ترکیبات مهم زمین نادر: استفاده از پودر اکسید Yttrium چیست؟

ترکیبات مهم زمین نادر: استفاده از پودر اکسید Yttrium چیست؟

زمین نادر یک منبع استراتژیک بسیار مهم است و نقش غیر قابل تعویض در تولید صنعتی دارد. شیشه خودرو ، رزونانس مغناطیسی هسته ای ، فیبر نوری ، نمایش کریستال مایع و غیره از افزودن زمین نادر جدا نیست. در میان آنها ، Yttrium (Y) یکی از عناصر نادر فلز زمین است و نوعی فلز خاکستری است. با این حال ، به دلیل محتوای بالای آن در پوسته زمین ، قیمت نسبتاً ارزان است و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. در تولید اجتماعی فعلی ، عمدتاً در حالت آلیاژ Yttrium و اکسید Yttrium استفاده می شود.

فلز YTTrium
در میان آنها ، اکسید Yttrium (Y2O3) مهمترین ترکیب Yttrium است. این ماده در آب و قلیایی ، محلول در اسید محلول است و ظاهر پودر کریستالی سفید (ساختار کریستالی متعلق به سیستم مکعب است). از ثبات شیمیایی بسیار خوبی برخوردار است و تحت خلاء قرار دارد. نوسانات کم ، مقاومت در برابر حرارت زیاد ، مقاومت در برابر خوردگی ، دی الکتریک بالا ، شفافیت (مادون قرمز) و سایر مزایای آن ، بنابراین در بسیاری از زمینه ها اعمال شده است. موارد خاص چیست؟ بیایید نگاهی بیندازیم.

ساختار کریستالی اکسید yttrium

01 سنتز پودر زیرکونیا تثبیت شده Yttrium. تغییرات فاز زیر در هنگام خنک کننده ZRO2 خالص از دمای بالا به دمای اتاق رخ می دهد: فاز مکعب (C) fase فاز تتراگون (T) fase فاز مونوکلینیک (M) ، که در آن T در دمای 1150 درجه سانتیگراد تغییر می کند ، با استفاده از انبساط حجم حدود 5 ٪. با این حال ، اگر نقطه انتقال فاز T → M Zro2 به دمای اتاق تثبیت شود ، انتقال فاز T → M در هنگام بارگذاری توسط استرس ایجاد می شود. به اثر حجم ناشی از تغییر فاز ، مقدار زیادی از انرژی شکستگی جذب می شود ، به طوری که این ماده از نظر فاز بی وقفه بسیار زیاد است. مقاومت رابطه جنسی

برای دستیابی به تغییر فاز سرامیک زیرکونیا ، یک تثبیت کننده خاص باید اضافه شود و تحت شرایط خاص شلیک ، تثبیت فاز-تتراگون با دمای بالا به دمای اتاق ، یک فاز چهار ضلعی را بدست می آورد که می تواند در دمای اتاق تغییر کند. این اثر تثبیت کننده تثبیت کننده ها بر زیرکونیا است. Y2O3 تا کنون تحقیق شده ترین تثبیت کننده اکسید زیرکونیوم است. مواد Y-TZP سینتر شده دارای خواص مکانیکی عالی در دمای اتاق ، استحکام بالا ، چقرمگی شکستگی خوب و اندازه دانه مواد موجود در جمع آن کوچک و یکنواخت است ، بنابراین توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. 02 کمک های پخت و پز بسیاری از سرامیک های ویژه نیاز به مشارکت در کمک های پخت و پز دارد. نقش ایدزهای پخت و پز به طور کلی می تواند به قسمتهای زیر تقسیم شود: تشکیل یک محلول جامد با سینتر ؛ از تحول در شکل کریستالی جلوگیری کنید. مهار رشد دانه کریستال ؛ فاز مایع تولید کنید. به عنوان مثال ، در پخت آلومینا ، اکسید منیزیم MGO اغلب به عنوان یک تثبیت کننده ریزساختار در طی فرآیند پخت اضافه می شود. این می تواند دانه ها را اصلاح کند ، تفاوت در انرژی مرزی دانه را تا حد زیادی کاهش دهد ، ناهمسانگردی رشد دانه را تضعیف کرده و رشد ناپیوسته دانه را مهار کند. از آنجا که MGO در دماهای بالا بسیار بی ثبات است ، برای دستیابی به نتایج خوب ، اکسید Yttrium اغلب با MGO مخلوط می شود. Y2O3 می تواند دانه های کریستالی را اصلاح کرده و تراکم پخت و پز را ترویج کند. 03YAG پودر مصنوعی yttrium آلومینیوم گارنت (Y3AL5O12) یک ترکیب ساخته شده توسط انسان است ، بدون مواد معدنی طبیعی ، سختی بی رنگ ، سختی Mohs می تواند به 8.5 ، ذوب شدن 1950 ، نامحلول در اسید گوگرد ، اسید هیدروکلریک ، اسید نیتریک ، اسید هیدروفلوئوریک اسید و غیره باشد. نمودار فاز باینری اکسید yttrium و اکسید آلومینیوم ، دو پودر مخلوط و در دمای بالا شلیک می شوند و پودر YAG از طریق واکنش فاز جامد بین اکسیدها تشکیل می شود. در شرایط درجه حرارت بالا ، در واکنش آلومینا و اکسید yttrium ، مزوفازهای یام و YAP ابتدا تشکیل می شوند و در نهایت YAG تشکیل می شوند.

