Cyfansoddion daear prin pwysig: Beth yw'r defnydd o bowdr yttrium ocsid?

Cyfansoddion daear prin pwysig: Beth yw'r defnydd o bowdr yttrium ocsid?

Mae daear prin yn adnodd strategol hynod bwysig, ac mae ganddi rôl anadferadwy mewn cynhyrchu diwydiannol. Mae gwydr modurol, cyseiniant magnetig niwclear, ffibr optegol, arddangosfa grisial hylif, ac ati yn anwahanadwy rhag ychwanegu daear prin. Yn eu plith, mae yttrium (Y) yn un o'r elfennau metel daear prin ac mae'n fath o fetel llwyd. Fodd bynnag, oherwydd ei gynnwys uchel yng nghramen y ddaear, mae'r pris yn gymharol rhad ac fe'i defnyddir yn eang.Yn y cynhyrchiad cymdeithasol presennol, fe'i defnyddir yn bennaf yn nhalaith aloi yttrium ac yttrium ocsid.

Metel Yttrium
Yn eu plith, yttrium ocsid (Y2O3) yw'r cyfansoddyn yttrium pwysicaf. Mae'n anhydawdd mewn dŵr ac alcali, hydawdd mewn asid, ac mae ymddangosiad powdr crisialog gwyn (mae'r strwythur grisial yn perthyn i'r system giwbig). Mae ganddo sefydlogrwydd cemegol da iawn ac mae o dan wactod. Anweddolrwydd isel, ymwrthedd gwres uchel, ymwrthedd cyrydiad, dielectrig uchel, tryloywder (is-goch) a manteision eraill, felly fe'i cymhwyswyd mewn llawer o feysydd. Beth yw'r rhai penodol? Gadewch i ni edrych.

Strwythur grisial yttrium ocsid

01 Synthesis o bowdr zirconia wedi'i sefydlogi yttrium. Bydd y newidiadau cam canlynol yn digwydd yn ystod oeri ZrO2 pur o dymheredd uchel i dymheredd ystafell: cyfnod ciwbig (c) → cam tetragonal (t) → cyfnod monoclinig (m), lle bydd t yn digwydd ar 1150 ° C → newid cyfnod m, ynghyd ag ehangiad cyfaint o tua 5%. Fodd bynnag, os yw pwynt trawsnewid cam t→m ZrO2 yn cael ei sefydlogi i dymheredd yr ystafell, mae'r trawsnewidiad cam t→m yn cael ei achosi gan straen yn ystod y llwytho. , fel bod y deunydd yn arddangos egni torri asgwrn anarferol o uchel, fel bod y deunydd yn arddangos caledwch torri asgwrn annormal o uchel, gan arwain at galedwch trawsnewid cam, a chaledwch uchel a gwrthsefyll traul uchel. rhyw.

Er mwyn cyflawni'r newid cam caledu cerameg zirconia, rhaid ychwanegu sefydlogwr penodol ac o dan rai amodau tanio, mae'r meta-sefydlogi cyfnod-tetragonal tymheredd uchel sefydlog i dymheredd ystafell, yn cael cam tetragonal y gellir ei drawsnewid yn raddol ar dymheredd ystafell. . Dyma effaith sefydlogi sefydlogwyr ar zirconia. Y2O3 yw'r sefydlogwr zirconium ocsid ymchwiliwyd fwyaf hyd yma. Mae gan y deunydd Y-TZP sintered briodweddau mecanyddol ardderchog ar dymheredd ystafell, cryfder uchel, caledwch torri asgwrn da, ac mae maint grawn y deunydd yn ei gasgliad yn fach ac yn unffurf, felly mae wedi denu mwy o sylw. 02 Cymhorthion sintro Mae angen defnyddio cymhorthion sintro er mwyn sintro llawer o serameg arbennig. Yn gyffredinol, gellir rhannu rôl cymhorthion sintering yn y rhannau canlynol: ffurfio datrysiad solet gyda'r sinter; Atal trawsnewid ffurf grisial; atal twf grawn grisial; cynhyrchu cyfnod hylif. Er enghraifft, wrth sintering alwmina, mae magnesiwm ocsid MgO yn aml yn cael ei ychwanegu fel sefydlogwr microstrwythur yn ystod y broses sintering. Gall fireinio'r grawn, lleihau'r gwahaniaeth mewn egni ffin grawn yn fawr, gwanhau anisotropi twf grawn, a rhwystro twf grawn amharhaol. Gan fod MgO yn gyfnewidiol iawn ar dymheredd uchel, er mwyn cyflawni canlyniadau da, mae Yttrium ocsid yn aml yn cael ei gymysgu â MgO. Gall Y2O3 fireinio'r grawn grisial a hyrwyddo dwysedd sintering. Mae garnet alwminiwm yttrium synthetig powdwr 03YAG (Y3Al5O12) yn gyfansoddyn wedi'i wneud gan ddyn, dim mwynau naturiol, di-liw, gall caledwch Mohs gyrraedd 8.5, pwynt toddi 1950 ℃, anhydawdd mewn asid sylffwrig, asid hydroclorig, asid nitrig, asid hydrofluorig, ac ati. tymheredd uchel dull cyfnod solet yn ddull traddodiadol ar gyfer paratoi powdr YAG.According i'r gymhareb a gafwyd yn y diagram cyfnod deuaidd o yttrium ocsid ac alwminiwm ocsid, mae'r ddau bowdr yn cael eu cymysgu a'u tanio ar dymheredd uchel, ac mae powdr YAG yn cael ei ffurfio trwy'r adwaith cyfnod solet rhwng yr ocsidau. O dan amodau tymheredd uchel, yn adwaith alwmina ac yttrium ocsid, bydd y mesophasau YAM a YAP yn cael eu ffurfio yn gyntaf, ac yn olaf bydd YAG yn cael ei ffurfio.

