Pêkhateyên erdên kêm ên girîng: Bikaranîna toza oksîdê yttrium çi ne?

Pêkhateyên erdên kêm ên girîng: Bikaranîna toza oksîdê yttrium çi ne?

Erdê nadir çavkaniyek stratejîk a pir girîng e, û di hilberîna pîşesaziyê de xwedî rolek bêhempa ye. Cama otomobîl, rezonansa magnetîkî ya nukleer, fîbera optîkî, pêşandana krîstala şil û hwd ji zêdekirina erdê kêm nayê veqetandin. Di nav wan de, yttrium (Y) yek ji hêmanên metalên erdê yên kêm e û celebek metalek gewr e. Lê belê ji ber naveroka wê ya zêde ya di qalika erdê de, bihayê wê bi erzan e û bi berfirehî tê bikaranîn. Di hilberîna civakî ya heyî de, bi giranî di rewşa alema ytrîumê û oksîdê îttriumê de tê bikar anîn.

Yttrium Metal
Di nav wan de, oksîdê ytrîumê (Y2O3) pêkhateya yttriumê ya herî girîng e. Ew di av û alkaliyê de nayê çareser kirin, di asîdê de tê çareser kirin, û xwedan xuyangiya toza krîstal a spî ye (saziya krîstal aîdî pergala kubî ye). Ew xwedan îstîqrara kîmyewî ya pir baş e û di bin valahiyê de ye. Hilweşîna kêm, berxwedana germa bilind, berxwedana korozyonê, dielektrîkê ya bilind, zelalî (infrared) û avantajên din, ji ber vê yekê ew di gelek qadan de hatî sepandin. Yên taybet çi ne? Ka em lê binêrin.

Avahiya krîstal a oksîdê yttriumê

01 Senteza toza zirconia ya stabilîzekirî ya yttrium. Guhertinên qonaxê yên jêrîn dê di dema sarbûna ZrO2 ya pak de ji germahiya bilind berbi germahiya odeyê de çêbibin: qonaxa kubî (c) → qonaxa tetragonal (t) → qonaxa monoklînîk (m), ku t dê di 1150°C de → guhertina qonaxê m pêk were, bi berfirehbûna qebareya bi qasî 5%. Lêbelê, heke xala derbasbûna qonaxa t→m ya ZrO2 li germahiya odeyê were stabîlkirin, veguheztina qonaxa t→m di dema barkirinê de ji hêla stresê ve çêdibe. Ji ber bandora volmê ya ku ji hêla guherîna qonaxê ve hatî çêkirin, hejmareke mezin ji enerjiya şikestê tê kişandin. , da ku madde enerjiyek şikestinek ne asayî ya bilind nîşan bide, ji ber vê yekê materyal hişkiya şkestinê ya ne asayî ya bilind nîşan dide, di encamê de hişkiya veguhertina qonaxê çêdibe, û serhişkiya bilind û berxwedana cilê bilind. cinsîyet.

Ji bo bidestxistina hişkbûna guherîna qonaxê ya seramîkên zirconia, pêdivî ye ku hin stabîlîzker were zêdekirin û di bin hin şert û mercên şewitandinê de, meta-îstiqrara qonaxa-tetragonal a bi germahiya bilind heya germahiya odeyê, qonaxek tetragonal digire ku dikare di germahiya odeyê de were veguheztin. . Ew bandora stabilîzatorê ya li ser zirconia ye. Y2O3 heta niha stabîlîzatorê oksîda zirconiumê ya herî lêkolînkirî ye. Materyalê Y-TZP-ya sinterkirî li germahiya odeyê xwedan taybetmendiyên mekanîkî yên hêja, hêza bilind, hişkiya şkestinê ya baş e, û mezinahiya genimê materyalê di kolektîfa wê de piçûk û yekreng e, ji ber vê yekê ew heye. zêdetir bal kişand. 02 Alîkariyên sintekirinê Ji bo ziravkirina gelek seramîkên taybet beşdarbûna alîkariyên sintekirinê hewce dike. Rola arîkariyên sinterkirinê bi gelemperî dikare li beşên jêrîn were dabeş kirin: Bi sinterê re çareseriyek hişk çêdibe; Pêşîgirtina veguherîna forma krîstal; mezinbûna genimê krîstal asteng dike; qonaxa şil hilberîne. Mînakî, di sinterkirina alûmînayê de, oksîda magnesium MgO bi gelemperî di dema pêvajoya sinterkirinê de wekî stabîlîzkerek mîkrosaziyê tê zêdekirin. Ew dikare dexlan safî bike, cûdahiya di enerjiya sînorê genim de pir kêm bike, anîsotropiya mezinbûna genim qels bike, û mezinbûna tovên domdar asteng bike. Ji ber ku MgO di germahiyên bilind de pir guhezbar e, ji bo ku encamên baş bidest bixin, oksîdê Yttrium pir caran bi MgO re tê tevlihev kirin. Y2O3 dikare gewherên krîstal safî bike û dendikbûna sinterkirinê pêşve bibe. 03YAG toza sentetîk yttrium aluminium garnet (Y3Al5O12) pêkhateyek çêkirî ye, mîneralên xwezayî tune, bêreng, hişkiya Mohs dikare bigihîje 8,5, xala helandinê 1950 ℃, di asîda sulfurîk, asîda hîdrochloric, asîda nîtrîk, asîda hîdrofluorîk, hwd. Rêbaza qonaxa hişk a germahiya bilind rêbazek kevneşopî ye ji bo amadekirina YAG toz. Li gorî rêjeya ku di diagrama qonaxa binar ya oksîda yttrium û oksîda aluminiumê de hatî bidestxistin, her du toz têne tevlihev kirin û di germahiya bilind de têne şewitandin, û toza YAG bi reaksiyona qonaxa hişk a di navbera oksîdan de pêk tê. Di şert û mercên germahiya bilind de, di berteka alumina û oksîda yttriumê de, dê pêşî mezofaz YAM û YAP çêbibin û di dawiyê de jî dê YAG çêbibin.

