গুরুত্বপূর্ণ বিরল আর্থ যৌগ: ইট্রিয়াম অক্সাইড পাউডারের ব্যবহার কী?

গুরুত্বপূর্ণ বিরল আর্থ যৌগ: ইট্রিয়াম অক্সাইড পাউডারের ব্যবহার কী?

বিরল পৃথিবী একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কৌশলগত সম্পদ, এবং এটি শিল্প উৎপাদনে একটি অপূরণীয় ভূমিকা রয়েছে। অটোমোবাইল গ্লাস, নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স, অপটিক্যাল ফাইবার, লিকুইড ক্রিস্টাল ডিসপ্লে ইত্যাদি বিরল পৃথিবীর সংযোজন থেকে অবিচ্ছেদ্য। তাদের মধ্যে, yttrium (Y) বিরল আর্থ ধাতব উপাদানগুলির মধ্যে একটি এবং এটি এক ধরণের ধূসর ধাতু। যাইহোক, পৃথিবীর ভূত্বকের উচ্চ সামগ্রীর কারণে, দাম তুলনামূলকভাবে সস্তা এবং এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বর্তমান সামাজিক উৎপাদনে, এটি প্রধানত ইট্রিয়াম অ্যালয় এবং ইট্রিয়াম অক্সাইড রাজ্যে ব্যবহৃত হয়।

Yttrium ধাতু
তাদের মধ্যে, ইট্রিয়াম অক্সাইড (Y2O3) হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ইট্রিয়াম যৌগ। এটি জল এবং ক্ষারগুলিতে অদ্রবণীয়, অ্যাসিডে দ্রবণীয় এবং সাদা স্ফটিক পাউডারের চেহারা রয়েছে (স্ফটিক গঠনটি কিউবিক সিস্টেমের অন্তর্গত)। এটির খুব ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং এটি ভ্যাকুয়ামের অধীনে রয়েছে। কম অস্থিরতা, উচ্চ তাপ প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের, উচ্চ অস্তরক, স্বচ্ছতা (ইনফ্রারেড) এবং অন্যান্য সুবিধা, তাই এটি অনেক ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা হয়েছে। নির্দিষ্টগুলো কি?একবার দেখে নেওয়া যাক।

ইট্রিয়াম অক্সাইডের স্ফটিক গঠন

01 ইট্রিয়াম স্থিতিশীল জিরকোনিয়া পাউডারের সংশ্লেষণ। উচ্চ তাপমাত্রা থেকে ঘরের তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ ZrO2 এর শীতল হওয়ার সময় নিম্নলিখিত পর্যায়ের পরিবর্তন ঘটবে: কিউবিক ফেজ (c) → টেট্রাগোনাল ফেজ (t) → মনোক্লিনিক ফেজ (m), যেখানে t 1150°C →m ফেজ পরিবর্তনে ঘটবে, প্রায় 5% একটি ভলিউম সম্প্রসারণ দ্বারা অনুষঙ্গী. যাইহোক, যদি ZrO2-এর t→m ফেজ ট্রানজিশন পয়েন্ট ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিশীল থাকে, তাহলে t→m ফেজ ট্রানজিশন লোড করার সময় চাপ দ্বারা প্ররোচিত হয়। ফেজ পরিবর্তনের ফলে উৎপন্ন আয়তনের প্রভাবের কারণে, প্রচুর পরিমাণে ফ্র্যাকচার শক্তি শোষিত হয়। , যাতে উপাদান একটি অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্তি প্রদর্শন করে, যাতে উপাদানটি অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্ততা প্রদর্শন করে, যার ফলে ফেজ রূপান্তর দৃঢ়তা, এবং উচ্চ কঠোরতা এবং উচ্চ পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা হয়। যৌনতা