Mae gan y dull cyfnod solet tymheredd uchel ar gyfer paratoi powdr YAG lawer o gymwysiadau. Er enghraifft, mae ei faint bond Al-O yn fach ac mae'r egni bond yn uchel. O dan effaith electronau, cedwir y perfformiad optegol yn sefydlog, a gall cyflwyno elfennau daear prin wella'n sylweddol berfformiad ymoleuedd y phosphor.And YAG gall ddod yn ffosffor trwy ddopio ag ïonau daear prin trifalent megis Ce3+ ac Eu3+. Yn ogystal, mae gan grisial YAG dryloywder da, priodweddau ffisegol a chemegol sefydlog iawn, cryfder mecanyddol uchel, a gwrthiant ymgripiad thermol da. Mae'n ddeunydd grisial laser gydag ystod eang o gymwysiadau a pherfformiad delfrydol.

Mae grisial YAG 04 yttrium ocsid ceramig tryloyw bob amser wedi bod yn ffocws ymchwil ym maes cerameg dryloyw. Mae'n perthyn i'r system grisial ciwbig ac mae ganddo briodweddau optegol isotropig pob echelin. O'i gymharu ag anisotropi alwmina tryloyw, mae'r ddelwedd yn llai ystumiedig, felly yn raddol, mae wedi'i werthfawrogi a'i ddatblygu gan lensys pen uchel neu ffenestri optegol milwrol. Prif nodweddion ei briodweddau ffisegol a chemegol yw: ① Pwynt toddi uchel, Mae'r sefydlogrwydd cemegol a ffotocemegol yn dda, ac mae'r ystod tryloywder optegol yn eang (0.23 ~ 8.0μm); ②Ar 1050nm, mae ei fynegai plygiannol mor uchel â 1.89, sy'n golygu bod ganddo drosglwyddiad damcaniaethol o fwy nag 80%; Mae gan ③Y2O3 ddigon i ddarparu ar gyfer y rhan fwyaf Gall y bwlch band o'r band dargludiad mwy i fand falens lefel allyriadau ïonau daear prin trifalent gael ei deilwra'n effeithiol trwy ddopio ïonau daear prin. ; ④ Mae ynni'r ffonon yn isel, ac mae ei amlder torri ffonon uchaf tua 550cm-1. Gall yr egni ffonon isel atal y tebygolrwydd o drawsnewid nad yw'n ymbelydrol, cynyddu'r tebygolrwydd o drawsnewid ymbelydredd, a gwella Effeithlonrwydd cwantwm luminescence; ⑤ Dargludedd thermol uchel, tua 13.6W / (m · K), mae dargludedd thermol uchel yn hynod

bwysig ar ei gyfer fel deunydd cyfrwng laser solet.

Serameg dryloyw Yttrium ocsid a ddatblygwyd gan Kamishima Chemical Company Japan

Mae pwynt toddi Y2O3 tua 2690 ℃, ac mae'r tymheredd sintro ar dymheredd ystafell tua 1700 ~ 1800 ℃. I wneud cerameg sy'n trosglwyddo golau, mae'n well defnyddio gwasgu poeth a sintro. Oherwydd ei briodweddau ffisegol a chemegol rhagorol, mae cerameg dryloyw Y2O3 yn cael ei defnyddio'n helaeth a'i datblygu o bosibl, gan gynnwys: ffenestri a chromennau is-goch taflegryn, lensys gweladwy ac isgoch, lampau gollwng nwy pwysedd uchel, pefriwyr ceramig, laserau ceramig a meysydd eraill.