Compostos de terras raras importantes: cales son os usos do po de óxido de itrio?
As terras raras son un recurso estratéxico extremadamente importante e teñen un papel insubstituíble na produción industrial. O vidro do automóbil, a resonancia magnética nuclear, a fibra óptica, a pantalla de cristal líquido, etc. son inseparables da adición de terras raras. Entre eles, o itrio (Y) é un dos elementos metálicos de terras raras e é unha especie de metal gris. Non obstante, debido ao seu alto contido na codia terrestre, o prezo é relativamente barato e é amplamente utilizado.Na produción social actual, úsase principalmente no estado de aliaxe de itrio e óxido de itrio.
Metal de itrio
Entre eles, o óxido de itrio (Y2O3) é o composto de itrio máis importante. É insoluble en auga e álcali, soluble en ácido e ten un aspecto de po cristalino branco (a estrutura cristalina pertence ao sistema cúbico). Ten unha estabilidade química moi boa e está ao baleiro. Baixa volatilidade, alta resistencia á calor, resistencia á corrosión, alto dieléctrico, transparencia (infravermello) e outras vantaxes, polo que se aplicou en moitos campos. Cales son os específicos?Botámoslle unha ollada.
A estrutura cristalina do óxido de itrio
01 Síntese de po de circonio estabilizado con itrio. Durante o arrefriamento do ZrO2 puro produciranse os seguintes cambios de fase desde a temperatura elevada ata a temperatura ambiente: fase cúbica (c) → fase tetragonal (t) → fase monoclínica (m), onde t ocorrerá a 1150 °C →m cambio de fase, acompañado dunha expansión do volume de preto do 5%. Non obstante, se o punto de transición de fase t→m do ZrO2 se estabiliza á temperatura ambiente, a transición de fase t→m indúcese pola tensión durante a carga. Debido ao efecto de volume xerado polo cambio de fase, absorbe unha gran cantidade de enerxía de fractura. , de xeito que o material presenta unha enerxía de fractura anormalmente alta, polo que o material presenta unha tenacidade á fractura anormalmente alta, o que resulta nunha dureza de transformación de fase e unha alta tenacidade e alta resistencia ao desgaste. sexo.
Para lograr o endurecemento do cambio de fase da cerámica de circonio, hai que engadir un certo estabilizador e, en determinadas condicións de cocción, a metaestabilización tetragonal de fase estable a alta temperatura a temperatura ambiente obtén unha fase tetragonal que se pode transformar en fase a temperatura ambiente. . É o efecto estabilizador dos estabilizadores sobre o zirconio. O Y2O3 é o estabilizador de óxido de circonio máis investigado ata agora. O material sinterizado Y-TZP ten excelentes propiedades mecánicas a temperatura ambiente, alta resistencia, boa tenacidade á fractura e o tamaño do gran do material no seu colectivo é pequeno e uniforme, polo que ten atraeu máis a atención. 02 Axudas de sinterización A sinterización de moitas cerámicas especiais require a participación de axudas de sinterización. O papel dos auxiliares de sinterización xeralmente pódese dividir nas seguintes partes: formar unha solución sólida coa sinterización; Evitar a transformación da forma de cristal; inhibir o crecemento de grans de cristal; producir fase líquida. Por exemplo, na sinterización da alúmina, adoita engadirse óxido de magnesio MgO como estabilizador da microestrutura durante o proceso de sinterización. Pode refinar os grans, reducir moito a diferenza na enerxía do límite dos grans, debilitar a anisotropía do crecemento dos grans e inhibir o crecemento discontinuo dos grans. Dado que o MgO é moi volátil a altas temperaturas, para conseguir bos resultados, o óxido de itrio adoita mesturarse con MgO. O Y2O3 pode refinar os grans de cristal e promover a densificación da sinterización. O granate de aluminio de itrio en po sintético 03YAG (Y3Al5O12) é un composto artificial, sen minerais naturais, incoloro, a dureza de Mohs pode chegar a 8,5, punto de fusión 1950 ℃, insoluble en ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido fluorhídrico, etc. O método de fase sólida de alta temperatura é un método tradicional para preparar o po de YAG. Segundo a relación obtida no diagrama de fase binaria de óxido de itrio e óxido de aluminio, os dous po mestúranse e cómense a alta temperatura e o po de YAG fórmase a través do sólido. -Reacción de fase entre os óxidos. En condicións de alta temperatura, na reacción de alúmina e óxido de itrio, formaranse primeiro as mesofase YAM e YAP, e finalmente formarase YAG.
O método de fase sólida a alta temperatura para preparar o po YAG ten moitas aplicacións. Por exemplo, o seu tamaño de enlace Al-O é pequeno e a enerxía de enlace é alta. Baixo o impacto dos electróns, o rendemento óptico mantense estable e a introdución de elementos de terras raras pode mellorar significativamente o rendemento da luminiscencia do fósforo. E YAG pode converterse en fósforo dopando con ións de terras raras trivalentes como Ce3+ e Eu3+. Ademais, o cristal YAG ten unha boa transparencia, propiedades físicas e químicas moi estables, alta resistencia mecánica e boa resistencia á fluencia térmica. É un material de cristal láser cunha ampla gama de aplicacións e un rendemento ideal.
O óxido de itrio cerámico transparente YAG crystal 04 sempre foi o foco de investigación no campo da cerámica transparente. Pertence ao sistema cristalino cúbico e ten as propiedades ópticas isotrópicas de cada eixe. En comparación coa anisotropía da alúmina transparente, a imaxe está menos distorsionada, polo que, aos poucos, foi valorada e desenvolvida por lentes de gama alta ou fiestras ópticas militares. As principais características das súas propiedades físicas e químicas son: ①Alto punto de fusión, a estabilidade química e fotoquímica é boa e o rango de transparencia óptica é amplo (0,23 ~ 8,0 μm); ②A 1050nm, o seu índice de refracción é de 1,89, o que fai que teña unha transmitancia teórica superior ao 80%; ③Y2O3 ten o suficiente para acomodar a maioría. O intervalo de banda desde a banda de condución máis grande ata a banda de valencia do nivel de emisión de ións de terras raras trivalentes pódese adaptar eficazmente mediante o dopaxe de ións de terras raras. Para realizar a multifuncionalización da súa aplicación ; ④A enerxía do fonón é baixa e a súa frecuencia máxima de corte do fonón é duns 550 cm-1. A baixa enerxía do fonón pode suprimir a probabilidade de transición non radiativa, aumentar a probabilidade de transición de radiación e mellorar a eficiencia cuántica da luminiscencia; ⑤Alta condutividade térmica, preto de 13,6 W/(m·K), a alta condutividade térmica é extremadamente
importante para el como un material sólido medio láser.
Cerámica transparente de óxido de itrio desenvolvida pola empresa xaponesa Kamishima Chemical Company
O punto de fusión de Y2O3 é de aproximadamente 2690 ℃ e a temperatura de sinterización a temperatura ambiente é de aproximadamente 1700 ~ 1800 ℃. Para facer cerámicas transmisoras de luz, é mellor utilizar prensado en quente e sinterización. Debido ás súas excelentes propiedades físicas e químicas, as cerámicas transparentes Y2O3 son amplamente utilizadas e potencialmente desenvolvidas, incluíndo: fiestras e cúpulas de infravermellos de mísiles, lentes visibles e infravermellos, lámpadas de descarga de gas de alta presión, escintiladores de cerámica, láseres cerámicos e outros campos.
Hora de publicación: 25-novembro-2021