre da condutividade térmica do granate de itrio e aluminio (Y₃Al₅O₁₂), o que é moi beneficioso para o seu uso como medio de traballo láser;

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

(6) A enerxía fonónica 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 birrefrinxencia. O índice de refracción é de 1,89 á lonxitude de onda de 1050 nm. Transformándose en fase hexagonal por riba de 2200℃;

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

(9)S₂O₃, como material matriz, pode acomodar unha alta concentración de ións trivalentes de terras raras e substituír o 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., debido ás súas excelentes propiedades físicas, como unha alta constante dieléctrica, boa resistencia á calor e forte resistencia á corrosión.

Fonte da imaxe: Rede

1, como material de matriz fosforosa, utilízase nos campos da visualización, iluminación e marcado;

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

3, como material de matriz luminescente de conversión ascendente, úsase na detección por infravermellos, etiquetaxe por fluorescencia e outros campos;

4, Feito en cerámica transparente, que se pode usar para lentes visibles e infravermellas, tubos de lámpadas de descarga de gas de alta presión, centelleadores cerámicos, 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 se usan amplamente en materiais supercondutores de alta temperatura, materiais cristalinos láser, cerámica estrutural, materiais catalíticos, cerámica dieléctrica, aliaxes de alto rendemento e outros campos.

Método de preparación de po de óxido de itrio

O método de precipitación en fase líquida úsase a miúdo para preparar óxidos de terras raras, incluíndo principalmente o método de precipitación con oxalato, o método de precipitación con bicarbonato de amonio, o método de hidrólise da urea e o método de precipitación con amoníaco. Ademais, a granulación por pulverización tamén é un método de preparación que foi amplamente utilizado na actualidade. Método de precipitación de sal

1. método de precipitación con oxalato

O óxido de terras raras preparado polo método de precipitación con oxalato ten as vantaxes dun alto grao de cristalización, boa forma cristalina, velocidade de filtración rápida, baixo contido de impurezas e sinxelo funcionamento, o que o converte nun método común para preparar óxido de terras raras de alta pureza na produción industrial.

Método de precipitación de bicarbonato de amonio

2. Método de precipitación con bicarbonato de amonio

O bicarbonato de amonio é un precipitante barato. No pasado, a xente adoitaba empregar o método de precipitación con bicarbonato de amonio para preparar carbonato de terras raras mesturado a partir dunha solución de lixiviación de mineral de terras raras. Na actualidade, os óxidos de terras raras prepáranse mediante o método de precipitación con bicarbonato de amonio na industria. Xeralmente, o método de precipitación con 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, lavado, secado e queima, obtense o óxido. Non obstante, debido á gran cantidade de burbullas xeradas durante a precipitación do bicarbonato de amonio e ao valor de pH inestable durante a reacción de precipitación, a velocidade de nucleación é rápida ou lenta, o que non favorece o crecemento do cristal. Para obter o óxido cun tamaño de partícula e morfoloxía ideais, as condicións de reacción deben controlarse estritamente.

3. Precipitación de urea

O método de precipitación con urea úsase amplamente na preparación de óxido de terras raras, que non só é barato e doado de operar, senón que tamén ten o potencial de lograr un control preciso da nucleación dos precursores e do crecemento das partículas, polo que o método de precipitación con urea atraeu cada vez máis o favor da xente e atraeu unha ampla atención e investigación por parte 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 do po verde, polo que a granulación por pulverización converteuse nun método de granulación de po de uso común.

Nos últimos anos, o consumo de terras raras nos campos tradicionais non cambiou basicamente, pero a súa aplicación en novos materiais aumentou obviamente. Como novo material, a nano Y₂O₃ten un campo de aplicación máis amplo. Hoxe en día, existen moitos métodos para preparar nano Y₂O₃materiais, que se poden dividir en tres categorías: método de fase líquida, método de fase gasosa e método de fase sólida, entre os cales o método de fase líquida é o máis utilizado. Divídense en pirólise por pulverización, síntese hidrotermal, microemulsión, sol-xel, síntese por combustión e precipitación. Non obstante, as nanopartículas de óxido de itrio esferoidizadas terán unha maior área superficial específica, enerxía superficial, mellor fluidez e dispersidade, no que paga a pena centrarse.