Газрын ховор элементийн чухал нэгдлүүд: Итриум ислийн нунтаг ямар зориулалтаар ашиглагддаг вэ?

Газрын ховор элементийн чухал нэгдлүүд: Итриум ислийн нунтаг ямар зориулалтаар ашиглагддаг вэ?

Газрын ховор элемент нь стратегийн нэн чухал нөөц бөгөөд аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд орлуулашгүй үүрэг гүйцэтгэдэг. Автомашины шил, цөмийн соронзон резонанс, оптик шилэн, шингэн болор дэлгэц зэрэг нь газрын ховор элементээс салшгүй холбоотой. Тэдгээрийн дотроос иттри (Y) нь газрын ховор металлын нэг бөгөөд нэг төрлийн саарал металл юм. Харин дэлхийн царцдас дахь өндөр агууламжтай учраас үнэ нь харьцангуй хямд бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг.Одоогийн нийгмийн үйлдвэрлэлд голчлон иттриумын хайлш, иттриум ислийн төлөвт ашиглагддаг.

Итрий металл
Тэдгээрийн дотроос иттриумын исэл (Y2O3) нь хамгийн чухал иттриийн нэгдэл юм. Энэ нь ус, шүлтэнд уусдаггүй, хүчилд уусдаг, цагаан талст нунтаг шиг харагддаг (болор бүтэц нь куб системд хамаардаг). Энэ нь маш сайн химийн тогтвортой байдал, вакуум орчинд байдаг. Дэгдэмхий чанар бага, халуунд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй, диэлектрик өндөр, тунгалаг (хэт улаан туяа) болон бусад давуу талтай тул олон салбарт хэрэглэж ирсэн. Тодорхой зүйлүүд юу вэ? Ингээд харцгаая.

Итриум ислийн болор бүтэц

01 Итриум тогтворжсон циркон нунтаг нийлэгжилт. Цэвэр ZrO2-ийг өндөр температураас тасалгааны температурт хөргөх үед дараах фазын өөрчлөлтүүд үүснэ: куб фаз (c) → тетрагональ фаз (t) → моноклиник фаз (m), t 1150°С-т →м фазын өөрчлөлт, 5% орчим эзлэхүүний тэлэлт дагалддаг. Гэсэн хэдий ч ZrO2-ийн t→m фазын шилжилтийн цэгийг тасалгааны температурт тогтворжуулбал ачааллын үед t→m фазын шилжилт нь стрессээр өдөөгддөг.Фазын өөрчлөлтөөс үүссэн эзэлхүүний нөлөөгөөр их хэмжээний хугарлын энерги шингэдэг. , ингэснээр материал нь хэвийн бус өндөр хугарлын энергийг харуулдаг бөгөөд ингэснээр материал нь хэвийн бус өндөр хугарлын бат бөх чанарыг харуулдаг тул фазын хувирлын хатуулаг, өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй. секс.

Циркон керамикийн фазын өөрчлөлтийг хатууруулахын тулд тодорхой тогтворжуулагчийг нэмж, тодорхой галлах нөхцөлд өндөр температурт тогтвортой фаз-тетрагональ мета-тогтворжуулж, тасалгааны температурт фаз болгон хувиргах боломжтой тетрагональ фазыг олж авдаг. . Энэ нь циркон дээр тогтворжуулагчийн тогтворжуулах нөлөө юм. Y2O3 нь өнөөг хүртэл хамгийн их судлагдсан цирконы ислийн тогтворжуулагч юм. Синтерсэн Y-TZP материал нь өрөөний температурт маш сайн механик шинж чанартай, өндөр бат бэх, хугарлын бат бөх чанар сайтай, нэгдэл дэх материалын ширхэгийн хэмжээ нь жижиг, жигд байдаг тул илүү анхаарал татсан. 02 Аглуурах хэрэгсэл Олон төрлийн тусгай керамик эдлэлийг нунтаглахад агломерын туслах хэрэгслүүдийн оролцоо шаардлагатай. Зуурмагийн туслах хэрэгслийн үүргийг ерөнхийд нь дараах хэсгүүдэд хувааж болно: агломероор хатуу уусмал үүсгэх;Болор хэлбэр хувирахаас урьдчилан сэргийлэх; болор тарианы өсөлтийг саатуулдаг; шингэн фаз үүсгэдэг. Жишээлбэл, хөнгөн цагааны ислийг задлахдаа магнийн исэл MgO ихэвчлэн агломерын процессын явцад бичил бүтцийг тогтворжуулагч болгон нэмдэг. Энэ нь үр тариаг боловсронгуй болгож, үр тарианы хилийн энергийн ялгааг эрс багасгаж, үр тарианы өсөлтийн анизотропийг сулруулж, үр тарианы тасалдал ургалтыг саатуулдаг. MgO нь өндөр температурт маш их дэгдэмхий байдаг тул сайн үр дүнд хүрэхийн тулд итриум ислийг ихэвчлэн MgO-тэй хольдог. Y2O3 нь болор ширхэгийг боловсронгуй болгож, агломержилтын нягтралыг дэмждэг. 03YAG нунтаг синтетик иттриум хөнгөн цагаан анар (Y3Al5O12) нь хүний ​​гараар бүтээгдсэн, байгалийн эрдэс бодис агуулаагүй, өнгөгүй, Mohs хатуулаг нь 8.5, хайлах температур 1950 ℃, хүхрийн хүчил, давсны хүчил, азотын хүчил, фторын хүчил зэрэгт уусдаггүй. өндөр температурт хатуу фазын арга нь YAG бэлтгэх уламжлалт арга юм нунтаг.Итриум исэл ба хөнгөн цагаан ислийн хоёртын фазын диаграммд олж авсан харьцааны дагуу хоёр нунтаг хольж өндөр температурт шатааж, исэл хоорондын хатуу фазын урвалаар YAG нунтаг үүснэ. Өндөр температурын нөхцөлд хөнгөн цагааны исэл ба иттриум ислийн урвалд хамгийн түрүүнд YAM ба YAP мезофазууд, эцэст нь YAG үүснэ.

