महत्वपूर्ण दुर्लभ पृथ्वी यौगिक: येट्रियम ऑक्साइड पाउडर के क्या उपयोग हैं?

महत्वपूर्ण दुर्लभ पृथ्वी यौगिक: येट्रियम ऑक्साइड पाउडर के क्या उपयोग हैं?

दुर्लभ पृथ्वी एक अत्यंत महत्वपूर्ण रणनीतिक संसाधन है, और औद्योगिक उत्पादन में इसकी अपूरणीय भूमिका है। ऑटोमोबाइल ग्लास, परमाणु चुंबकीय अनुनाद, ऑप्टिकल फाइबर, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले आदि दुर्लभ पृथ्वी के अतिरिक्त से अविभाज्य हैं। उनमें से, येट्रियम (Y) दुर्लभ पृथ्वी धातु तत्वों में से एक है और एक प्रकार की ग्रे धातु है। हालाँकि, पृथ्वी की पपड़ी में इसकी उच्च सामग्री के कारण, कीमत अपेक्षाकृत सस्ती है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान सामाजिक उत्पादन में, इसका उपयोग मुख्य रूप से येट्रियम मिश्र धातु और येट्रियम ऑक्साइड की स्थिति में किया जाता है।

येट्रियम धातु
उनमें से, येट्रियम ऑक्साइड (Y2O3) सबसे महत्वपूर्ण येट्रियम यौगिक है। यह पानी और क्षार में अघुलनशील है, एसिड में घुलनशील है, और इसमें सफेद क्रिस्टलीय पाउडर जैसा दिखता है (क्रिस्टल संरचना घन प्रणाली से संबंधित है)। इसकी रासायनिक स्थिरता बहुत अच्छी है और यह निर्वात में है। कम अस्थिरता, उच्च गर्मी प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च ढांकता हुआ, पारदर्शिता (इन्फ्रारेड) और अन्य फायदे, इसलिए इसे कई क्षेत्रों में लागू किया गया है। विशिष्ट क्या हैं?आइए एक नजर डालते हैं।

येट्रियम ऑक्साइड की क्रिस्टल संरचना

01 येट्रियम स्थिर जिरकोनिया पाउडर का संश्लेषण। शुद्ध ZrO2 को उच्च तापमान से कमरे के तापमान तक ठंडा करने के दौरान निम्नलिखित चरण परिवर्तन होंगे: घन चरण (सी) → टेट्रागोनल चरण (टी) → मोनोक्लिनिक चरण (एम), जहां टी 1150 डिग्री सेल्सियस पर घटित होगा → मी चरण परिवर्तन, लगभग 5% के वॉल्यूम विस्तार के साथ। हालाँकि, यदि ZrO2 के t→m चरण संक्रमण बिंदु को कमरे के तापमान पर स्थिर किया जाता है, तो t→m चरण संक्रमण लोडिंग के दौरान तनाव से प्रेरित होता है। चरण परिवर्तन से उत्पन्न वॉल्यूम प्रभाव के कारण, बड़ी मात्रा में फ्रैक्चर ऊर्जा अवशोषित होती है , ताकि सामग्री असामान्य रूप से उच्च फ्रैक्चर ऊर्जा प्रदर्शित करे, ताकि सामग्री असामान्य रूप से उच्च फ्रैक्चर क्रूरता प्रदर्शित करे, जिसके परिणामस्वरूप चरण परिवर्तन क्रूरता, और उच्च क्रूरता और उच्च पहनने का प्रतिरोध होता है। सेक्स.

ज़िरकोनिया सिरेमिक के चरण परिवर्तन को सख्त करने के लिए, एक निश्चित स्टेबलाइज़र जोड़ा जाना चाहिए और कुछ फायरिंग स्थितियों के तहत, कमरे के तापमान पर उच्च तापमान स्थिर चरण-टेट्रागोनल मेटा-स्थिरीकरण, एक टेट्रागोनल चरण प्राप्त करता है जिसे कमरे के तापमान पर चरण-परिवर्तित किया जा सकता है . यह ज़िरकोनिया पर स्टेबलाइजर्स का स्थिरीकरण प्रभाव है। Y2O3 अब तक का सबसे अधिक शोध किया गया जिरकोनियम ऑक्साइड स्टेबलाइजर है। सिंटेड Y-TZP सामग्री में कमरे के तापमान पर उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, उच्च शक्ति, अच्छी फ्रैक्चर कठोरता होती है, और इसके सामूहिक में सामग्री का अनाज का आकार छोटा और एक समान होता है, इसलिए इसमें है अधिक ध्यान आकर्षित किया। 02 सिंटरिंग सहायक सामग्री कई विशेष सिरेमिक की सिंटरिंग के लिए सिंटरिंग सहायक की भागीदारी की आवश्यकता होती है। सिंटरिंग सहायता की भूमिका को आम तौर पर निम्नलिखित भागों में विभाजित किया जा सकता है: सिंटर के साथ एक ठोस समाधान बनाना; क्रिस्टल रूप परिवर्तन को रोकना; क्रिस्टल अनाज के विकास को रोकना; तरल चरण उत्पन्न करें। उदाहरण के लिए, एल्यूमिना की सिंटरिंग में, मैग्नीशियम ऑक्साइड एमजीओ को अक्सर सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान माइक्रोस्ट्रक्चर स्टेबलाइज़र के रूप में जोड़ा जाता है। यह अनाज को परिष्कृत कर सकता है, अनाज सीमा ऊर्जा में अंतर को काफी कम कर सकता है, अनाज के विकास की अनिसोट्रॉपी को कमजोर कर सकता है, और असंतत अनाज विकास को रोक सकता है। चूँकि MgO उच्च तापमान पर अत्यधिक अस्थिर होता है, इसलिए अच्छे परिणाम प्राप्त करने के लिए, येट्रियम ऑक्साइड को अक्सर MgO के साथ मिलाया जाता है। Y2O3 क्रिस्टल अनाज को परिष्कृत कर सकता है और सिंटरिंग घनत्व को बढ़ावा दे सकता है। 03YAG पाउडर सिंथेटिक येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (Y3Al5O12) एक मानव निर्मित यौगिक है, कोई प्राकृतिक खनिज नहीं, रंगहीन, मोह कठोरता 8.5 तक पहुंच सकती है, पिघलने बिंदु 1950 ℃, सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, आदि में अघुलनशील। उच्च तापमान ठोस चरण विधि YAG पाउडर तैयार करने की एक पारंपरिक विधि है। के बाइनरी चरण आरेख में प्राप्त अनुपात के अनुसार येट्रियम ऑक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड, दो पाउडर मिश्रित होते हैं और उच्च तापमान पर जलाए जाते हैं, और ऑक्साइड के बीच ठोस-चरण प्रतिक्रिया के माध्यम से YAG पाउडर बनता है। उच्च तापमान की स्थिति में, एल्यूमिना और येट्रियम ऑक्साइड की प्रतिक्रिया में, मेसोफ़ेज़ YAM और YAP पहले बनेंगे, और अंत में YAG बनेंगे।