روش فاز جامد درجه حرارت بالا برای تهیه پودر YAG کاربردهای بسیاری دارد. به عنوان مثال ، اندازه پیوند AL-O آن اندک است و انرژی پیوند زیاد است. تحت تأثیر الکترونها ، عملکرد نوری پایدار نگه داشته می شود ، و معرفی عناصر نادر زمین می تواند عملکرد لومینسانس فسفر را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. و YAG می تواند با دوپینگ با یون های خاکی نادر مانند CE3+ و EU3+ فسفر شود. علاوه بر این ، کریستال YAG دارای شفافیت خوبی ، خاصیت فیزیکی و شیمیایی بسیار پایدار ، استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خزش حرارتی خوب است. این ماده کریستالی لیزر با طیف گسترده ای از برنامه ها و عملکرد ایده آل است.

YAG CRYSTAL 04 اکسید سرامیکی شفاف Yttrium همواره تمرکز تحقیق در زمینه سرامیک های شفاف بوده است. متعلق به سیستم کریستال مکعب است و دارای خواص نوری ایزوتروپیک هر محور است. در مقایسه با ناهمسانگردی آلومینا شفاف ، تصویر کمتر تحریف شده است ، بنابراین به تدریج ، توسط لنزهای سطح بالا یا پنجره های نوری نظامی ارزش گذاری شده و توسعه یافته است. ویژگی های اصلی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن عبارتند از: point نقطه ذوب بالا ، ثبات شیمیایی و فتوشیمیایی خوب است و دامنه شفافیت نوری گسترده است (8.0 میکرومتر 0.23). در 1050 نانومتر ، ضریب شکست آن به اندازه 1.89 است ، که باعث می شود انتقال نظری بیش از 80 ٪ باشد. ③y2O3 به اندازه کافی برای قرار دادن بیشتر شکاف باند از باند هدایت بزرگتر به باند Valence از سطح انتشار یون های سه ظرفیتی نادر زمین می تواند به طور مؤثر با دوپینگ یون های خاکی نادر تنظیم شود. انرژی فون کم است و حداکثر فرکانس قطع فون آن در حدود 550cm-1 است. انرژی کم فونون می تواند احتمال انتقال غیر تابشی را سرکوب کند ، احتمال انتقال پرتودرمانی را افزایش داده و راندمان کوانتومی لومینسانس را بهبود بخشد. هدایت حرارتی بالا ، حدود 13.6W/(M · K) ، هدایت حرارتی بالا بسیار است

برای آن به عنوان یک ماده متوسط ​​لیزر جامد مهم است.

سرامیک های شفاف Yttrium اکسید ساخته شده توسط شرکت شیمیایی Kamishima ژاپن

نقطه ذوب Y2O3 در حدود 2690 ℃ و دمای پخت در دمای اتاق در حدود 1800 ~ 1700 است. برای تهیه سرامیک های انتقال نور ، بهتر است از فشار و پخت و پز گرم استفاده کنید. با توجه به خاصیت بسیار فیزیکی و شیمیایی آن ، سرامیک های شفاف Y2O3 به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و به طور بالقوه توسعه می یابند ، از جمله: ویندوز و گنبدهای مادون قرمز موشکی ، لنزهای قابل مشاهده و مادون قرمز ، لامپ های تخلیه گاز با فشار بالا ، اسکنه کننده های سرامیکی ، لیزرهای سرامیکی و سایر زمینه ها