महत्त्वाची दुर्मिळ पृथ्वी संयुगे: यट्रियम ऑक्साईड पावडरचे उपयोग काय आहेत?

महत्त्वाची दुर्मिळ पृथ्वी संयुगे: यट्रियम ऑक्साईड पावडरचे उपयोग काय आहेत?

दुर्मिळ पृथ्वी ही एक अत्यंत महत्त्वाची धोरणात्मक संसाधने आहे आणि औद्योगिक उत्पादनात त्याची अपूरणीय भूमिका आहे. ऑटोमोबाईल ग्लास, न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनान्स, ऑप्टिकल फायबर, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले इत्यादी दुर्मिळ पृथ्वीच्या जोडणीपासून अविभाज्य आहेत. त्यापैकी, य्ट्रिअम (Y) हा दुर्मिळ पृथ्वी धातू घटकांपैकी एक आहे आणि एक प्रकारचा राखाडी धातू आहे. तथापि, पृथ्वीच्या कवचामध्ये त्याच्या उच्च सामग्रीमुळे, किंमत तुलनेने स्वस्त आहे आणि ती मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. सध्याच्या सामाजिक उत्पादनात, ते प्रामुख्याने य्ट्रिअम मिश्र धातु आणि य्ट्रिअम ऑक्साईड राज्यात वापरले जाते.

यट्रिअम धातू
त्यापैकी, य्ट्रियम ऑक्साईड (Y2O3) हे सर्वात महत्वाचे यट्रियम कंपाऊंड आहे. हे पाण्यात आणि अल्कलीमध्ये अघुलनशील, आम्लामध्ये विरघळणारे आहे आणि पांढर्या क्रिस्टलीय पावडरचे स्वरूप आहे (क्रिस्टल रचना घन प्रणालीशी संबंधित आहे). यात खूप चांगली रासायनिक स्थिरता आहे आणि ती व्हॅक्यूममध्ये आहे. कमी अस्थिरता, उच्च उष्णता प्रतिरोध, गंज प्रतिकार, उच्च डायलेक्ट्रिक, पारदर्शकता (इन्फ्रारेड) आणि इतर फायदे, म्हणून ते अनेक क्षेत्रांमध्ये लागू केले गेले आहे. विशिष्ट काय आहेत? चला एक नजर टाकूया.

यट्रियम ऑक्साईडची क्रिस्टल रचना

01 य्ट्रियम स्थिरीकरण झिरकोनिया पावडरचे संश्लेषण. उच्च तापमानापासून खोलीच्या तापमानापर्यंत शुद्ध ZrO2 शीतकरण दरम्यान पुढील टप्प्यात बदल घडतील: घन फेज (c) → टेट्रागोनल फेज (t) → मोनोक्लिनिक फेज (m), जेथे t 1150°C →m फेज बदल, सुमारे 5% च्या व्हॉल्यूम विस्तारासह. तथापि, ZrO2 चा t→m फेज संक्रमण बिंदू खोलीच्या तपमानावर स्थिर केल्यास, लोडिंग दरम्यान t→m फेज संक्रमण तणावामुळे प्रेरित होते. फेज बदलामुळे निर्माण होणाऱ्या आवाजाच्या प्रभावामुळे, मोठ्या प्रमाणात फ्रॅक्चर ऊर्जा शोषली जाते. , जेणेकरुन सामग्रीमध्ये असामान्यपणे उच्च फ्रॅक्चर ऊर्जा प्रदर्शित होते, जेणेकरून सामग्री असामान्यपणे उच्च फ्रॅक्चर कडकपणा दर्शवते, परिणामी फेज ट्रान्सफॉर्मेशन टफनेस आणि उच्च कडकपणा आणि उच्च पोशाख प्रतिरोधकता दिसून येते. लिंग