YAG पाउडर तैयार करने के लिए उच्च तापमान वाली ठोस-चरण विधि के कई अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, इसका अल-ओ बांड आकार छोटा है और बांड ऊर्जा अधिक है। इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव के तहत, ऑप्टिकल प्रदर्शन को स्थिर रखा जाता है, और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की शुरूआत से फॉस्फोर के ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शन में काफी सुधार हो सकता है। और YAG Ce3+ और Eu3+ जैसे त्रिसंयोजक दुर्लभ पृथ्वी आयनों के साथ डोपिंग करके फॉस्फोर बन सकता है। इसके अलावा, YAG क्रिस्टल में अच्छी पारदर्शिता, बहुत स्थिर भौतिक और रासायनिक गुण, उच्च यांत्रिक शक्ति और अच्छा थर्मल रेंगना प्रतिरोध है। यह अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला और आदर्श प्रदर्शन के साथ एक लेजर क्रिस्टल सामग्री है।

YAG क्रिस्टल 04 पारदर्शी सिरेमिक येट्रियम ऑक्साइड हमेशा पारदर्शी सिरेमिक के क्षेत्र में अनुसंधान फोकस रहा है। यह घन क्रिस्टल प्रणाली से संबंधित है और इसमें प्रत्येक अक्ष के आइसोट्रोपिक ऑप्टिकल गुण हैं। पारदर्शी एल्यूमिना की अनिसोट्रॉपी की तुलना में, छवि कम विकृत होती है, इसलिए धीरे-धीरे, इसे उच्च-स्तरीय लेंस या सैन्य ऑप्टिकल विंडो द्वारा महत्व दिया गया और विकसित किया गया। इसके भौतिक और रासायनिक गुणों की मुख्य विशेषताएं हैं: ① उच्च पिघलने बिंदु, रासायनिक और फोटोकैमिकल स्थिरता अच्छी है, और ऑप्टिकल पारदर्शिता सीमा विस्तृत है (0.23 ~ 8.0μm); ②1050 एनएम पर, इसका अपवर्तक सूचकांक 1.89 जितना ऊंचा है, जो इसे 80% से अधिक का सैद्धांतिक संप्रेषण बनाता है; ③Y2O3 में अधिकांश को समायोजित करने के लिए पर्याप्त है। बड़े चालन बैंड से त्रिसंयोजक दुर्लभ पृथ्वी आयनों के उत्सर्जन स्तर के वैलेंस बैंड तक बैंड गैप को दुर्लभ पृथ्वी आयनों के डोपिंग द्वारा प्रभावी ढंग से तैयार किया जा सकता है। ताकि इसके अनुप्रयोग के बहु-कार्यात्मककरण का एहसास हो सके। ; ④फ़ोनन ऊर्जा कम है, और इसकी अधिकतम फ़ोनन कट-ऑफ आवृत्ति लगभग 550cm-1 है। कम फ़ोनन ऊर्जा गैर-विकिरणीय संक्रमण की संभावना को दबा सकती है, विकिरण संक्रमण की संभावना को बढ़ा सकती है, और ल्यूमिनेसेंस क्वांटम दक्षता में सुधार कर सकती है; ⑤उच्च तापीय चालकता, लगभग 13.6W/(m·K), उच्च तापीय चालकता अत्यंत है

एक ठोस लेजर माध्यम सामग्री के रूप में इसके लिए महत्वपूर्ण है।

येट्रियम ऑक्साइड पारदर्शी सिरेमिक जापान की कामिशिमा केमिकल कंपनी द्वारा विकसित किया गया है

Y2O3 का पिघलने बिंदु लगभग 2690 ℃ है, और कमरे के तापमान पर सिंटरिंग तापमान लगभग 1700 ~ 1800 ℃ है। प्रकाश-संचारण सिरेमिक बनाने के लिए, गर्म दबाव और सिंटरिंग का उपयोग करना सबसे अच्छा है। अपने उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण, Y2O3 पारदर्शी सिरेमिक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और संभावित रूप से विकसित किया जाता है, जिसमें शामिल हैं: मिसाइल इंफ्रारेड खिड़कियां और गुंबद, दृश्य और इंफ्रारेड लेंस, उच्च दबाव गैस डिस्चार्ज लैंप, सिरेमिक सिंटिलेटर, सिरेमिक लेजर और अन्य क्षेत्र