জিরকোনিয়া সিরামিকের ফেজ পরিবর্তন শক্ত করার জন্য, একটি নির্দিষ্ট স্টেবিলাইজার যোগ করতে হবে এবং নির্দিষ্ট ফায়ারিং অবস্থার অধীনে, উচ্চ-তাপমাত্রার স্থিতিশীল ফেজ-টেট্রাগোনাল মেটা-স্ট্যাবিলাইজেশন ঘরের তাপমাত্রায়, একটি টেট্রাগোনাল ফেজ পায় যা ঘরের তাপমাত্রায় ফেজ-রূপান্তরিত হতে পারে। . এটি জিরকোনিয়াতে স্টেবিলাইজারগুলির স্থিতিশীল প্রভাব। Y2O3 হল এখন পর্যন্ত সবচেয়ে বেশি গবেষণা করা জিরকোনিয়াম অক্সাইড স্টেবিলাইজার৷ সিন্টারযুক্ত Y-TZP উপাদানটির ঘরের তাপমাত্রায় চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, উচ্চ শক্তি, ভাল ফ্র্যাকচার শক্ততা, এবং এর সমষ্টিতে উপাদানটির শস্যের আকার ছোট এবং অভিন্ন, তাই এটি রয়েছে আরো মনোযোগ আকর্ষণ. 02 সিন্টারিং এইডস অনেক বিশেষ সিরামিকের সিন্টারিং এর জন্য সিন্টারিং এইডস এর অংশগ্রহণ প্রয়োজন। sintering এইডস ভূমিকা সাধারণত নিম্নলিখিত অংশে বিভক্ত করা যেতে পারে: sinter সঙ্গে একটি কঠিন সমাধান গঠন;ক্রিস্টাল ফর্ম রূপান্তর প্রতিরোধ; স্ফটিক শস্য বৃদ্ধি বাধা; তরল ফেজ উত্পাদন। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনার সিন্টারিংয়ে, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড MgO প্রায়শই সিন্টারিং প্রক্রিয়ার সময় একটি মাইক্রোস্ট্রাকচার স্টেবিলাইজার হিসাবে যোগ করা হয়। এটি শস্যগুলিকে পরিমার্জিত করতে পারে, শস্যের সীমানা শক্তির পার্থক্যকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করতে পারে, শস্যের বৃদ্ধির অ্যানিসোট্রপিকে দুর্বল করতে পারে এবং অবিচ্ছিন্ন শস্যের বৃদ্ধিকে বাধা দিতে পারে। যেহেতু MgO উচ্চ তাপমাত্রায় অত্যন্ত উদ্বায়ী, ভাল ফলাফল অর্জনের জন্য, Yttrium অক্সাইড প্রায়ই MgO এর সাথে মিশ্রিত হয়। Y2O3 স্ফটিক দানাগুলিকে পরিমার্জিত করতে পারে এবং সিন্টারিং ঘনত্বকে উন্নীত করতে পারে। 03YAG পাউডার সিন্থেটিক yttrium অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (Y3Al5O12) একটি মানবসৃষ্ট যৌগ, কোন প্রাকৃতিক খনিজ পদার্থ নেই, বর্ণহীন, Mohs কঠোরতা 8.5, গলনাঙ্ক 1950 ℃, সালফিউরিক অ্যাসিডে অদ্রবণীয়, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, নাইট্রিক অ্যাসিড, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, ইত্যাদি। উচ্চ তাপমাত্রার সলিড ফেজ পদ্ধতি হল YAG পাউডার তৈরির একটি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি। ইট্রিয়াম অক্সাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের বাইনারি ফেজ ডায়াগ্রামে প্রাপ্ত অনুপাত অনুসারে, দুটি পাউডার মিশ্রিত হয় এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ফায়ার করা হয় এবং YAG পাউডার কঠিনের মাধ্যমে তৈরি হয়। - অক্সাইডের মধ্যে পর্যায় প্রতিক্রিয়া। উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, অ্যালুমিনা এবং ইট্রিয়াম অক্সাইডের বিক্রিয়ায়, মেসোফেসেস YAM এবং YAP প্রথমে গঠিত হবে, এবং অবশেষে YAG গঠিত হবে।

