Важни соединенија за ретки земји: Која е употребата на итриум оксид во прав?

Важни соединенија за ретки земји: Која е употребата на итриум оксид во прав?

Ретката земја е исклучително важен стратешки ресурс и има незаменлива улога во индустриското производство. Стаклото на автомобилот, нуклеарната магнетна резонанца, оптичкото влакно, дисплејот со течни кристали итн. се неразделни од додавањето на ретка земја. Меѓу нив, итриумот (Y) е еден од ретките метални елементи и е еден вид сив метал. Меѓутоа, поради неговата висока содржина во земјината кора, цената е релативно евтина и е широко користен. Во сегашното општествено производство, главно се користи во состојба на легура на итриум и итриум оксид.

Метал итриум
Меѓу нив, итриум оксидот (Y2O3) е најважното соединение на итриум. Нерастворлив е во вода и алкали, растворлив во киселина и има изглед на бел кристален прав (кристалната структура припаѓа на кубниот систем). Има многу добра хемиска стабилност и е под вакуум. Ниска испарливост, висока отпорност на топлина, отпорност на корозија, висок диелектрик, транспарентност (инфрацрвена) и други предности, па затоа се применува на многу полиња. Кои се конкретните? Ајде да погледнеме.

Кристалната структура на итриум оксид

01 Синтеза на итриум стабилизиран цирконски прав. Следниве фазни промени ќе се случат за време на ладењето на чистиот ZrO2 од висока температура до собна температура: кубна фаза (c) → тетрагонална фаза (t) → моноклинична фаза (m), каде што t ќе се појави на 1150 ° C → m фаза на промена, придружено со волуменско проширување од околу 5%. Меѓутоа, ако t→m фазната преодна точка на ZrO2 е стабилизирана на собна температура, t→m фазната транзиција е индуцирана од стрес за време на оптоварувањето. , така што материјалот покажува ненормално висока енергија на фрактура, така што материјалот покажува ненормално висока цврстина на фрактура, што резултира со цврстина на фазна трансформација и висока цврстина и висока отпорност на абење. секс.

За да се постигне фазно зацврстување на циркониската керамика, мора да се додаде одреден стабилизатор и при одредени услови на печење, високотемпературната стабилна фаза-тетрагонална мета-стабилизација до собна температура, добива тетрагонална фаза која може фазно да се трансформира на собна температура . Тоа е стабилизирачкиот ефект на стабилизаторите на цирконија. Y2O3 е најистражуваниот стабилизатор на циркониум оксид досега. Синтеруваниот материјал Y-TZP има одлични механички својства на собна температура, висока јачина, добра цврстина на фрактура, а големината на зрната на материјалот во неговиот колектив е мала и униформа, така што има привлече поголемо внимание. 02 Помагала за синтерување За синтерување на многу специјални керамики потребно е учество на средства за синтерување. Улогата на помагалата за синтерување генерално може да се подели на следниве делови: формирање на цврст раствор со синтер; го инхибираат растот на кристално зрно; произведуваат течна фаза. На пример, при синтерување на алумина, магнезиум оксидот MgO често се додава како стабилизатор на микроструктурата за време на процесот на синтерување. Може да ги рафинира зрната, во голема мера да ја намали разликата во граничната енергија на зрната, да ја ослабне анизотропијата на растот на зрната и да го инхибира дисконтинуираниот раст на зрната. Бидејќи MgO е многу испарлив на високи температури, за да се постигнат добри резултати, итриум оксидот често се меша со MgO. Y2O3 може да ги рафинира кристалните зрна и да промовира згуснување на синтерување. 03YAG прашок од синтетички итриум алуминиумски гранат (Y3Al5O12) е вештачко соединение, без природни минерали, безбоен, тврдоста на Мохс може да достигне 8,5, точка на топење 1950 ℃, нерастворлив во сулфурна киселина, хлороводородна киселина, азотна киселина, флуороводородна киселина итн. методот на цврста фаза на висока температура е традиционален метод за подготовка на прав YAG. Според односот добиен во дијаграмот на бинарната фаза на итриум оксид и алуминиум оксид, двата прашоци се мешаат и се палат на висока температура, а YAG прав се формира преку цврстиот -фазна реакција помеѓу оксидите. При високи температурни услови, во реакцијата на алумина и итриум оксид, прво ќе се формираат мезофазите YAM и YAP, а на крајот ќе се формира YAG.

Високотемпературниот цврстофазен метод за подготовка на прав YAG има многу примени. На пример, нејзината големина на врската Al-O е мала и енергијата на врската е висока. Под влијание на електроните, оптичките перформанси се одржуваат стабилни, а воведувањето на елементи од ретка земја може значително да ги подобри перформансите на луминисценција на фосфорот. И YAG може да стане фосфор со допинг со тривалентни јони на ретки земји како што се Ce3+ и Eu3+. Покрај тоа, кристалот YAG има добра транспарентност, многу стабилни физички и хемиски својства, висока механичка сила и добра термичка отпорност на лази. Тоа е ласерски кристален материјал со широк опсег на апликации и идеални перформанси.

YAG кристал 04 транспарентен керамички итриум оксид отсекогаш бил фокус на истражување во областа на транспарентна керамика. Припаѓа на кубниот кристален систем и ги има изотропните оптички својства на секоја оска. Во споредба со анизотропијата на проѕирна алумина, сликата е помалку искривена, така што постепено се вреднуваше и развиваше со леќи од висока класа или воени оптички прозорци. Главните карактеристики на неговите физички и хемиски својства се: ① Висока точка на топење, хемиската и фотохемиската стабилност е добра, а опсегот на оптичка транспарентност е широк (0,23~8,0μm); ②На 1050nm, неговиот индекс на рефракција е висок 1,89, што го прави да има теоретска пропустливост од повеќе од 80%; ③Y2O3 има доволно за да се приспособат на повеќето. ; ④Енергијата на фононот е мала, а максималната фреквенција на исклучување на фононот е околу 550cm-1. Ниската енергија на фононот може да ја потисне веројатноста за нерадијативна транзиција, да ја зголеми веројатноста за транзиција на зрачење и да ја подобри квантната ефикасност на луминисценцијата; ⑤Висока топлинска спроводливост, околу 13,6W/(m·K), високата топлинска спроводливост е исклучително

важен за него како цврст ласерски среден материјал.

Транспарентна керамика со итриум оксид развиена од јапонската компанија Kamishima Chemical

Точката на топење на Y2O3 е околу 2690℃, а температурата на синтерување на собна температура е околу 1700~1800℃. За да се направи керамика што пренесува светлина, најдобро е да се користи топло пресување и синтерување. Поради одличните физички и хемиски својства, проѕирната керамика Y2O3 е широко користена и потенцијално развиена, вклучувајќи: ракетни инфрацрвени прозорци и куполи, видливи и инфрацрвени леќи, светилки за испуштање гас под висок притисок, керамички сцинтилатори, керамички ласери и други полиња