Пайвастагиҳои муҳими замини нодир: Истифодаи хокаи оксиди иттриум чӣ гуна аст?

Пайвастагиҳои муҳими замини нодир: Истифодаи хокаи оксиди иттриум чӣ гуна аст?

Замини нодир манбаи ниҳоят муҳими стратегӣ буда, дар истеҳсолоти саноатӣ нақши ивазнашаванда дорад. Шишаи автомобиль, резонанси магнитии ядрой, нахи оптикй, дисплейи булури моеъ ва гайра аз иловаи замини нодир чудонашавандаанд. Дар байни онҳо иттрий (Y) яке аз унсурҳои металлии нодири замин буда, як навъ металли хокистарӣ мебошад. Аммо аз сабаби дар кишри замин зиёд будани он нархаш нисбатан арзон буда, васеъ истифода мешавад.Дар истехсолоти чамъиятии хозира асосан дар холати хӯлаи иттрий ва оксиди иттрий истифода мешавад.

Yttrium Metal
Дар байни онҳо оксиди иттрий (Y2O3) муҳимтарин пайвастагии иттрий мебошад. Он дар об ва сілтӣ ҳал намешавад, дар кислота ҳал мешавад ва намуди хокаи кристаллии сафед дорад (сохти кристалл ба системаи кубӣ тааллуқ дорад). Он устувории хеле хуби химиявӣ дорад ва дар зери вакуум аст. Ноустувории паст, муқовимати гармии баланд, муқовимат ба зангзанӣ, диэлектрики баланд, шаффофият (инфрасурх) ва бартариҳои дигар, аз ин рӯ он дар бисёр соҳаҳо истифода шудааст. Инҳо кадомҳоянд? Биёед дида бароем.

Сохтори кристаллии оксиди иттрий

01 Синтези хокаи сирконии устуворшудаи иттриум. Ҳангоми хунук кардани ZrO2 холис аз ҳарорати баланд ба ҳарорати хонагӣ тағйироти зерини фаза ба амал меоянд: фазаи кубӣ (c) → фазаи тетрагоналӣ (t) → фазаи моноклиникӣ (m), ки дар он t дар 1150 ° C → тағирёбии фаза m ба амал меояд, бо тавсеаи ҳаҷми тақрибан 5% ҳамроҳӣ мекунад. Аммо, агар нуқтаи гузариш дар марҳилаи t→m ZrO2 то ҳарорати хона устувор карда шавад, t→m гузариши фаза бо фишор ҳангоми боркунӣ ба амал меояд. Бинобар таъсири ҳаҷм, ки дар натиҷаи тағирёбии фаза тавлид мешавад, миқдори зиёди энергияи шикаста ҷаббида мешавад. , ба тавре ки мавод энергияи ғайримуқаррарии шикастаро нишон медиҳад, то ки мавод сахтии ба таври ғайримуқаррарӣ баланди шикастаро нишон диҳад, ки дар натиҷа сахтии тағирёбии фаза ва сахтгирии баланд ва муқовимати баланди фарсудашавӣ ба вуҷуд меояд. ҷинсӣ.

Барои ноил шудан ба таҳаввулоти фазавии сафолии циркония, як стабилизатори муайян бояд илова карда шавад ва дар шароити муайяни оташфишонӣ, мета-муътадилшавии фаза-тетрагоналӣ дар ҳарорати баланд ба ҳарорати хонагӣ, як марҳилаи тетрагоналиро ба даст меорад, ки метавонад дар ҳарорати хонагӣ фаза табдил дода шавад. . Ин таъсири устуворкунандаи стабилизаторҳо ба циркония мебошад. Y2O3 стабилизатори аз ҳама таҳқиқшудаи оксиди цирконий мебошад. Маводи синтершудаи Y-TZP дорои хосиятҳои хуби механикӣ дар ҳарорати хонагӣ, қувваи баланд, сахтии хуби шикаста ва андозаи донаи мавод дар коллективи он хурд ва якхела аст, бинобар ин он дорои диккати бештар чалб намуд. 02 Воситахои агломерация Барои агломерацияи бисьёр маснуоти сафолии махсус иштироки воситахои агломерацияро талаб мекунад. Наќши воситањои агломератсияро умуман ба ќисмњои зерин људо кардан мумкин аст: ташаккул додани мањлули сахт бо агломер; Пешгирии табдили шакли кристалл; монеъ шудан ба афзоиши донаҳои кристалл; фазаи моеъ хосил мекунанд. Масалан, ҳангоми агломератсияи гилхок, оксиди магний MgO аксар вақт ҳамчун стабилизатори микроструктура дар ҷараёни агломератсия илова карда мешавад. Он метавонад донаҳоро тоза кунад, фарқияти энергияи сарҳади ғалларо хеле кам кунад, анизотропии афзоиши ғалларо заиф кунад ва афзоиши ғалладонаро боздорад. Азбаски MgO дар ҳарорати баланд хеле ноустувор аст, барои ба даст овардани натиҷаҳои хуб, оксиди итриум аксар вақт бо MgO омехта карда мешавад. Y2O3 метавонад донаҳои булӯрро тоза кунад ва ба зичии синтеризатсия мусоидат кунад. 03YAG хокаи синтетикии иттриуми гранати алюминий (Y3Al5O12) як пайвастаи сунъӣ мебошад, ки маъданҳои табиӣ надоранд, рангоранг, сахтии Mohs метавонад ба 8,5 мерасад, нуқтаи обшавӣ 1950 ℃, ҳалнашаванда дар кислотаи сулфат, кислотаи гидрохлорид, кислотаи нитрат, кислотаи гидрофторӣ ва ғайра. усули марҳилаи сахти ҳарорати баланд усули анъанавии тайёр кардани хокаи YAG мебошад. Мувофиқи таносуби, ки дар диаграммаи марҳилаи дуӣ оксиди yttrium ва оксиди алюминий ба даст оварда шудааст, ду хокаи омехта ва оташ дар ҳарорати баланд, ва хокаи YAG тавассути сахти ташкил -реаксияи марҳилавӣ байни оксидҳо. Дар шароити ҳарорати баланд дар реаксияи гилхок ва оксиди иттрий аввал мезофазаҳои ЯМ ва ЯП ва дар ниҳоят ЯГ ба вуҷуд меоянд.

