ທາດປະສົມຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່ສໍາຄັນ: ການນໍາໃຊ້ຝຸ່ນ yttrium oxide ແມ່ນຫຍັງ?

ທາດປະສົມຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່ສໍາຄັນ: ການນໍາໃຊ້ຝຸ່ນ yttrium oxide ແມ່ນຫຍັງ?

ແຜ່ນດິນຫາຍາກແມ່ນຊັບພະຍາກອນຍຸດທະສາດທີ່ມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ສຸດ, ແລະມັນມີບົດບາດທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້ໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ. ແກ້ວລົດຍົນ, ການສະທ້ອນສະນະແມ່ເຫຼັກນິວເຄລຍ, ເສັ້ນໄຍ optical, ການສະແດງໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ, ແລະອື່ນໆແມ່ນບໍ່ສາມາດແຍກອອກຈາກການເພີ່ມຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກ. ໃນບັນດາພວກມັນ, yttrium (Y) ແມ່ນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບໂລຫະທີ່ຫາຍາກຂອງໂລກແລະເປັນປະເພດຂອງໂລຫະສີຂີ້ເຖົ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກເນື້ອໃນສູງຂອງມັນຢູ່ໃນ crust ຂອງໂລກ, ລາຄາແມ່ນຂ້ອນຂ້າງລາຄາຖືກແລະມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ໃນການຜະລິດສັງຄົມໃນປະຈຸບັນ, ມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະພາບຂອງໂລຫະປະສົມ yttrium ແລະ yttrium oxide.

ໂລຫະ Yttrium
ໃນບັນດາພວກມັນ, yttrium oxide (Y2O3) ແມ່ນສານປະກອບ yttrium ທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ. ມັນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ຳ ແລະ ເປັນດ່າງ, ລະລາຍໃນອາຊິດ ແລະ ມີລັກສະນະເປັນຜົງຜລຶກສີຂາວ (ໂຄງປະກອບໄປເຊຍກັນເປັນຂອງລະບົບກ້ອນ). ມັນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີຫຼາຍແລະຢູ່ພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດ. ການເຫນັງຕີງຕ່ໍາ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນສູງ, ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, dielectric ສູງ, ຄວາມໂປ່ງໃສ (infrared) ແລະຂໍ້ໄດ້ປຽບອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນມັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍຂົງເຂດ. ມີຫຍັງແດ່?ມາເບິ່ງກັນເລີຍ.

ໂຄງປະກອບການໄປເຊຍກັນຂອງ yttrium oxide

01 ການສັງເຄາະ yttrium stabilized zirconia ຜົງ. ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ໄລ​ຍະ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​ຈະ​ເກີດ​ຂຶ້ນ​ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ເຮັດ​ໃຫ້​ຄວາມ​ເຢັນ ZrO2 ອັນ​ບໍ​ລິ​ສຸດ​ຈາກ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​ກັບ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ຫ້ອງ​: cubic phase (c) → tetragonal phase (t) → monoclinic phase (m), ທີ່ t ຈະ​ເກີດ​ຂຶ້ນ​ຢູ່​ທີ່ 1150 ° C → m ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ໄລ​ຍະ​, ພ້ອມກັບການຂະຫຍາຍປະລິມານປະມານ 5%. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າຈຸດປ່ຽນໄລຍະ t→m ຂອງ ZrO2 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງກັບອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະ t → m ແມ່ນ induced ໂດຍຄວາມກົດດັນໃນລະຫວ່າງການໂຫຼດ. ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບປະລິມານທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການປ່ຽນແປງໄລຍະ, ຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງພະລັງງານກະດູກຫັກໄດ້ຖືກດູດຊຶມ. , ດັ່ງນັ້ນວັດສະດຸສະແດງໃຫ້ເຫັນພະລັງງານກະດູກຫັກສູງຜິດປົກກະຕິ, ດັ່ງນັ້ນວັດສະດຸສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກສູງຜິດປົກກະຕິ, ເຮັດໃຫ້ການຫັນເປັນໄລຍະ toughness, ແລະຄວາມທົນທານສູງແລະທົນທານຕໍ່ພັຍສູງ. ເພດ.

