Маанилүү сейрек кездешүүчү кошулмалар: иттрий кычкылы порошок кандай колдонулат?

Маанилүү сейрек кездешүүчү кошулмалар: иттрий кычкылы порошок кандай колдонулат?

Сейрек кездешүүчү жер өтө маанилүү стратегиялык ресурс болуп саналат жана ал өнөр жай өндүрүшүндө орду толгус роль ойнойт. Сейрек кездешүүчү жерди кошуудан автомобиль айнек, ядролук магниттик резонанс, оптикалык була, суюк кристалл дисплей ж.б. Алардын арасында иттрий (Y) сейрек кездешүүчү металл элементтеринин бири болуп саналат жана боз металлдын бир түрү болуп саналат. Бирок, жер кыртышында жогорку мазмунуна байланыштуу баасы салыштырмалуу арзан жана ал кеңири колдонулат.Азыркы коомдук өндүрүштө, ал негизинен иттрий эритмесинин жана иттрий кычкылынын абалында колдонулат.

Yttrium Metal
Алардын арасында иттрий оксиди (Y2O3) эң маанилүү иттрий кошулмасы болуп саналат. Ал сууда жана щелочто эрибейт, кислотада жакшы эрийт, сырткы көрүнүшү ак кристаллдык порошок сымал (кристаллдык түзүлүш кубдук системага кирет). Ал абдан жакшы химиялык туруктуулукка ээ жана вакуумда. Төмөн туруксуздук, жогорку ысыкка туруктуулук, коррозияга каршылык, жогорку диэлектрик, ачык-айкындуулук (инфракызыл) жана башка артыкчылыктар, ошондуктан ал көптөгөн тармактарда колдонулат. Конкреттүүлөрү кайсылар? Келгиле, карап көрөлү.

Итрий оксидинин кристаллдык түзүлүшү

01 Итрий стабилдештирилген цирконий порошоктун синтези. Таза ZrO2 жогорку температурадан бөлмө температурасына чейин муздаганда төмөнкү фазалык өзгөрүүлөр болот: куб фазасы (c) → тетрагоналдык фаза (t) → моноклиникалык фаза (m), мында t 1150°С → м фазасынын өзгөрүшү, болжол менен 5% көлөмүн кеңейтүү менен коштолот. Бирок, ZrO2 t→m фазалык өтүү чекити бөлмө температурасына турукташтырылган болсо, t→m фазалык өтүү жүктөө учурунда стресс менен индукцияланат.Фазанын өзгөрүшүнөн пайда болгон көлөмдүк эффектке байланыштуу, сынуу энергиясынын чоң көлөмү сиңет. , ошентип, материал анормалдуу жогорку сынуу энергиясын көрсөтөт, ошондуктан материал анормалдуу жогорку сынуу катаалдыгын көрсөтөт, натыйжада фазалык трансформациянын катуулугу жана жогорку катуу жана жогорку эскирүүгө каршылык. секс.

Циркония керамикасынын фазалык өзгөрүшүнө жетүү үчүн, белгилүү бир стабилизаторду кошуу керек жана белгилүү бир күйгүзүү шарттарында бөлмө температурасына чейин жогорку температурадагы стабилдүү фаза-тетрагоналдык мета-стабилдештирүү бөлмө температурасында фазага айландырыла турган тетрагоналдык фазаны алат. . Бул цирконияга стабилизаторлордун турукташтыруучу таасири. Y2O3 азыркыга чейин эң көп изилденген цирконий кычкылынын стабилизатору болуп саналат. Агломерацияланган Y-TZP материалы бөлмө температурасында эң сонун механикалык касиеттерге ээ, жогорку күчкө, жакшы сынууга каршылыкка ээ жана анын жамаатындагы материалдын дан өлчөмү кичинекей жана бирдей, ошондуктан ал көбүрөөк көңүл бурду. 02 Агломерациялоочу каражаттар Көптөгөн атайын керамикаларды агломерациялоо агломерациялоочу каражаттардын катышуусун талап кылат. Агломерациялоочу каражаттардын ролун жалпысынан төмөнкү бөлүктөргө бөлүүгө болот: агломерат менен катуу эритмени түзүү; Кристалл формасынын өзгөрүшүнө жол бербөө; кристалл данынын өсүшүн токтотуу; суюк фазаны пайда кылат. Мисалы, глиноземди агломерациялоодо магний оксиди MgO көп учурда агломерация процессинде микроструктуранын стабилизатору катары кошулат. Ал данды тазалап, дандын чек арасындагы энергиянын айырмасын бир топ азайтып, дандын өсүшүнүн анизотропиясын алсыратып, дандын үзгүлтүксүз өсүшүн токтото алат. MgO жогорку температурада өтө туруксуз болгондуктан, жакшы натыйжаларга жетүү үчүн, иттрий оксиди көбүнчө MgO менен аралаштырылат. Y2O3 кристалл бүртүкчөлөрүн тазалап, агломерациянын тыгыздашуусуна көмөктөшөт. 03YAG порошок синтетикалык иттрий алюминий гранат (Y3Al5O12) жасалма кошулма болуп саналат, эч кандай табигый минералдар, түссүз, Mohs катуулугу 8,5 жетиши мүмкүн, эрүү температурасы 1950 ℃, күкүрт кислотасы, туз кислотасы, азот кислотасы, гидрофтор кислотасы, ж.б. жогорку температура катуу фаза ыкмасы YAG даярдоо үчүн салттуу ыкмасы болуп саналат порошок.Итрий кычкылынын жана алюминий кычкылынын бинардык фазалык диаграммасында алынган катышка ылайык, эки порошок аралашып, жогорку температурада күйгүзүлөт жана YAG порошок оксиддердин ортосундагы катуу фазалык реакция аркылуу пайда болот. Жогорку температуралык шарттарда глинозем менен иттрий оксидинин реакциясында адегенде YAM жана YAP мезофазалары, акырында ЯГ пайда болот.