Усули фазаи сахти ҳарорати баланд барои тайёр кардани хокаи YAG дорои барномаҳои зиёде мебошад. Масалан, андозаи пайванди Al-O он хурд аст ва энергияи пайванд баланд аст. Дар зери таъсири электронҳо, иҷрои оптикӣ мӯътадил нигоҳ дошта мешавад, ва ҷорӣ намудани унсурҳои нодир замин метавонад ба таври назаррас иҷрои luminescence аз phosphor.And YAG беҳтар беҳтар аз ҷониби doping бо ions trivalent замин нодир ба монанди Ce3 + ва Eu3 +. Илова бар ин, булӯри YAG шаффофияти хуб, хосиятҳои физикӣ ва химиявии хеле устувор, қувваи баланди механикӣ ва муқовимати хуби гармӣ дорад. Ин як маводи кристалии лазерӣ бо доираи васеи барномаҳо ва иҷрои идеалӣ мебошад.

YAG кристалл 04 оксиди шаффофи сафолии иттриум ҳамеша дар маркази тадқиқот дар соҳаи сафолҳои шаффоф қарор дошт. Он ба системаи кристаллҳои кубӣ тааллуқ дорад ва дорои хосиятҳои оптикии изотропии ҳар як меҳвар аст. Дар муқоиса бо анизотропияи алюминийи шаффоф, тасвир камтар таҳриф карда мешавад, бинобар ин, тадриҷан онро линзаҳои баландсифат ё тирезаҳои оптикии ҳарбӣ арзёбӣ ва таҳия кардаанд. Хусусиятҳои асосии хосиятҳои физикӣ ва кимиёвии он инҳоянд: ①Нуктаи обшавии баланд, Устувории кимиёвӣ ва фотохимиявӣ хуб аст ва диапазони шаффофияти оптикӣ васеъ аст (0.23 ~ 8.0μm); ②Дар 1050nm, шохиси шикастани он то 1,89 баланд аст, ки ин интиқоли назариявии беш аз 80% дорад; ③Y2O3 барои ҷойгир кардани аксари онҳо кофӣ аст, ки фосилаи банд аз банди калонтари гузарониш то банди валентии сатҳи партоби ионҳои севалентии замини нодир метавонад тавассути допинги ионҳои замини нодир ба таври муассир мутобиқ карда шавад. ; ④Энергияи фонон паст аст ва басомади ҳадди аксар буридани фонон тақрибан 550см-1 аст. Энергияи пасти фонон метавонад эҳтимолияти гузариши ғайрирадиатсионӣ рафъ кунад, эҳтимолияти гузариши радиатсиониро зиёд кунад ва Самаранокии квантии люминесцентро беҳтар кунад; ⑤Кувваи гармидиҳии баланд, тақрибан 13.6W/(m·K), гузаронандаи гармии баланд бениҳоят аст

барои он ҳамчун маводи миёна лазерӣ сахт муҳим аст.

Сафедаи шаффофи оксиди итрий, ки аз ҷониби ширкати кимиёвии Камишимаи Ҷопон таҳия шудааст

Нуқтаи обшавии Y2O3 тақрибан 2690 ℃ ва ҳарорати синтеризатсия дар ҳарорати хонагӣ тақрибан 1700 ~ 1800 ℃ аст. Барои тайёр кардани сафолҳои рӯшноӣ пресскунии гарм ва агломератсияро истифода бурдан беҳтар аст. Аз сабаби хосиятҳои аълои физикӣ ва химиявии худ, сафолҳои шаффофи Y2O3 ба таври васеъ истифода мешаванд ва эҳтимолан таҳия карда мешаванд, аз ҷумла: тирезаҳои инфрасурх ва гумбазҳо, линзаҳои намоён ва инфрасурх, лампаҳои разряди гази фишори баланд, сцинтилляторҳои сафолӣ, лазерҳои сафолӣ ва дигар соҳаҳо