ముఖ్యమైన అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు: యట్రియం ఆక్సైడ్ పౌడర్ యొక్క ఉపయోగాలు ఏమిటి?

ముఖ్యమైన అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు: యట్రియం ఆక్సైడ్ పౌడర్ యొక్క ఉపయోగాలు ఏమిటి?

అరుదైన భూమి చాలా ముఖ్యమైన వ్యూహాత్మక వనరు, మరియు ఇది పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో భర్తీ చేయలేని పాత్రను కలిగి ఉంది. ఆటోమొబైల్ గ్లాస్, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్, ఆప్టికల్ ఫైబర్, లిక్విడ్ క్రిస్టల్ డిస్‌ప్లే మొదలైనవి అరుదైన ఎర్త్‌తో విడదీయరానివి. వాటిలో, యట్రియం (Y) అరుదైన భూమి లోహ మూలకాలలో ఒకటి మరియు ఇది ఒక రకమైన బూడిద లోహం. అయినప్పటికీ, భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో దాని అధిక కంటెంట్ కారణంగా, ధర సాపేక్షంగా చౌకగా ఉంటుంది మరియు ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రస్తుత సామాజిక ఉత్పత్తిలో, ఇది ప్రధానంగా యట్రియం మిశ్రమం మరియు యట్రియం ఆక్సైడ్ స్థితిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

యట్రియం మెటల్
వాటిలో, యట్రియం ఆక్సైడ్ (Y2O3) అత్యంత ముఖ్యమైన యట్రియం సమ్మేళనం. ఇది నీటిలో మరియు క్షారంలో కరగదు, యాసిడ్‌లో కరుగుతుంది మరియు తెల్లటి స్ఫటికాకార పొడి రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది (స్ఫటిక నిర్మాణం క్యూబిక్ వ్యవస్థకు చెందినది). ఇది చాలా మంచి రసాయన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంది మరియు వాక్యూమ్‌లో ఉంది. తక్కువ అస్థిరత, అధిక ఉష్ణ నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత, అధిక విద్యుద్వాహకత, పారదర్శకత (ఇన్‌ఫ్రారెడ్) మరియు ఇతర ప్రయోజనాలు, కాబట్టి ఇది అనేక రంగాలలో వర్తించబడింది. నిర్దిష్టమైనవి ఏమిటి?ఒకసారి చూద్దాం.

యట్రియం ఆక్సైడ్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం

01 యట్రియం స్టెబిలైజ్డ్ జిర్కోనియా పౌడర్ యొక్క సంశ్లేషణ. అధిక ఉష్ణోగ్రత నుండి గది ఉష్ణోగ్రత వరకు స్వచ్ఛమైన ZrO2 శీతలీకరణ సమయంలో క్రింది దశ మార్పులు సంభవిస్తాయి: క్యూబిక్ దశ (c) → టెట్రాగోనల్ దశ (t) → మోనోక్లినిక్ దశ (m), ఇక్కడ t 1150 ° C →m దశ మార్పు, సుమారు 5% వాల్యూమ్ విస్తరణతో పాటు. అయినప్పటికీ, ZrO2 యొక్క t→m దశ పరివర్తన స్థానం గది ఉష్ణోగ్రతకు స్థిరీకరించబడితే, t→m దశ పరివర్తన లోడింగ్ సమయంలో ఒత్తిడి ద్వారా ప్రేరేపించబడుతుంది. దశ మార్పు ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వాల్యూమ్ ప్రభావం కారణంగా, పెద్ద మొత్తంలో ఫ్రాక్చర్ శక్తి గ్రహించబడుతుంది. , పదార్థం అసాధారణంగా అధిక ఫ్రాక్చర్ శక్తిని ప్రదర్శిస్తుంది, తద్వారా పదార్థం అసాధారణంగా అధిక ఫ్రాక్చర్ మొండితనాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ఫలితంగా దశ రూపాంతరం మొండితనం, మరియు అధిక మొండితనం మరియు అధిక దుస్తులు నిరోధకత. సెక్స్.

