महत्त्वपूर्ण दुर्लभ पृथ्वी यौगिकहरू: yttrium अक्साइड पाउडर को उपयोग के हो?

महत्त्वपूर्ण दुर्लभ पृथ्वी यौगिकहरू: yttrium अक्साइड पाउडर को उपयोग के हो?

दुर्लभ पृथ्वी एक अत्यन्त महत्त्वपूर्ण रणनीतिक स्रोत हो, र यसको औद्योगिक उत्पादनमा अपूरणीय भूमिका छ। अटोमोबाइल गिलास, आणविक चुम्बकीय अनुनाद, अप्टिकल फाइबर, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, आदि दुर्लभ पृथ्वीको थपबाट अविभाज्य छन्। ती मध्ये, yttrium (Y) दुर्लभ पृथ्वी धातु तत्वहरू मध्ये एक हो र एक प्रकारको खैरो धातु हो। यद्यपि, पृथ्वीको क्रस्टमा यसको उच्च सामग्रीको कारण, मूल्य अपेक्षाकृत सस्तो छ र यो व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। वर्तमान सामाजिक उत्पादनमा, यो मुख्यतया yttrium मिश्र धातु र yttrium अक्साइड को राज्य मा प्रयोग गरिन्छ।

यत्रियम धातु
ती मध्ये, yttrium oxide (Y2O3) सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण yttrium कम्पाउन्ड हो। यो पानी र क्षारमा अघुलनशील छ, एसिडमा घुलनशील छ, र सेतो क्रिस्टलीय पाउडरको उपस्थिति छ (क्रिस्टल संरचना घन प्रणालीसँग सम्बन्धित छ)। यसमा धेरै राम्रो रासायनिक स्थिरता छ र शून्य अन्तर्गत छ। कम अस्थिरता, उच्च ताप प्रतिरोध, जंग प्रतिरोध, उच्च डाइलेक्ट्रिक, पारदर्शिता (इन्फ्रारेड) र अन्य फाइदाहरू, त्यसैले यो धेरै क्षेत्रहरूमा लागू गरिएको छ। विशेष के हो? एक नजर हेरौं।

य्ट्रियम अक्साइडको क्रिस्टल संरचना

01 yttrium स्थिर zirconia पाउडर को संश्लेषण। शुद्ध ZrO2 को उच्च तापक्रमबाट कोठाको तापक्रममा चिसो गर्दा निम्न चरण परिवर्तनहरू देखा पर्नेछ: घन चरण (c) → टेट्रागोनल चरण (t) → मोनोक्लिनिक चरण (m), जहाँ t 1150°C →m चरण परिवर्तन हुनेछ, लगभग 5% को भोल्युम विस्तार संग। यद्यपि, यदि ZrO2 को t→m चरण संक्रमण बिन्दु कोठाको तापक्रममा स्थिर छ भने, t→m चरण संक्रमण लोडिङको समयमा तनाव द्वारा प्रेरित हुन्छ। चरण परिवर्तन द्वारा उत्पन्न भोल्युम प्रभावको कारण, फ्र्याक्चर ऊर्जाको ठूलो मात्रा अवशोषित हुन्छ। , ताकि सामग्रीले असामान्य रूपमा उच्च फ्र्याक्चर ऊर्जा प्रदर्शन गर्दछ, ताकि सामग्रीले असामान्य रूपमा उच्च फ्र्याक्चर कठोरता प्रदर्शन गर्दछ, परिणामस्वरूप चरणमा रूपान्तरण कठोरता, र उच्च कठोरता र उच्च पहिरन प्रतिरोध। सेक्स।

