Sebatian nadir bumi yang penting: Apakah kegunaan serbuk yttrium oksida?

Sebatian nadir bumi yang penting: Apakah kegunaan serbuk yttrium oksida?

Nadir bumi adalah sumber strategik yang sangat penting, dan ia mempunyai peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam pengeluaran perindustrian. Kaca kereta, resonans magnet nuklear, gentian optik, paparan kristal cecair, dll. tidak dapat dipisahkan daripada penambahan nadir bumi. Antaranya, yttrium (Y) merupakan salah satu unsur logam nadir bumi dan merupakan sejenis logam kelabu. Walau bagaimanapun, disebabkan kandungannya yang tinggi dalam kerak bumi, harganya agak murah dan ia digunakan secara meluas. Dalam pengeluaran sosial semasa, ia digunakan terutamanya dalam keadaan aloi yttrium dan yttrium oksida.

Logam Yttrium
Antaranya, yttrium oksida (Y2O3) adalah sebatian yttrium yang paling penting. Ia tidak larut dalam air dan alkali, larut dalam asid, dan mempunyai rupa serbuk kristal putih (struktur kristal tergolong dalam sistem padu). Ia mempunyai kestabilan kimia yang sangat baik dan berada di bawah vakum. Kemeruapan rendah, rintangan haba yang tinggi, rintangan kakisan, dielektrik tinggi, ketelusan (inframerah) dan kelebihan lain, jadi ia telah digunakan dalam banyak bidang. Apakah yang khusus? Mari kita lihat.

Struktur kristal yttrium oksida

01 Sintesis serbuk zirkonia terstabil yttrium. Perubahan fasa berikut akan berlaku semasa penyejukan ZrO2 tulen dari suhu tinggi ke suhu bilik: fasa padu (c) → fasa tetragonal (t) → fasa monoklinik (m), di mana t akan berlaku pada perubahan fasa 1150°C →m, disertai dengan pengembangan volum kira-kira 5%. Walau bagaimanapun, jika titik peralihan fasa t→m ZrO2 distabilkan kepada suhu bilik, peralihan fasa t→m disebabkan oleh tegasan semasa pemuatan. Disebabkan oleh kesan volum yang dihasilkan oleh perubahan fasa, sejumlah besar tenaga patah diserap. , supaya bahan mempamerkan tenaga patah yang luar biasa tinggi, supaya bahan mempamerkan keliatan patah yang luar biasa tinggi, mengakibatkan keliatan transformasi fasa, dan keliatan tinggi serta rintangan haus yang tinggi. seks.

Untuk mencapai pengukuhan perubahan fasa seramik zirkonia, penstabil tertentu mesti ditambah dan dalam keadaan pembakaran tertentu, fasa stabil suhu tinggi-tetragonal meta-penstabilan kepada suhu bilik, memperoleh fasa tetragonal yang boleh diubah fasa pada suhu bilik . Ia adalah kesan penstabilan penstabil pada zirkonia. Y2O3 ialah penstabil zirkonium oksida yang paling banyak dikaji setakat ini. Bahan Y-TZP yang disinter mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik pada suhu bilik, kekuatan tinggi, keliatan patah yang baik, dan saiz butiran bahan dalam kolektifnya adalah kecil dan seragam, jadi ia mempunyai menarik lebih perhatian. 02 Alat pensinteran Pensinteran banyak seramik khas memerlukan penyertaan alat pensinteran. Peranan alat bantu pensinteran secara amnya boleh dibahagikan kepada bahagian berikut: membentuk larutan pepejal dengan sinter; Mencegah perubahan bentuk kristal; menghalang pertumbuhan bijirin kristal; menghasilkan fasa cecair. Sebagai contoh, dalam pensinteran alumina, magnesium oksida MgO sering ditambah sebagai penstabil mikrostruktur semasa proses pensinteran. Ia boleh menapis bijirin, mengurangkan perbezaan tenaga sempadan bijian, melemahkan anisotropi pertumbuhan bijirin, dan menghalang pertumbuhan bijirin tidak berterusan. Oleh kerana MgO sangat meruap pada suhu tinggi, untuk mencapai hasil yang baik, Yttrium oksida sering dicampur dengan MgO. Y2O3 boleh menapis butiran kristal dan menggalakkan pensinteran ketumpatan. 03YAG serbuk sintetik yttrium aluminium garnet (Y3Al5O12) ialah sebatian buatan manusia, tiada mineral semulajadi, tidak berwarna, kekerasan Mohs boleh mencapai 8.5, takat lebur 1950 ℃, tidak larut dalam asid sulfurik, asid hidroklorik, asid nitrik, asid hidrofluorik, dll. kaedah fasa pepejal suhu tinggi adalah kaedah tradisional untuk menyediakan serbuk YAG.Mengikut nisbah yang diperolehi dalam rajah fasa perduaan yttrium oksida dan aluminium oksida, kedua-dua serbuk dicampur dan dibakar pada suhu tinggi, dan serbuk YAG terbentuk melalui tindak balas fasa pepejal antara oksida. Di bawah keadaan suhu tinggi, dalam tindak balas alumina dan yttrium oksida, mesophases YAM dan YAP akan terbentuk terlebih dahulu, dan akhirnya YAG akan terbentuk.