జిర్కోనియా సిరామిక్స్ యొక్క దశ మార్పు పటిష్టతను సాధించడానికి, ఒక నిర్దిష్ట స్టెబిలైజర్ జోడించబడాలి మరియు కొన్ని ఫైరింగ్ పరిస్థితులలో, గది ఉష్ణోగ్రతకు అధిక-ఉష్ణోగ్రత స్థిరమైన దశ-టెట్రాగోనల్ మెటా-స్టెబిలైజేషన్, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద దశ-రూపాంతరం చెందగల టెట్రాగోనల్ దశను పొందుతుంది. . ఇది జిర్కోనియాపై స్టెబిలైజర్ల యొక్క స్థిరీకరణ ప్రభావం. Y2O3 అనేది ఇప్పటివరకు అత్యంత పరిశోధించబడిన జిర్కోనియం ఆక్సైడ్ స్టెబిలైజర్. సింటర్ చేయబడిన Y-TZP పదార్థం గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంది, అధిక బలం, మంచి పగులు దృఢత్వం, మరియు దాని సమిష్టిలోని పదార్థం యొక్క ధాన్యం పరిమాణం చిన్నది మరియు ఏకరీతిగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది మరింత దృష్టిని ఆకర్షించింది. 02 సింటరింగ్ ఎయిడ్స్ అనేక ప్రత్యేక సిరమిక్స్ సింటరింగ్ చేయడానికి సింటరింగ్ ఎయిడ్స్ పాల్గొనడం అవసరం. సింటరింగ్ ఎయిడ్స్ పాత్రను సాధారణంగా క్రింది భాగాలుగా విభజించవచ్చు: సింటర్‌తో ఒక ఘన పరిష్కారాన్ని ఏర్పరచడం;స్ఫటిక రూప పరివర్తనను నిరోధించడం; క్రిస్టల్ ధాన్యం పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది; ద్రవ దశను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, అల్యూమినా యొక్క సింటరింగ్‌లో, సింటరింగ్ ప్రక్రియలో మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ MgO తరచుగా మైక్రోస్ట్రక్చర్ స్టెబిలైజర్‌గా జోడించబడుతుంది. ఇది ధాన్యాలను శుద్ధి చేస్తుంది, ధాన్యం సరిహద్దు శక్తిలో వ్యత్యాసాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది, ధాన్యం పెరుగుదల యొక్క అనిసోట్రోపిని బలహీనపరుస్తుంది మరియు నిరంతరాయంగా ధాన్యం పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది. MgO అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చాలా అస్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి, మంచి ఫలితాలను సాధించడానికి, Yttrium ఆక్సైడ్ తరచుగా MgOతో కలుపుతారు. Y2O3 క్రిస్టల్ గ్రెయిన్‌లను శుద్ధి చేయగలదు మరియు సింటరింగ్ డెన్సిఫికేషన్‌ను ప్రోత్సహిస్తుంది. 03YAG పౌడర్ సింథటిక్ యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (Y3Al5O12) అనేది మానవ నిర్మిత సమ్మేళనం, సహజ ఖనిజాలు లేవు, రంగులేనిది, మొహ్స్ కాఠిన్యం 8.5, ద్రవీభవన స్థానం 1950 ℃, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోఫ్లూరిక్ ఆమ్లం, మొదలైన వాటిలో కరగదు. అధిక ఉష్ణోగ్రత ఘన దశ పద్ధతి తయారీకి ఒక సంప్రదాయ పద్ధతి YAG పౌడర్.యట్రియం ఆక్సైడ్ మరియు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క బైనరీ ఫేజ్ రేఖాచిత్రంలో పొందిన నిష్పత్తి ప్రకారం, రెండు పౌడర్లు మిశ్రమంగా ఉంటాయి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాల్చబడతాయి మరియు ఆక్సైడ్ల మధ్య ఘన-దశ ప్రతిచర్య ద్వారా YAG పౌడర్ ఏర్పడుతుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో, అల్యూమినా మరియు యట్రియం ఆక్సైడ్ ప్రతిచర్యలో, మెసోఫేసెస్ YAM మరియు YAP మొదట ఏర్పడతాయి మరియు చివరకు YAG ఏర్పడతాయి.