जिरकोनिया सिरेमिकको चरण परिवर्तन कठोरता प्राप्त गर्न, निश्चित स्टेबलाइजर थप्नु पर्छ र निश्चित फायरिंग अवस्थाहरूमा, उच्च-तापमान स्थिर चरण-टेट्रागोनल मेटा-स्टेबिलाइजेसन कोठाको तापमानमा, टेट्रागोनल चरण प्राप्त गर्दछ जुन कोठाको तापमानमा चरण-रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। । यो zirconia मा स्थिरता को स्थिर प्रभाव छ। Y2O3 अहिलेसम्मको सबैभन्दा अनुसन्धान गरिएको जिरकोनियम अक्साइड स्टेबलाइजर हो। सिन्टेड Y-TZP सामग्रीमा कोठाको तापक्रममा उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरू छन्, उच्च शक्ति, राम्रो फ्र्याक्चर कठोरता, र यसको समूहमा सामग्रीको दानाको आकार सानो र एकसमान छ, त्यसैले यो छ। थप ध्यान आकर्षित गरे। ०२ सिन्टरिङ एड्स धेरै विशेष सिरेमिकको सिन्टरिङका लागि सिन्टरिङ एड्सको सहभागिता आवश्यक हुन्छ। sintering एड्स को भूमिका सामान्यतया निम्न भागहरु मा विभाजित गर्न सकिन्छ: sinter संग ठोस समाधान गठन; क्रिस्टल फारम रूपान्तरण रोक्नुहोस्; क्रिस्टल अनाज वृद्धि रोक्नुहोस्; तरल चरण उत्पादन। उदाहरण को लागी, एल्युमिना को sintering मा, म्याग्नेशियम अक्साइड MgO अक्सर sintering प्रक्रिया को समयमा एक microstructure स्थिरता को रूप मा थपिएको छ। यसले अनाजलाई परिष्कृत गर्न सक्छ, अनाजको सीमा ऊर्जामा धेरै भिन्नता कम गर्न सक्छ, अन्नको वृद्धिको एनिसोट्रोपीलाई कमजोर बनाउन सक्छ, र निरन्तर अन्न वृद्धिलाई रोक्छ। MgO उच्च तापक्रममा अत्यधिक अस्थिर हुने भएकोले, राम्रो नतिजाहरू प्राप्त गर्नको लागि, Yttrium oxide लाई अक्सर MgO सँग मिसाइन्छ। Y2O3 ले क्रिस्टल दानालाई परिष्कृत गर्न र सिन्टेरिङ डेन्सिफिकेशनलाई बढावा दिन सक्छ। 03YAG पाउडर सिंथेटिक yttrium एल्युमिनियम गार्नेट (Y3Al5O12) एक मानव निर्मित यौगिक हो, कुनै प्राकृतिक खनिज, रंगहीन, Mohs कठोरता 8.5 सम्म पुग्न सक्छ, पग्लने बिन्दु 1950 ℃, सल्फ्यूरिक एसिड मा अघुलनशील, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, आदि। उच्च तापमान ठोस चरण विधि को लागि एक परम्परागत विधि हो YAG पाउडर तयार गर्दै। yttrium अक्साइड र एल्युमिनियम अक्साइडको बाइनरी चरण रेखाचित्रमा प्राप्त अनुपात अनुसार, दुई पाउडरहरू मिश्रित हुन्छन् र उच्च तापक्रममा फायर गरिन्छ, र YAG पाउडर अक्साइडहरू बीचको ठोस-चरण प्रतिक्रिया मार्फत बनाइन्छ। उच्च तापमान अवस्थाहरूमा, एल्युमिना र yttrium अक्साइड को प्रतिक्रिया मा, mesophases YAM र YAP पहिले गठन हुनेछ, र अन्तमा YAG गठन हुनेछ।

YAG पाउडर तयार गर्न उच्च-तापमान ठोस-चरण विधिमा धेरै अनुप्रयोगहरू छन्। उदाहरणका लागि, यसको अल-ओ बन्ड साइज सानो छ र बन्ड ऊर्जा उच्च छ। इलेक्ट्रोनको प्रभाव अन्तर्गत, अप्टिकल कार्यसम्पादन स्थिर राखिएको छ, र दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको परिचयले फस्फरको ल्युमिनेसेन्स कार्यसम्पादनमा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ। र YAG Ce3+ र Eu3+ जस्ता त्रिभाली दुर्लभ पृथ्वी आयनहरूसँग डोपिङ गरेर फस्फर बन्न सक्छ। थप रूपमा, YAG क्रिस्टलमा राम्रो पारदर्शिता, धेरै स्थिर भौतिक र रासायनिक गुणहरू, उच्च मेकानिकल शक्ति, र राम्रो थर्मल क्रिप प्रतिरोध छ। यो अनुप्रयोग र आदर्श प्रदर्शन को एक विस्तृत श्रृंखला संग लेजर क्रिस्टल सामाग्री हो।