ເພື່ອບັນລຸການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ເຄັ່ງຄັດຂອງເຊລາມິກ zirconia, ຕ້ອງເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ແນ່ນອນແລະພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໄຟໄຫມ້ບາງຢ່າງ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມສູງໄລຍະ - tetragonal meta-stabilization ກັບອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ໄດ້ຮັບໄລຍະ tetragonal ທີ່ສາມາດປ່ຽນໄລຍະໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. . ມັນແມ່ນຜົນກະທົບຂອງສະຖຽນລະພາບຂອງ stabilizers ໃນ zirconia. Y2O3 ເປັນ stabilizer zirconium oxide ຄົ້ນຄ້ວາຫຼາຍທີ່ສຸດມາເຖິງຕອນນັ້ນ. ວັດສະດຸ Y-TZP sintered ມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກທີ່ດີ, ແລະຂະຫນາດເມັດພືດໃນສ່ວນລວມຂອງມັນແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍແລະເປັນເອກະພາບ, ສະນັ້ນມັນມີ. ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍຂຶ້ນ. 02 Sintering aids ການ sintering ຂອງ ceramics ພິເສດຈໍານວນຫຼາຍຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການມີສ່ວນຮ່ວມຂອງ sintering aids. ພາລະບົດບາດຂອງການຊ່ວຍເຫຼືອ sintering ໂດຍທົ່ວໄປສາມາດແບ່ງອອກເປັນພາກສ່ວນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ກອບເປັນຈໍານວນການແກ້ໄຂແຂງກັບ sinter ໄດ້; ຍັບຍັ້ງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງເມັດຜລຶກ; ຜະລິດໄລຍະຂອງແຫຼວ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນ sintering ຂອງ alumina, magnesium oxide MgO ມັກຈະຖືກເພີ່ມເປັນ microstructure stabilizer ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ sintering. ມັນ​ສາ​ມາດ​ປັບ​ປຸງ​ເມັດ​ພືດ​ໄດ້​ຢ່າງ​ຫຼວງ​ຫຼາຍ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ຂອງ​ພະ​ລັງ​ງານ​ຂອບ​ເຂດ​ເມັດ​ພືດ​, ເຮັດ​ໃຫ້ anisotropy ຂອງ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ເມັດ​ພືດ​ອ່ອນ​ແອ​, ແລະ​ຍັບ​ຍັ້ງ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ຂອງ​ເມັດ​ພືດ​ທີ່​ບໍ່​ຕໍ່​ເນື່ອງ​. ເນື່ອງຈາກ MgO ມີຄວາມຜັນຜວນສູງໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເພື່ອບັນລຸຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີ, Yttrium oxide ມັກຈະປະສົມກັບ MgO. Y2O3 ສາ​ມາດ​ປັບ​ປຸງ​ເມັດ​ພືດ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ແລະ​ສົ່ງ​ເສີມ​ການ sintering densification​. 03YAG ຜົງສັງເຄາະ yttrium ອະລູມິນຽມ garnet (Y3Al5O12) ເປັນສານປະສົມທີ່ມະນຸດສ້າງ, ບໍ່ມີແຮ່ທາດທໍາມະຊາດ, ບໍ່ມີສີ, ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ສາມາດບັນລຸ 8.5, ຈຸດ melting 1950 ℃, insoluble ໃນອາຊິດຊູນຟູຣິກ, ອາຊິດ hydrochloric, ອາຊິດ nitric, ອາຊິດ hydrofluoric, ແລະອື່ນໆ. ວິທີການໄລຍະແຂງຂອງອຸນຫະພູມສູງແມ່ນວິທີການແບບດັ້ງເດີມສໍາລັບການກະກຽມຝຸ່ນ YAG. ອີງຕາມອັດຕາສ່ວນທີ່ໄດ້ຮັບໃນແຜນວາດໄລຍະຄູ່ຂອງ yttrium oxide ແລະອາລູມິນຽມອອກໄຊ, ຜົງສອງແມ່ນປະສົມແລະຖືກໄຟໄຫມ້ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ແລະຝຸ່ນ YAG ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານແຂງ. ປະຕິກິລິຍາໄລຍະລະຫວ່າງ oxides ໄດ້. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມສູງ, ໃນປະຕິກິລິຍາຂອງອາລູມິນຽມແລະ yttrium oxide, mesophases YAM ແລະ YAP ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນກ່ອນ, ແລະສຸດທ້າຍ YAG ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ.

ວິທີການໄລຍະແຂງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງສໍາລັບການກະກຽມຝຸ່ນ YAG ມີຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຕົວຢ່າງ, ຂະຫນາດພັນທະບັດ Al-O ຂອງມັນຂະຫນາດນ້ອຍແລະພະລັງງານພັນທະບັດແມ່ນສູງ. ພາຍໃຕ້ຜົນກະທົບຂອງອິເລັກຕອນ, ການປະຕິບັດ optical ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຢ່າງຫມັ້ນຄົງ, ແລະການນໍາຂອງອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບ luminescence ຂອງ phosphor ໄດ້. ແລະ YAG ສາມາດກາຍເປັນ phosphor ໂດຍ doping ກັບ trivalent rare earth ions ເຊັ່ນ Ce3+ ແລະ Eu3+. ນອກຈາກນັ້ນ, ໄປເຊຍກັນ YAG ມີຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ດີ, ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະສານເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ, ແລະຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ. ມັນເປັນອຸປະກອນການໄປເຊຍກັນ laser ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະປະສິດທິພາບທີ່ເຫມາະສົມ.