YAG పొడిని తయారు చేయడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఘన-దశ పద్ధతి అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. ఉదాహరణకు, దాని అల్-ఓ బాండ్ పరిమాణం చిన్నది మరియు బాండ్ శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రభావంతో, ఆప్టికల్ పనితీరు స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది మరియు అరుదైన ఎర్త్ మూలకాల పరిచయం ఫాస్ఫర్ యొక్క కాంతి పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది. మరియు Ce3+ మరియు Eu3+ వంటి ట్రివాలెంట్ అరుదైన భూమి అయాన్లతో డోపింగ్ చేయడం ద్వారా YAG ఫాస్ఫర్‌గా మారుతుంది. అదనంగా, YAG క్రిస్టల్ మంచి పారదర్శకత, చాలా స్థిరమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు, అధిక యాంత్రిక బలం మరియు మంచి థర్మల్ క్రీప్ నిరోధకతను కలిగి ఉంది. ఇది విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్లు మరియు ఆదర్శ పనితీరుతో కూడిన లేజర్ క్రిస్టల్ పదార్థం.

YAG క్రిస్టల్ 04 పారదర్శక సిరామిక్ యట్రియం ఆక్సైడ్ ఎల్లప్పుడూ పారదర్శక సిరామిక్స్ రంగంలో పరిశోధనా కేంద్రంగా ఉంది. ఇది క్యూబిక్ క్రిస్టల్ వ్యవస్థకు చెందినది మరియు ప్రతి అక్షం యొక్క ఐసోట్రోపిక్ ఆప్టికల్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. పారదర్శక అల్యూమినా యొక్క అనిసోట్రోపితో పోలిస్తే, చిత్రం తక్కువ వక్రీకరించబడింది, కాబట్టి క్రమంగా, ఇది హై-ఎండ్ లెన్స్‌లు లేదా మిలిటరీ ఆప్టికల్ విండోస్ ద్వారా విలువైనది మరియు అభివృద్ధి చేయబడింది. దాని భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు: ①అధిక ద్రవీభవన స్థానం, రసాయన మరియు ఫోటోకెమికల్ స్థిరత్వం మంచిది మరియు ఆప్టికల్ పారదర్శకత పరిధి విస్తృతంగా ఉంటుంది (0.23~8.0μm); ②1050nm వద్ద, దాని వక్రీభవన సూచిక 1.89 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది 80% కంటే ఎక్కువ సైద్ధాంతిక ప్రసారాన్ని కలిగి ఉంటుంది; ③Y2O3 చాలా వరకు సదుపాయాన్ని కలిగి ఉంది, పెద్ద వాహక బ్యాండ్ నుండి త్రివాలెంట్ అరుదైన భూమి అయాన్‌ల ఉద్గార స్థాయి యొక్క వాలెన్స్ బ్యాండ్ వరకు బ్యాండ్ గ్యాప్‌ను అరుదైన ఎర్త్ అయాన్‌ల డోపింగ్ ద్వారా సమర్థవంతంగా రూపొందించవచ్చు. తద్వారా దాని అప్లికేషన్ యొక్క బహుళ-ఫంక్షనలైజేషన్‌ను గ్రహించవచ్చు. ; ④ ఫోనాన్ శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దాని గరిష్ట ఫోనాన్ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ సుమారు 550cm-1. తక్కువ ఫోనాన్ శక్తి నాన్-రేడియేటివ్ పరివర్తన సంభావ్యతను అణిచివేస్తుంది, రేడియేషన్ పరివర్తన సంభావ్యతను పెంచుతుంది మరియు కాంతి క్వాంటం సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది; ⑤అధిక ఉష్ణ వాహకత, సుమారు 13.6W/(m·K), అధిక ఉష్ణ వాహకత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది

ఘన లేజర్ మీడియం పదార్థంగా ఇది ముఖ్యమైనది.

జపాన్ యొక్క కమిషిమా కెమికల్ కంపెనీచే అభివృద్ధి చేయబడిన యట్రియం ఆక్సైడ్ పారదర్శక సిరామిక్స్

Y2O3 యొక్క ద్రవీభవన స్థానం సుమారు 2690℃, మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత 1700~1800℃. కాంతి-ప్రసార సిరమిక్స్ చేయడానికి, వేడి నొక్కడం మరియు సింటరింగ్ ఉపయోగించడం ఉత్తమం. దాని అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా, Y2O3 పారదర్శక సిరామిక్స్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు సంభావ్యంగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, వీటిలో: క్షిపణి పరారుణ కిటికీలు మరియు గోపురాలు, కనిపించే మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లెన్స్‌లు, అధిక-పీడన గ్యాస్ ఉత్సర్గ దీపాలు, సిరామిక్ సింటిలేటర్లు, సిరామిక్ లేజర్‌లు మరియు ఇతర క్షేత్రాలు.