Σημαντικές ενώσεις σπάνιων γαιών: Ποιες είναι οι χρήσεις της σκόνης οξειδίου του υττρίου;
Οι σπάνιες γαίες είναι ένας εξαιρετικά σημαντικός στρατηγικός πόρος και έχει αναντικατάστατο ρόλο στη βιομηχανική παραγωγή. Το γυαλί αυτοκινήτου, ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός, η οπτική ίνα, η οθόνη υγρών κρυστάλλων κ.λπ. είναι αδιαχώριστα από την προσθήκη σπάνιων γαιών. Μεταξύ αυτών, το ύττριο (Y) είναι ένα από τα μεταλλικά στοιχεία σπανίων γαιών και είναι ένα είδος γκρίζου μετάλλου. Ωστόσο, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του στον φλοιό της γης, η τιμή του είναι σχετικά φθηνή και χρησιμοποιείται ευρέως. Στην τρέχουσα κοινωνική παραγωγή, χρησιμοποιείται κυρίως σε κατάσταση κράματος υττρίου και οξειδίου του υττρίου.
Μέταλλο ύττριο
Μεταξύ αυτών, το οξείδιο του υττρίου (Y2O3) είναι η πιο σημαντική ένωση υττρίου. Είναι αδιάλυτο σε νερό και αλκάλια, διαλυτό σε οξύ και έχει όψη λευκής κρυσταλλικής σκόνης (η κρυσταλλική δομή ανήκει στο κυβικό σύστημα). Έχει πολύ καλή χημική σταθερότητα και είναι υπό κενό. Χαμηλή πτητικότητα, υψηλή αντοχή στη θερμότητα, αντοχή στη διάβρωση, υψηλό διηλεκτρικό, διαφάνεια (υπέρυθρη) και άλλα πλεονεκτήματα, γι 'αυτό έχει εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς. Ποια είναι τα συγκεκριμένα; Ας ρίξουμε μια ματιά.
Η κρυσταλλική δομή του οξειδίου του υττρίου
01 Σύνθεση σκόνης ζιρκονίας σταθεροποιημένης με ύττριο. Οι ακόλουθες αλλαγές φάσης θα συμβούν κατά την ψύξη του καθαρού ZrO2 από υψηλή θερμοκρασία σε θερμοκρασία δωματίου: κυβική φάση (c) → τετραγωνική φάση (t) → μονοκλινική φάση (m), όπου t θα συμβεί στους 1150°C → m αλλαγή φάσης, συνοδεύεται από αύξηση όγκου περίπου 5%. Ωστόσο, εάν το σημείο μετάβασης φάσης t→m του ZrO2 σταθεροποιηθεί σε θερμοκρασία δωματίου, η μετάβαση φάσης t→m προκαλείται από πίεση κατά τη φόρτιση. Λόγω του φαινομένου όγκου που δημιουργείται από την αλλαγή φάσης, απορροφάται μεγάλη ποσότητα ενέργειας θραύσης , έτσι ώστε το υλικό να εμφανίζει ασυνήθιστα υψηλή ενέργεια θραύσης, έτσι ώστε το υλικό να παρουσιάζει ασυνήθιστα υψηλή σκληρότητα θραύσης, με αποτέλεσμα σκληρότητα μετασχηματισμού φάσης και υψηλή σκληρότητα και υψηλή αντοχή στη φθορά. φύλο.