YAG crystal 04 ໂປ່ງໃສ ceramic yttrium oxide ໄດ້ສະເຫມີເປັນຈຸດສຸມການຄົ້ນຄວ້າໃນຂົງເຂດຂອງ ceramics ໂປ່ງໃສ. ມັນເປັນຂອງລະບົບໄປເຊຍກັນ cubic ແລະມີຄຸນສົມບັດ optical isotropic ຂອງແຕ່ລະແກນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ anisotropy ຂອງ alumina ໂປ່ງໃສ, ຮູບພາບໄດ້ຖືກບິດເບືອນຫນ້ອຍ, ສະນັ້ນຄ່ອຍໆ, ມັນໄດ້ຖືກປະເມີນມູນຄ່າແລະການພັດທະນາໂດຍທັດສະນະທີ່ສູງທີ່ສຸດຫຼືປ່ອງຢ້ຽມ optical ທະຫານ. ຄຸນລັກສະນະຕົ້ນຕໍຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງເຄມີຂອງມັນແມ່ນ: ①ຈຸດລະລາຍສູງ, ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີແລະ photochemical ແມ່ນດີ, ແລະລະດັບຄວາມໂປ່ງໃສ optical ແມ່ນກວ້າງ (0.23 ~ 8.0μm); ②At 1050nm, ດັດຊະນີການສະທ້ອນຂອງມັນແມ່ນສູງເຖິງ 1.89, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນມີການຖ່າຍທອດທາງທິດສະດີຫຼາຍກ່ວາ 80%; ③Y2O3 ມີພຽງພໍທີ່ຈະຮອງຮັບໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ ຊ່ອງຫວ່າງແຖບຈາກແຖບ conduction ຂະຫນາດໃຫຍ່ໄປຫາແຖບ valence ຂອງລະດັບການປ່ອຍອາຍພິດຂອງ ions ໂລກທີ່ຫາຍາກ trivalent ສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍການ doping ຂອງ ions ໂລກຫາຍາກໄດ້. ; ④​ພະ​ລັງ​ງານ phonon ແມ່ນ​ຕ​່​ໍ​າ​, ແລະ​ຄວາມ​ຖີ່​ຂອງ​ການ​ຕັດ phonon ສູງ​ສຸດ​ຂອງ​ຕົນ​ແມ່ນ​ປະ​ມານ 550cm-1​. ພະລັງງານ phonon ຕ່ໍາສາມາດສະກັດກັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຫັນປ່ຽນທີ່ບໍ່ແມ່ນ radiative, ເພີ່ມຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຫັນປ່ຽນ radiation, ແລະປັບປຸງ luminescence quantum ປະສິດທິພາບ; ⑤ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ປະມານ 13.6W/(m·K), ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແມ່ນທີ່ສຸດ.

ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບມັນເປັນອຸປະກອນການຂະຫນາດກາງ laser ແຂງ.

Yttrium oxide ceramics ໂປ່ງໃສທີ່ພັດທະນາໂດຍບໍລິສັດເຄມີ Kamishima ຂອງຍີ່ປຸ່ນ

ຈຸດ melting ຂອງ Y2O3 ແມ່ນ​ປະ​ມານ 2690 ℃​, ແລະ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ sintering ໃນ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ຫ້ອງ​ແມ່ນ​ປະ​ມານ 1700 ~ 1800 ℃​. ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເຊລາມິກທີ່ມີແສງສະຫວ່າງ, ມັນດີທີ່ສຸດທີ່ຈະໃຊ້ການກົດດັນແລະ sintering. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງເຄມີທີ່ດີເລີດ, ເຊລາມິກໂປ່ງໃສ Y2O3 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະມີຄວາມສາມາດພັດທະນາ, ລວມທັງ: ປ່ອງຢ້ຽມແລະ domes infrared ລູກສອນໄຟ, ແວ່ນຕາແລະ infrared, ໂຄມໄຟລະບາຍອາຍແກັສຄວາມກົດດັນສູງ, scintillators ceramics, lasers ceramic ແລະພາກສະຫນາມອື່ນໆ.