Kaedah fasa pepejal suhu tinggi untuk menyediakan serbuk YAG mempunyai banyak aplikasi. Sebagai contoh, saiz ikatan Al-Onya kecil dan tenaga ikatannya tinggi. Di bawah kesan elektron, prestasi optik dikekalkan stabil, dan pengenalan unsur nadir bumi boleh meningkatkan prestasi pendaran fosfor dengan ketara. Dan YAG boleh menjadi fosfor dengan doping dengan ion nadir bumi trivalen seperti Ce3+ dan Eu3+. Di samping itu, kristal YAG mempunyai ketelusan yang baik, sifat fizikal dan kimia yang sangat stabil, kekuatan mekanikal yang tinggi, dan rintangan rayapan terma yang baik. Ia adalah bahan kristal laser dengan pelbagai aplikasi dan prestasi yang ideal.

YAG crystal 04 transparent ceramic yttrium oxide sentiasa menjadi tumpuan penyelidikan dalam bidang seramik lutsinar. Ia tergolong dalam sistem kristal padu dan mempunyai sifat optik isotropik setiap paksi. Berbanding dengan anisotropi alumina lutsinar, imej kurang herot, jadi Secara beransur-ansur, ia telah dinilai dan dibangunkan oleh kanta mewah atau tingkap optik tentera. Ciri-ciri utama sifat fizikal dan kimianya ialah: ①Takat lebur tinggi, Kestabilan kimia dan fotokimia adalah baik, dan julat ketelusan optik adalah luas (0.23~8.0μm); ②Pada 1050nm, indeks biasannya adalah setinggi 1.89, yang menjadikannya mempunyai penghantaran teori lebih daripada 80%; ③Y2O3 mempunyai cukup untuk menampung kebanyakan Jurang jalur dari jalur pengaliran yang lebih besar kepada jalur valensi tahap pelepasan ion nadir bumi trivalen boleh disesuaikan dengan berkesan oleh doping ion nadir bumi. Supaya merealisasikan pelbagai fungsi penggunaannya ; ④Tenaga fonon adalah rendah, dan kekerapan pemotongan fonon maksimumnya ialah kira-kira 550cm-1. Tenaga fonon yang rendah boleh menyekat kebarangkalian peralihan bukan sinaran, meningkatkan kebarangkalian peralihan sinaran, dan meningkatkan Kecekapan kuantum luminescence; ⑤Kekonduksian terma yang tinggi, kira-kira 13.6W/(m·K), kekonduksian terma yang tinggi adalah sangat

penting untuknya sebagai bahan medium laser pepejal.

Seramik telus Yttrium oksida yang dibangunkan oleh Syarikat Kimia Kamishima Jepun

Takat lebur Y2O3 adalah kira-kira 2690 ℃, dan suhu pensinteran pada suhu bilik adalah kira-kira 1700 ~ 1800 ℃. Untuk membuat seramik pemancar cahaya, lebih baik menggunakan menekan panas dan pensinteran. Disebabkan sifat fizikal dan kimianya yang sangat baik, seramik lutsinar Y2O3 digunakan secara meluas dan berpotensi dibangunkan, termasuk: tingkap dan kubah inframerah peluru berpandu, kanta boleh dilihat dan inframerah, lampu nyahcas gas tekanan tinggi, scintillator seramik, laser seramik dan medan lain.