Viktige sjeldne jordartsforbindelser: Hva er bruken av yttriumoksidpulver?
Sjeldne jordarter er en ekstremt viktig strategisk ressurs, og den har en uerstattelig rolle i industriell produksjon. Bilglass, kjernemagnetisk resonans, optisk fiber, flytende krystallskjerm, etc. er uatskillelige fra tilsetningen av sjeldne jordarter. Blant dem er yttrium (Y) et av de sjeldne jordmetallelementene og er et slags gråmetall. Men på grunn av det høye innholdet i jordskorpen, er prisen relativt billig og den er mye brukt. I dagens sosiale produksjon brukes den hovedsakelig i tilstanden yttriumlegering og yttriumoksid.
Yttrium metall
Blant dem er yttriumoksid (Y2O3) den viktigste yttriumforbindelsen. Det er uløselig i vann og alkali, løselig i syre, og har et utseende av hvitt krystallinsk pulver (krystallstrukturen tilhører det kubiske systemet). Den har meget god kjemisk stabilitet og er under vakuum. Lav flyktighet, høy varmebestandighet, korrosjonsmotstand, høy dielektrikum, gjennomsiktighet (infrarød) og andre fordeler, så det har blitt brukt på mange felt. Hva er de spesifikke? La oss ta en titt.
Krystallstrukturen til yttriumoksid
01 Syntese av yttriumstabilisert zirkoniumoksidpulver. Følgende faseendringer vil skje under avkjøling av ren ZrO2 fra høy temperatur til romtemperatur: kubisk fase (c) → tetragonal fase (t) → monoklinisk fase (m), hvor t vil skje ved 1150°C →m faseendring, ledsaget av en volumøkning på ca. 5 %. Imidlertid, hvis t→m faseovergangspunktet til ZrO2 stabiliseres til romtemperatur, induseres t→m faseovergangen av stress under belastning. På grunn av volumeffekten generert av faseendringen, absorberes en stor mengde bruddenergi. , slik at materialet viser en unormalt høy bruddenergi, slik at materialet viser en unormalt høy bruddseighet, noe som resulterer i fasetransformasjonsseighet, og høy seighet og høy slitestyrke. kjønn.
For å oppnå faseendringsherding av zirkoniakeramikk, må en viss stabilisator tilsettes, og under visse brenningsforhold oppnår den høytemperaturstabile fase-tetragonale metastabiliseringen til romtemperatur en tetragonal fase som kan fasetransformeres ved romtemperatur . Det er den stabiliserende effekten av stabilisatorer på zirkoniumoksid. Y2O3 er den mest undersøkte zirkoniumoksidstabilisatoren så langt. Det sintrede Y-TZP-materialet har utmerkede mekaniske egenskaper ved romtemperatur, høy styrke, god bruddseighet, og kornstørrelsen på materialet i dets kollektiv er liten og jevn, så den har vakte mer oppmerksomhet. 02 Sintringshjelpemidler Sintring av mange spesialkeramikk krever medvirkning av sintringshjelpemidler. Rollen til sintringshjelpemidler kan generelt deles inn i følgende deler: å danne en fast løsning med sinteren;Forhindre transformasjon av krystallform; hemme vekst av krystallkorn; produsere flytende fase. For eksempel, ved sintring av aluminiumoksyd, tilsettes magnesiumoksid MgO ofte som en mikrostrukturstabilisator under sintringsprosessen. Det kan foredle kornene, i stor grad redusere forskjellen i korngrenseenergi, svekke anisotropien til kornvekst og hemme diskontinuerlig kornvekst. Siden MgO er svært flyktig ved høye temperaturer, for å oppnå gode resultater, blandes ofte Yttriumoksid med MgO. Y2O3 kan foredle krystallkornene og fremme sintringsfortetting. 03YAG pulver syntetisk yttrium aluminium granat (Y3Al5O12) er en menneskeskapt forbindelse, ingen naturlige mineraler, fargeløs, Mohs hardhet kan nå 8,5, smeltepunkt 1950 ℃, uløselig i svovelsyre, saltsyre, salpetersyre, flussyre, etc. høytemperatur fastfasemetoden er en tradisjonell metode for fremstilling av YAG-pulver. I henhold til forholdet oppnådd i binærfasediagrammet av yttriumoksid og aluminiumoksid, blandes de to pulverene og brennes ved høy temperatur, og YAG-pulver dannes gjennom faststoffet -fasereaksjon mellom oksidene. Under høye temperaturforhold, i reaksjonen av alumina og yttriumoksid, vil mesofasene YAM og YAP dannes først, og til slutt vil YAG bli dannet.
Høytemperatur-fastfasemetoden for å tilberede YAG-pulver har mange bruksområder. For eksempel er Al-O-bindingsstørrelsen liten og bindingsenergien høy. Under påvirkning av elektroner holdes den optiske ytelsen stabil, og introduksjonen av sjeldne jordartsmetaller kan forbedre luminescensytelsen til fosforet betydelig. Og YAG kan bli fosfor ved doping med trivalente sjeldne jordartsmetallioner som Ce3+ og Eu3+. I tillegg har YAG-krystall god gjennomsiktighet, meget stabile fysiske og kjemiske egenskaper, høy mekanisk styrke og god termisk krypemotstand. Det er et laserkrystallmateriale med et bredt spekter av bruksområder og ideell ytelse.
YAG crystal 04 transparent keramisk yttriumoksid har alltid vært forskningsfokus innen gjennomsiktig keramikk. Den tilhører det kubiske krystallsystemet og har de isotropiske optiske egenskapene til hver akse. Sammenlignet med anisotropien til gjennomsiktig alumina, er bildet mindre forvrengt, så etter hvert har det blitt verdsatt og utviklet av avanserte linser eller militære optiske vinduer. Hovedkarakteristikkene til dens fysiske og kjemiske egenskaper er: ①Høyt smeltepunkt, den kjemiske og fotokjemiske stabiliteten er god, og det optiske gjennomsiktighetsområdet er bredt (0,23 ~ 8,0 μm); ②Ved 1050nm er brytningsindeksen så høy som 1,89, noe som gjør at den har en teoretisk transmittans på mer enn 80 %; ③Y2O3 har nok til å romme de fleste. Båndgapet fra det større ledningsbåndet til valensbåndet for utslippsnivået for trivalente sjeldne jordarter kan skreddersys effektivt ved doping av sjeldne jordarter. For å realisere multifunksjonaliseringen av dens anvendelse ; ④ Fononenergien er lav, og dens maksimale fononavskjæringsfrekvens er omtrent 550 cm-1. Den lave fononenergien kan undertrykke sannsynligheten for ikke-strålingsovergang, øke sannsynligheten for strålingsovergang og forbedre luminescenskvanteeffektiviteten; ⑤Høy termisk ledningsevne, ca. 13,6W/(m·K), høy varmeledningsevne er ekstremt
viktig for det som et solid lasermediummateriale.
Yttriumoksid gjennomsiktig keramikk utviklet av Japans Kamishima Chemical Company
Smeltepunktet til Y2O3 er omtrent 2690 ℃, og sintringstemperaturen ved romtemperatur er omtrent 1700 ~ 1800 ℃. For å lage lystransmitterende keramikk er det best å bruke varmpressing og sintring. På grunn av sine utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper, er Y2O3 transparent keramikk mye brukt og potensielt utviklet, inkludert: missil infrarøde vinduer og kupler, synlige og infrarøde linser, høytrykksgassutladningslamper, keramiske scintillatorer, keramiske lasere og andre felt
Innleggstid: 25. november 2021