झिरकोनिया सिरॅमिक्सचे फेज चेंज टफनिंग साध्य करण्यासाठी, एक विशिष्ट स्टॅबिलायझर जोडणे आवश्यक आहे आणि विशिष्ट फायरिंग परिस्थितीत, उच्च-तापमान स्थिर फेज-टेट्रागोनल मेटा-स्टेबिलायझेशन खोलीच्या तापमानाला, एक चौकोनी फेज प्राप्त करते जे खोलीच्या तापमानात फेज-रूपांतरित केले जाऊ शकते. . हे zirconia वर स्टेबिलायझर्सचा स्थिर प्रभाव आहे. Y2O3 हे आतापर्यंतचे सर्वात जास्त संशोधन केलेले झिरकोनियम ऑक्साईड स्टॅबिलायझर आहे. सिंटर्ड Y-TZP मटेरियलमध्ये खोलीच्या तपमानावर उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आहेत, उच्च शक्ती, चांगली फ्रॅक्चर टफनेस, आणि त्याच्या एकत्रित सामग्रीचा धान्य आकार लहान आणि एकसमान आहे. अधिक लक्ष वेधले. 02 सिंटरिंग एड्स अनेक विशेष सिरॅमिक्सच्या सिंटरिंगसाठी सिंटरिंग एड्सचा सहभाग आवश्यक असतो. सिंटरिंग एड्सची भूमिका साधारणपणे खालील भागांमध्ये विभागली जाऊ शकते: सिंटरसह ठोस द्रावण तयार करणे; क्रिस्टल फॉर्मचे परिवर्तन रोखणे; क्रिस्टल धान्य वाढ प्रतिबंधित; द्रव टप्पा तयार करा. उदाहरणार्थ, ॲल्युमिनाच्या सिंटरिंगमध्ये, सिंटरिंग प्रक्रियेदरम्यान मॅग्नेशियम ऑक्साईड एमजीओ बहुतेकदा मायक्रोस्ट्रक्चर स्टॅबिलायझर म्हणून जोडले जाते. हे धान्य परिष्कृत करू शकते, धान्याच्या सीमा उर्जेतील फरक मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, धान्याच्या वाढीची एनिसोट्रॉपी कमकुवत करू शकते आणि सतत धान्य वाढीस प्रतिबंध करू शकते. उच्च तापमानात MgO अत्यंत अस्थिर असल्याने, चांगले परिणाम मिळविण्यासाठी, Yttrium ऑक्साईड अनेकदा MgO मध्ये मिसळले जाते. Y2O3 क्रिस्टल दाणे परिष्कृत करू शकते आणि सिंटरिंग घनता वाढवू शकते. 03YAG पावडर सिंथेटिक य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Y3Al5O12) हे मानवनिर्मित संयुग आहे, कोणतेही नैसर्गिक खनिज नाही, रंगहीन, Mohs कडकपणा 8.5 पर्यंत पोहोचू शकतो, वितळण्याचा बिंदू 1950 ℃, सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये अघुलनशील, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, नायट्रिक ऍसिड, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, इ. उच्च तापमान सॉलिड फेज पद्धत ही YAG पावडर तयार करण्याची एक पारंपारिक पद्धत आहे. य्ट्रिअम ऑक्साईड आणि ॲल्युमिनियम ऑक्साईडच्या बायनरी फेज आकृतीमध्ये मिळालेल्या गुणोत्तरानुसार, दोन पावडर मिसळून उच्च तापमानावर फायर केले जातात आणि घन पदार्थातून YAG पावडर तयार होते. - ऑक्साइड दरम्यान फेज प्रतिक्रिया. उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत, ॲल्युमिना आणि यट्रियम ऑक्साईडच्या अभिक्रियामध्ये, मेसोफेसेस YAM आणि YAP प्रथम तयार होतील आणि शेवटी YAG तयार होतील.

YAG पावडर तयार करण्यासाठी उच्च-तापमान सॉलिड-फेज पद्धतीमध्ये अनेक अनुप्रयोग आहेत. उदाहरणार्थ, त्याच्या Al-O बाँडचा आकार लहान आहे आणि बाँडची ऊर्जा जास्त आहे. इलेक्ट्रॉनच्या प्रभावाखाली, ऑप्टिकल कामगिरी स्थिर ठेवली जाते, आणि दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचा परिचय फॉस्फरच्या ल्युमिनेसेन्स कार्यक्षमतेत लक्षणीयरीत्या सुधारणा करू शकतो. आणि YAG Ce3+ आणि Eu3+ सारख्या त्रिसंयोजक दुर्मिळ पृथ्वी आयनांसह डोपिंग करून फॉस्फर बनू शकतो. याव्यतिरिक्त, YAG क्रिस्टलमध्ये चांगली पारदर्शकता, अतिशय स्थिर भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म, उच्च यांत्रिक शक्ती आणि चांगला थर्मल क्रिप प्रतिरोध आहे. ही एक लेसर क्रिस्टल सामग्री आहे ज्यामध्ये विस्तृत अनुप्रयोग आणि आदर्श कार्यप्रदर्शन आहे.