YAG порошок даярдоо үчүн жогорку температура катуу этап ыкмасы көптөгөн колдонмолор бар. Мисалы, анын Al-O байланыш өлчөмү кичинекей жана байланыш энергиясы жогору. электрондордун таасири астында, оптикалык аткаруу туруктуу сакталат, жана сейрек кездешүүчү жер элементтерин киргизүү олуттуу phosphor.And YAG luminescence аткарууну жакшыртуу, мисалы, Ce3 + жана Eu3 + сыяктуу үч валенттүү сейрек жер иондору менен допинг менен phosphor болуп калышы мүмкүн. Мындан тышкары, YAG кристалл жакшы тунук, абдан туруктуу физикалык жана химиялык касиеттери, жогорку механикалык күч жана жакшы жылуулук сойлоп каршылык бар. Бул лазердик кристалл материалы, кеңири спектри жана идеалдуу иштеши бар.

YAG кристалл 04 тунук керамикалык иттрий кычкылы ар дайым тунук керамика тармагында изилдөө борбору болуп келген. Ал кубдук кристаллдык системага кирет жана ар бир октун изотроптук оптикалык касиеттерине ээ. Тунук глиноземдин анизотропиясы менен салыштырганда, сүрөт аз бурмаланган, ошондуктан Бара-бара ал жогорку класстагы линзалар же аскердик оптикалык терезелер тарабынан бааланып, иштелип чыккан. Анын физикалык жана химиялык касиеттеринин негизги мүнөздөмөлөрү: ①Жогорку эрүү чекити, Химиялык жана фотохимиялык туруктуулук жакшы жана оптикалык тунук диапазону кенен (0,23~8,0μm); ②Ат 1050nm, анын сынуу көрсөткүчү 1,89 чейин жогору, ал 80% дан ашык теориялык өткөрүмдүүлүккө ээ кылат; ③Y2O3 көпчүлүгүн жайгаштыруу үчүн жетиштүү. Чоңураак өткөргүч тилкеден үч валенттүү сейрек кездешүүчү жер иондорунун эмиссиясынын валенттүү тилкесине чейинки тилке аралыгы сейрек кездешүүчү жер иондорун допинг менен натыйжалуу ылайыкташтырылышы мүмкүн. Ошентип, аны колдонуунун көп функциялуулугун ишке ашыруу үчүн ; ④Фонондун энергиясы төмөн жана анын максималдуу фононду өчүрүү жыштыгы болжол менен 550см-1. Фонондун төмөн энергиясы радиациялык эмес өтүү ыктымалдыгын баса алат, нурлануунун өтүү ыктымалдыгын жогорулатат жана люминесценциянын кванттык эффективдүүлүгүн жакшыртат; ⑤Жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк, болжол менен 13.6W/(m·K), жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк өтө

катуу лазердик орто материал катары ал үчүн маанилүү.

Итрий кычкылы тунук керамика Япониянын Камишима химиялык компаниясы тарабынан иштелип чыккан

Y2O3 эрүү чекити болжол менен 2690 ℃, ал эми бөлмө температурасында агломерациялоо температурасы 1700 ~ 1800 ℃. Жарык өткөрүүчү керамикалык буюмдарды жасоо үчүн ысык прессти жана агломерацияны колдонгон жакшы. Мыкты физикалык жана химиялык касиеттеринен улам Y2O3 тунук керамика кеңири колдонулат жана потенциалдуу өнүккөн, анын ичинде: ракеталык инфракызыл терезелер жана куполдор, көрүнүүчү жана инфракызыл линзалар, жогорку басымдагы газ разряд лампалары, керамикалык сцинтилляторлор, керамикалык лазерлер жана башка тармактар