YAG क्रिस्टल 04 पारदर्शी सिरेमिक yttrium अक्साइड सधैं पारदर्शी सिरेमिकको क्षेत्रमा अनुसन्धान फोकस भएको छ। यो क्यूबिक क्रिस्टल प्रणालीसँग सम्बन्धित छ र प्रत्येक अक्षको आइसोट्रोपिक अप्टिकल गुणहरू छन्। पारदर्शी एल्युमिनाको एनिसोट्रोपीसँग तुलना गर्दा, छवि कम विकृत छ, त्यसैले बिस्तारै, यसलाई उच्च-अन्त लेन्स वा सैन्य अप्टिकल विन्डोहरू द्वारा मूल्यवान र विकास गरिएको छ। यसको भौतिक र रासायनिक गुणहरूको मुख्य विशेषताहरू हुन्: ①उच्च पिघलने बिन्दु, रासायनिक र फोटोकेमिकल स्थिरता राम्रो छ, र अप्टिकल पारदर्शिता दायरा फराकिलो छ (0.23 ~ 8.0μm); ②1050nm मा, यसको अपवर्तक सूचकांक 1.89 को रूपमा उच्च छ, जसले यसलाई 80% भन्दा बढीको सैद्धान्तिक प्रसारण गर्दछ; ③Y2O3 सँग धेरै समायोजन गर्न पर्याप्त छ। ठूलो कन्डक्शन ब्यान्डबाट त्रिभ्यालेन्ट रेयर अर्थ आयनको उत्सर्जन स्तरको भ्यालेन्स ब्यान्डसम्मको ब्यान्ड ग्यापलाई दुर्लभ पृथ्वी आयनहरूको डोपिङद्वारा प्रभावकारी रूपमा अनुकूल गर्न सकिन्छ। यसको प्रयोगको बहु-कार्यात्मकता महसुस गर्न। ; ④ फोनोन ऊर्जा कम छ, र यसको अधिकतम फोनोन कट-अफ आवृत्ति लगभग 550cm-1 छ। कम फोनोन ऊर्जाले गैर-विकिरण संक्रमणको सम्भावनालाई दबाउन सक्छ, विकिरण संक्रमणको सम्भावना बढाउन सक्छ, र luminescence क्वान्टम दक्षता सुधार गर्न सक्छ; ⑤उच्च थर्मल चालकता, लगभग 13.6W/(m·K), उच्च थर्मल चालकता अत्यन्तै छ

ठोस लेजर मध्यम सामग्रीको रूपमा यसको लागि महत्त्वपूर्ण।

जापानको कामिशिमा केमिकल कम्पनी द्वारा विकसित यत्रियम अक्साइड पारदर्शी सिरेमिक

Y2O3 को पिघलने बिन्दु लगभग 2690 ℃ छ, र कोठाको तापमानमा sintering तापमान लगभग 1700 ~ 1800 ℃ छ। प्रकाश प्रसारण सिरेमिक बनाउन, यो तातो प्रेस र sintering प्रयोग गर्न सबै भन्दा राम्रो छ। यसको उत्कृष्ट भौतिक र रासायनिक गुणहरूको कारण, Y2O3 पारदर्शी सिरेमिकहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ र सम्भावित रूपमा विकसित गरिन्छ, जसमा: मिसाइल इन्फ्रारेड विन्डोज र डोमहरू, देखिने र इन्फ्रारेड लेन्सहरू, उच्च-दबाव ग्यास डिस्चार्ज लैंपहरू, सिरेमिक सिन्टिलेटरहरू, सिरेमिक लेजरहरू र अन्य क्षेत्रहरू।