Για να επιτευχθεί η σκλήρυνση με αλλαγή φάσης των κεραμικών ζιρκονίας, πρέπει να προστεθεί ένας συγκεκριμένος σταθεροποιητής και υπό ορισμένες συνθήκες ψησίματος, η σταθερή σε υψηλή θερμοκρασία σταθερή φάση-τετραγωνική μετα-σταθεροποίηση σε θερμοκρασία δωματίου, λαμβάνει μια τετραγωνική φάση που μπορεί να μετασχηματιστεί φάση σε θερμοκρασία δωματίου . Είναι η σταθεροποιητική επίδραση των σταθεροποιητών στη ζιρκονία. Το Y2O3 είναι ο πιο ερευνημένος σταθεροποιητής οξειδίου του ζιρκονίου μέχρι στιγμής. Το πυροσυσσωματωμένο υλικό Y-TZP έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες σε θερμοκρασία δωματίου, υψηλή αντοχή, καλή αντοχή στη θραύση και το μέγεθος κόκκου του υλικού στη συλλογή του είναι μικρό και ομοιόμορφο, επομένως έχει τράβηξε περισσότερη προσοχή. 02 Βοηθήματα πυροσυσσωμάτωσης Η σύντηξη πολλών ειδικών κεραμικών απαιτεί τη συμμετοχή βοηθημάτων πυροσυσσωμάτωσης. Ο ρόλος των βοηθημάτων πυροσυσσωμάτωσης μπορεί γενικά να χωριστεί στα ακόλουθα μέρη: σχηματισμός στερεού διαλύματος με το πυροσυσσωμάτωση; Αποτροπή μετασχηματισμού κρυσταλλικής μορφής. αναστέλλουν την ανάπτυξη των κρυστάλλων. παράγουν υγρή φάση. Για παράδειγμα, στη σύντηξη αλουμίνας, το οξείδιο του μαγνησίου MgO προστίθεται συχνά ως σταθεροποιητής μικροδομής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης. Μπορεί να εξευγενίσει τους κόκκους, να μειώσει σημαντικά τη διαφορά στην οριακή ενέργεια των κόκκων, να αποδυναμώσει την ανισοτροπία της ανάπτυξης των κόκκων και να αναστείλει την ασυνεχή ανάπτυξη των κόκκων. Δεδομένου ότι το MgO είναι πολύ πτητικό σε υψηλές θερμοκρασίες, προκειμένου να επιτευχθούν καλά αποτελέσματα, το οξείδιο του υττρίου συχνά αναμιγνύεται με MgO. Το Y2O3 μπορεί να εξευγενίσει τους κρυσταλλικούς κόκκους και να προωθήσει την συμπύκνωση της πυροσυσσωμάτωσης. Ο γρανάτης αλουμινίου από συνθετικό ύττριο σε σκόνη 03YAG (Y3Al5O12) είναι μια τεχνητή ένωση, χωρίς φυσικά μέταλλα, άχρωμη, η σκληρότητα Mohs μπορεί να φτάσει το 8,5, σημείο τήξης 1950 ℃, αδιάλυτο σε θειικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ, νιτρικό οξύ, υδροφθορικό οξύ κ.λπ. Η μέθοδος στερεάς φάσης υψηλής θερμοκρασίας είναι μια παραδοσιακή μέθοδος παρασκευής σκόνης YAG. Σύμφωνα με την αναλογία που λαμβάνεται στο διάγραμμα δυαδικής φάσης του οξειδίου του υττρίου και του οξειδίου του αργιλίου, οι δύο σκόνες αναμιγνύονται και ψήνονται σε υψηλή θερμοκρασία και η σκόνη YAG σχηματίζεται μέσω του στερεού -αντίδραση φάσης μεταξύ των οξειδίων. Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, στην αντίδραση της αλουμίνας και του οξειδίου του υττρίου, θα σχηματιστούν πρώτα οι μεσοφάσεις YAM και YAP και τελικά θα σχηματιστεί YAG.