YAG পাউডার প্রস্তুত করার জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার সলিড-ফেজ পদ্ধতিতে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এর Al-O বন্ডের আকার ছোট এবং বন্ধনের শক্তি বেশি। ইলেক্ট্রনের প্রভাবের অধীনে, অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা স্থিতিশীল রাখা হয়, এবং বিরল আর্থ উপাদানের প্রবর্তন ফসফরের আলোকসজ্জা কার্যকারিতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। এবং YAG Ce3+ এবং Eu3+ এর মতো ট্রাইভ্যালেন্ট বিরল আর্থ আয়নগুলির সাথে ডোপিং করে ফসফরে পরিণত হতে পারে। উপরন্তু, YAG স্ফটিক ভাল স্বচ্ছতা, খুব স্থিতিশীল শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি, এবং ভাল তাপ ক্রিপ প্রতিরোধের আছে. এটি বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন এবং আদর্শ কর্মক্ষমতা সহ একটি লেজার স্ফটিক উপাদান।

YAG ক্রিস্টাল 04 স্বচ্ছ সিরামিক ইট্রিয়াম অক্সাইড সবসময়ই স্বচ্ছ সিরামিকের ক্ষেত্রে গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু। এটি কিউবিক ক্রিস্টাল সিস্টেমের অন্তর্গত এবং প্রতিটি অক্ষের আইসোট্রপিক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে। স্বচ্ছ অ্যালুমিনার অ্যানিসোট্রপির সাথে তুলনা করে, চিত্রটি কম বিকৃত হয়, তাই ধীরে ধীরে, এটি উচ্চ-প্রান্তের লেন্স বা সামরিক অপটিক্যাল উইন্ডো দ্বারা মূল্যবান এবং বিকাশ করা হয়েছে। এর ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হল: ① উচ্চ গলনাঙ্ক, রাসায়নিক এবং আলোক রাসায়নিক স্থিতিশীলতা ভাল, এবং অপটিক্যাল স্বচ্ছতার পরিসীমা প্রশস্ত (0.23~8.0μm); ②1050nm-এ, এর প্রতিসরাঙ্ক সূচক 1.89 এর মতো উচ্চ, যা এটির 80%-এর বেশি তাত্ত্বিক ট্রান্সমিট্যান্স তৈরি করে; ③Y2O3-এ সর্বাধিক মিটমাট করার জন্য যথেষ্ট আছে বৃহত্তর পরিবাহী ব্যান্ড থেকে ত্রিভ্যালেন্ট রেয়ার আর্থ আয়নগুলির নির্গমন স্তরের ভ্যালেন্স ব্যান্ড পর্যন্ত ব্যান্ড গ্যাপটি বিরল আর্থ আয়নগুলির ডোপিং দ্বারা কার্যকরভাবে তৈরি করা যেতে পারে৷ যাতে এর প্রয়োগের বহু-কার্যকারিতা উপলব্ধি করা যায় ; ④ ফোনন শক্তি কম, এবং এর সর্বোচ্চ ফোনন কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 550cm-1। কম ফোনন শক্তি নন-রেডিয়েটিভ ট্রানজিশনের সম্ভাবনাকে দমন করতে পারে, বিকিরণ ট্রানজিশনের সম্ভাবনা বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং লুমিনেসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা উন্নত করতে পারে; ⑤উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, প্রায় 13.6W/(m·K), উচ্চ তাপ পরিবাহিতা অত্যন্ত

এটি একটি কঠিন লেজার মাঝারি উপাদান হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ.

জাপানের কামিশিমা কেমিক্যাল কোম্পানি দ্বারা বিকশিত Yttrium অক্সাইড স্বচ্ছ সিরামিক

Y2O3 এর গলনাঙ্ক প্রায় 2690℃, এবং ঘরের তাপমাত্রায় সিন্টারিং তাপমাত্রা প্রায় 1700~1800℃। হালকা-ট্রান্সমিটিং সিরামিক তৈরি করতে, গরম প্রেসিং এবং সিন্টারিং ব্যবহার করা ভাল। এর চমৎকার ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, Y2O3 স্বচ্ছ সিরামিক ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং সম্ভাব্যভাবে বিকশিত হয়, যার মধ্যে রয়েছে: মিসাইল ইনফ্রারেড জানালা এবং গম্বুজ, দৃশ্যমান এবং ইনফ্রারেড লেন্স, উচ্চ-চাপের গ্যাস ডিসচার্জ ল্যাম্প, সিরামিক সিন্টিলেটর, সিরামিক লেজার এবং অন্যান্য ক্ষেত্র।