YAG нунтаг бэлтгэх өндөр температурт хатуу фазын арга нь олон хэрэглээтэй. Жишээлбэл, түүний Al-O бондын хэмжээ бага, бондын энерги өндөр байдаг. Электронуудын нөлөөн дор оптик гүйцэтгэл тогтвортой байх ба газрын ховор элементийг нэвтрүүлэх нь фосфорын гэрэлтэх чадварыг эрс сайжруулж чадна. Мөн YAG нь Ce3+, Eu3+ зэрэг газрын ховор ионуудтай допинг хийснээр фосфор болж хувирдаг. Нэмж дурдахад YAG болор нь тунгалаг чанар сайтай, физик-химийн шинж чанар нь маш тогтвортой, механик хүч чадал өндөр, дулааны мөлхөгчдийн эсэргүүцэл сайтай байдаг. Энэ нь өргөн хүрээний хэрэглээ, хамгийн тохиромжтой гүйцэтгэлтэй лазер болор материал юм.

YAG болор 04 ил тод керамик иттриум исэл нь ил тод керамикийн салбарт үргэлж судалгааны төв байсаар ирсэн. Энэ нь куб болор системд хамаарах бөгөөд тэнхлэг бүрийн изотроп оптик шинж чанартай байдаг. Ил тод хөнгөн цагааны ислийн анизотропитой харьцуулахад зураг нь гажуудал багатай тул аажмаар дээд зэргийн линз эсвэл цэргийн оптик цонхоор үнэлж, хөгжүүлсэн. Физик болон химийн шинж чанарын үндсэн шинж чанарууд нь: ①Өндөр хайлах цэг, Химийн болон фотохимийн тогтвортой байдал сайн, оптик ил тод байдлын хүрээ өргөн (0.23~8.0μm); ②1050нм-д түүний хугарлын илтгэгч нь 1.89 хүртэл өндөр байдаг нь онолын хувьд 80%-иас дээш дамжуулах чадвартай болгодог; ③Y2O3 нь ихэнхийг хангахад хангалттай. Том дамжуулалтын зурвасаас гурван валент газрын ховор ионы ялгаралтын түвшний валентын зурвас хүртэлх зурвасын зайг газрын ховор ионуудын допингоор үр дүнтэй тохируулах боломжтой. Ингэснээр түүний хэрэглээний олон талт байдлыг хэрэгжүүлэх боломжтой. ; ④Фононы энерги бага, фонон таслах дээд давтамж нь ойролцоогоор 550 см-1 байна. Фонон бага энерги нь цацрагийн бус шилжилтийн магадлалыг дарангуйлж, цацрагийн шилжилтийн магадлалыг нэмэгдүүлж, гэрэлтдэг квант үр ашгийг сайжруулдаг; ⑤Өндөр дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, ойролцоогоор 13.6W/(m·K), өндөр дулаан дамжуулалт нь маш их

түүний хувьд хатуу лазерын дунд материал болох нь чухал.

Японы Камишима химийн компанийн бүтээсэн итриум ислийн тунгалаг керамик

Y2O3-ийн хайлах цэг нь ойролцоогоор 2690 ° C, өрөөний температурт синтерлэх температур 1700 ~ 1800 ° C байна. Гэрэл дамжуулагч керамик эдлэл хийхийн тулд халуун шахалт, агломерыг ашиглах нь хамгийн сайн арга юм. Маш сайн физик, химийн шинж чанараараа Y2O3 тунгалаг керамикийг өргөнөөр ашиглаж, хөгжүүлэх боломжтой бөгөөд үүнд: пуужингийн хэт улаан туяаны цонх, бөмбөгөр, үзэгдэх ба хэт улаан туяаны линз, өндөр даралтын хий ялгаруулах чийдэн, керамик сцинтиллятор, керамик лазер болон бусад салбарт