Η μέθοδος στερεάς φάσης υψηλής θερμοκρασίας για την παρασκευή σκόνης YAG έχει πολλές εφαρμογές. Για παράδειγμα, το μέγεθος του δεσμού Al-O είναι μικρό και η ενέργεια του δεσμού είναι υψηλή. Υπό την επίδραση ηλεκτρονίων, η οπτική απόδοση διατηρείται σταθερή και η εισαγωγή στοιχείων σπάνιων γαιών μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση φωταύγειας του φωσφόρου. Και το YAG μπορεί να γίνει φώσφορος με ντόπινγκ με τρισθενή ιόντα σπάνιων γαιών όπως Ce3+ και Eu3+. Επιπλέον, ο κρύσταλλος YAG έχει καλή διαφάνεια, πολύ σταθερές φυσικές και χημικές ιδιότητες, υψηλή μηχανική αντοχή και καλή θερμική αντίσταση ερπυσμού. Είναι ένα κρυστάλλινο υλικό λέιζερ με μεγάλη γκάμα εφαρμογών και ιδανική απόδοση.
YAG crystal 04 διαφανές κεραμικό οξείδιο υττρίου ήταν πάντα το επίκεντρο της έρευνας στον τομέα των διαφανών κεραμικών. Ανήκει στο σύστημα των κυβικών κρυστάλλων και έχει τις ισότροπες οπτικές ιδιότητες κάθε άξονα. Σε σύγκριση με την ανισοτροπία της διαφανούς αλουμίνας, η εικόνα είναι λιγότερο παραμορφωμένη, επομένως σταδιακά, εκτιμήθηκε και αναπτύχθηκε από φακούς υψηλής τεχνολογίας ή στρατιωτικά οπτικά παράθυρα. Τα κύρια χαρακτηριστικά των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του είναι: ① Υψηλό σημείο τήξης, Η χημική και φωτοχημική σταθερότητα είναι καλή και το εύρος οπτικής διαφάνειας είναι ευρύ (0,23~8,0μm). ②Στα 1050 nm, ο δείκτης διάθλασής του είναι τόσο υψηλός όσο 1,89, γεγονός που το κάνει να έχει θεωρητική μετάδοση μεγαλύτερη από 80%. ③ Το Y2O3 έχει αρκετά για να φιλοξενήσει τα περισσότερα Το χάσμα ζώνης από τη μεγαλύτερη ζώνη αγωγιμότητας στη ζώνη σθένους του επιπέδου εκπομπής τρισθενών ιόντων σπάνιων γαιών μπορεί να προσαρμοστεί αποτελεσματικά με τη ντόπινγκ ιόντων σπανίων γαιών. Έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η πολυλειτουργικότητα της εφαρμογής του ; ④Η ενέργεια του φωνονίου είναι χαμηλή και η μέγιστη συχνότητα αποκοπής του φωνονίου είναι περίπου 550 cm-1. Η χαμηλή ενέργεια φωνονίων μπορεί να καταστείλει την πιθανότητα μη ακτινοβολίας μετάβασης, να αυξήσει την πιθανότητα μετάβασης ακτινοβολίας και να βελτιώσει την κβαντική απόδοση της φωταύγειας. ⑤Υψηλή θερμική αγωγιμότητα, περίπου 13,6W/(m·K), η υψηλή θερμική αγωγιμότητα είναι εξαιρετικά
σημαντικό για αυτό ως συμπαγές μέσο υλικό λέιζερ.
Διαφανή κεραμικά οξειδίου του υττρίου που αναπτύχθηκε από την ιαπωνική Kamishima Chemical Company
Το σημείο τήξης του Y2O3 είναι περίπου 2690℃ και η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης σε θερμοκρασία δωματίου είναι περίπου 1700~1800℃. Για την κατασκευή κεραμικών που διαπερνούν το φως, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε θερμή συμπίεση και πυροσυσσωμάτωση. Λόγω των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του, τα διαφανή κεραμικά Y2O3 χρησιμοποιούνται ευρέως και δυνητικά αναπτύσσονται, όπως: παράθυρα και θόλοι υπερύθρων πυραύλων, ορατοί και υπέρυθροι φακοί, λαμπτήρες εκκένωσης αερίου υψηλής πίεσης, κεραμικοί σπινθηριστές, κεραμικά λέιζερ και άλλα πεδία
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-25-2021