Rêbaza qonaxa zexm ya germahiya bilind ji bo amadekirina toza YAG gelek serîlêdan heye. Mînakî, mezinahiya girêdana wê ya Al-O piçûk e û enerjiya girêdanê zêde ye. Di bin bandora elektronan de, performansa optîkî bi îstîqrar tê hilanîn, û danasîna hêmanên erdê yên nadir dikare bi girîngî performansa ronahiyê ya fosforê baştir bike. Û YAG dikare bi dopîngkirina bi îyonên erdê kêm ên sêvalent ên wekî Ce3+ û Eu3+ bibe fosfor. Wekî din, krîstala YAG xwedan şefafîbûnek baş, taybetmendiyên laşî û kîmyewî pir bi îstîqrar, hêza mekanîkî ya bilind, û berxwedana germî ya baş e. Ew materyalek krîstal a lazerê ye ku bi cûrbecûr serîlêdan û performansa îdeal heye.

YAG krîstal 04 oksîda yttrium a seramîk a zelal her gav di warê seramîkên zelal de cihê lêkolînê ye. Ew ji pergala krîstalê ya kûbî ye û xwediyê taybetmendiyên optîkî yên îzotropîk ên her axe ye. Li gorî anîsotropiya alûmînaya zelal, wêne hindiktir texrîb dibe, ji ber vê yekê hêdî hêdî, ew ji hêla lensên bilind an pencereyên optîkî yên leşkerî ve hatî nirx kirin û pêşve xistin. Taybetmendiyên sereke yên taybetmendiyên wê yên laşî û kîmyewî ev in: ① Xala helandinê ya bilind, aramiya kîmyewî û fotokîmyayî baş e, û rêza zelaliya optîkî berfireh e (0.23 ~ 8.0μm); ②Di 1050nm de, îndeksa refraksiyonê ya wê bi qasî 1.89 bilind e, ku dihêle ku ew ji% 80 zêdetir veguheztinek teorîkî hebe; ③Y2O3 têra xwe heye ku piran bi cih bike. Cûda bandê ya ji bandê guheztinê ya mezin heya bandê valence ya asta emîsyonê ya îyonên erdê kêm ên sêvalent dikare bi dopîngkirina îyonên erdê kêm bi bandor were çêkirin. ; ④Enerjiya fononê kêm e, û frekansa qutkirina fononê ya herî zêde bi qasî 550cm-1 e. Enerjiya kêm a fononê dikare îhtîmala veguheztina ne-radyasyonî bitepisîne, îhtîmala veguheztina radyasyonê zêde bike, û ronahiya kuantûmê çêtir bike. ⑤Girtîbûna germê ya bilind, bi qasî 13,6W/(m·K), gihandina germahiya bilind zehf e

ji bo wê wekî materyalek navîn a lazerê ya hişk girîng e.

Seramîkên zelal ên oksîdê Yttrium ku ji hêla Pargîdaniya Kîmyewî ya Japonî Kamishima ve hatî pêşve xistin

Xala helandinê ya Y2O3 bi ​​qasî 2690 ℃ e, û germahiya ziravkirinê li germahiya odeyê bi qasî 1700 ~ 1800 ℃ e. Ji bo çêkirina seramîkên ku ronahiyê vediguhezînin, çêtirîn e ku meriv pêça germ û zirav bikar bîne. Ji ber taybetmendiyên xwe yên laşî û kîmyewî yên hêja, seramîkên zelal ên Y2O3 bi ​​berfirehî têne bikar anîn û bi potansiyel têne pêşve xistin, di nav de: pencere û qubeyên infrared ên mûşekan, lensên xuya û infrasor, lampayên avêtina gazê yên tansiyona bilind, sîntilatorên seramîk, lazerên seramîk û qadên din.