YAG क्रिस्टल 04 पारदर्शक सिरेमिक य्ट्रिअम ऑक्साईड हे पारदर्शक सिरेमिकच्या क्षेत्रात नेहमीच संशोधनाचे केंद्र राहिले आहे. हे क्यूबिक क्रिस्टल सिस्टमशी संबंधित आहे आणि प्रत्येक अक्षाचे समस्थानिक ऑप्टिकल गुणधर्म आहेत. पारदर्शक ॲल्युमिनाच्या ॲनिसोट्रॉपीच्या तुलनेत, प्रतिमा कमी विकृत आहे, म्हणून हळूहळू, उच्च-एंड लेन्स किंवा लष्करी ऑप्टिकल विंडोद्वारे त्याचे मूल्य आणि विकास केले गेले आहे. त्याच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांची मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत: ①उच्च वितळण्याचा बिंदू, रासायनिक आणि प्रकाश रासायनिक स्थिरता चांगली आहे आणि ऑप्टिकल पारदर्शकता श्रेणी विस्तृत आहे (0.23~8.0μm); ②1050nm वर, त्याचा अपवर्तक निर्देशांक 1.89 इतका उच्च आहे, ज्यामुळे त्याचे सैद्धांतिक संप्रेषण 80% पेक्षा जास्त आहे; ③Y2O3 मध्ये बहुतेक सामावून घेण्यासाठी पुरेसे आहे मोठ्या वहन बँडपासून त्रिसंयोजक दुर्मिळ पृथ्वी आयनांच्या उत्सर्जन पातळीच्या व्हॅलेन्स बँडपर्यंतचे बँड अंतर दुर्मिळ पृथ्वी आयनांच्या डोपिंगद्वारे प्रभावीपणे तयार केले जाऊ शकते. ; ④ फोनॉन ऊर्जा कमी आहे आणि त्याची कमाल फोनॉन कट-ऑफ वारंवारता सुमारे 550cm-1 आहे. कमी फोनॉन ऊर्जा नॉन-रेडिएटिव्ह संक्रमणाची संभाव्यता दाबू शकते, रेडिएशन संक्रमणाची संभाव्यता वाढवू शकते आणि ल्युमिनेसेन्स क्वांटम कार्यक्षमता सुधारू शकते; ⑤उच्च थर्मल चालकता, सुमारे 13.6W/(m·K), उच्च थर्मल चालकता अत्यंत आहे

एक घन लेसर मध्यम सामग्री म्हणून ते महत्वाचे आहे.

जपानच्या कामिशिमा केमिकल कंपनीने विकसित केलेले यट्रिअम ऑक्साईड पारदर्शक सिरेमिक

Y2O3 चा वितळण्याचा बिंदू सुमारे 2690℃ आहे आणि खोलीच्या तपमानावर सिंटरिंग तापमान सुमारे 1700~1800℃ आहे. लाइट-ट्रांसमिटिंग सिरेमिक तयार करण्यासाठी, हॉट प्रेसिंग आणि सिंटरिंग वापरणे चांगले. त्याच्या उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे, Y2O3 पारदर्शक मातीची भांडी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात आणि संभाव्य विकसित केली जातात, ज्यात खालील गोष्टींचा समावेश होतो: क्षेपणास्त्र इन्फ्रारेड खिडक्या आणि घुमट, दृश्यमान आणि अवरक्त लेन्स, उच्च-दाब गॅस डिस्चार्ज दिवे, सिरेमिक सिंटिलेटर, सिरॅमिक लेसर आणि इतर फील्ड.