Mga mahalagang compound ng bihirang lupa: Ano ang mga gamit ng yttrium oxide powder?

Mga mahalagang compound ng bihirang lupa: Ano ang mga gamit ng yttrium oxide powder?

Ang Rare earth ay isang napakahalagang estratehikong mapagkukunan, at mayroon itong hindi mapapalitang papel sa industriyal na produksyon. Ang salamin ng sasakyan, nuclear magnetic resonance, optical fiber, liquid crystal display, atbp. ay hindi mapaghihiwalay sa pagdaragdag ng rare earth. Kabilang sa mga ito, ang yttrium (Y) ay isa sa mga rare earth metal na elemento at isang uri ng gray na metal. Gayunpaman, dahil sa mataas na nilalaman nito sa crust ng lupa, ang presyo ay medyo mura at ito ay malawakang ginagamit. Sa kasalukuyang panlipunang produksyon, ito ay pangunahing ginagamit sa estado ng yttrium alloy at yttrium oxide.

Yttrium Metal
Kabilang sa mga ito, ang yttrium oxide (Y2O3) ay ang pinakamahalagang yttrium compound. Ito ay hindi matutunaw sa tubig at alkali, natutunaw sa acid, at may hitsura ng puting mala-kristal na pulbos (ang kristal na istraktura ay kabilang sa sistemang kubiko). Mayroon itong napakahusay na katatagan ng kemikal at nasa ilalim ng vacuum. Mababang pagkasumpungin, mataas na paglaban sa init, paglaban sa kaagnasan, mataas na dielectric, transparency (infrared) at iba pang mga pakinabang, kaya nailapat ito sa maraming larangan. Ano ang mga tiyak? Tingnan natin.

Ang kristal na istraktura ng yttrium oxide

01 Synthesis ng yttrium nagpapatatag ng zirconia powder. Ang mga sumusunod na pagbabago sa phase ay magaganap sa panahon ng paglamig ng purong ZrO2 mula sa mataas na temperatura hanggang sa temperatura ng silid: cubic phase (c) → tetragonal phase (t) → monoclinic phase (m), kung saan ang t ay magaganap sa 1150°C →m phase change, sinamahan ng isang pagpapalawak ng dami ng tungkol sa 5%. Gayunpaman, kung ang t→m phase transition point ng ZrO2 ay nagpapatatag sa temperatura ng silid, ang t→m phase transition ay naiimpluwensyahan ng stress habang naglo-load. , upang ang materyal ay magpakita ng abnormal na mataas na enerhiya ng bali, upang ang materyal ay magpakita ng abnormal na mataas na katigasan ng bali, na nagreresulta sa katigasan ng pagbabago ng bahagi, at mataas na katigasan at mataas na resistensya ng pagsusuot. kasarian.

Upang makamit ang pagbabago ng bahagi ng toughening ng zirconia ceramics, ang isang tiyak na stabilizer ay dapat idagdag at sa ilalim ng ilang mga kundisyon ng pagpapaputok, ang mataas na temperatura na matatag na phase-tetragonal meta-stabilization sa temperatura ng silid, ay nakakakuha ng isang tetragonal phase na maaaring i-phase-transform sa temperatura ng silid. . Ito ang nagpapatatag na epekto ng mga stabilizer sa zirconia. Ang Y2O3 ay ang pinakana-research na zirconium oxide stabilizer sa ngayon. Ang sintered na Y-TZP na materyal ay may mahusay na mekanikal na katangian sa temperatura ng silid, mataas na lakas, mahusay na bali na matigas, at ang laki ng butil ng materyal sa kolektibo nito ay maliit at pare-pareho, kaya mayroon itong nakakuha ng higit na atensyon. 02 Mga tulong sa sintering Ang sintering ng maraming espesyal na keramika ay nangangailangan ng pakikilahok ng mga tulong sa sintering. Ang papel na ginagampanan ng sintering aid ay karaniwang nahahati sa mga sumusunod na bahagi: pagbuo ng solidong solusyon sa sinter; Pigilan ang pagbabagong anyo ng kristal; pagbawalan ang paglaki ng butil ng kristal; gumawa ng likidong bahagi. Halimbawa, sa sintering ng alumina, kadalasang idinaragdag ang magnesium oxide MgO bilang isang microstructure stabilizer sa panahon ng proseso ng sintering. Maaari nitong pinuhin ang mga butil, lubos na bawasan ang pagkakaiba sa enerhiya ng hangganan ng butil, pahinain ang anisotropy ng paglaki ng butil, at pigilan ang Walang tigil na paglaki ng butil. Dahil ang MgO ay lubhang pabagu-bago sa mataas na temperatura, upang makamit ang magagandang resulta, ang Yttrium oxide ay kadalasang hinahalo sa MgO. Maaaring pinuhin ng Y2O3 ang mga butil ng kristal at i-promote ang sintering densification. Ang 03YAG powder synthetic yttrium aluminum garnet (Y3Al5O12) ay isang compound na gawa ng tao, walang natural na mineral, walang kulay, Mohs hardness ay maaaring umabot sa 8.5, melting point 1950 ℃, hindi matutunaw sa sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, atbp. high temperature solid phase method ay isang tradisyunal na paraan para sa paghahanda ng YAG powder.Ayon sa ratio na nakuha sa binary phase diagram ng yttrium oxide at aluminum oxide, ang dalawang pulbos ay pinaghalo at pinaputok sa mataas na temperatura, at ang YAG powder ay nabuo sa pamamagitan ng solid -phase reaksyon sa pagitan ng mga oxide. Sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na temperatura, sa reaksyon ng alumina at yttrium oxide, ang mga mesophases na YAM at YAP ay unang mabubuo, at sa wakas ay mabubuo ang YAG.

Ang mataas na temperatura na solid-phase na paraan para sa paghahanda ng YAG powder ay may maraming mga aplikasyon. Halimbawa, maliit ang laki nitong Al-O bond at mataas ang bond energy. Sa ilalim ng epekto ng mga electron, ang optical performance ay pinananatiling stable, at ang pagpapakilala ng mga rare earth elements ay maaaring makabuluhang mapabuti ang luminescence performance ng phosphor. At ang YAG ay maaaring maging phosphor sa pamamagitan ng doping na may trivalent rare earth ions gaya ng Ce3+ at Eu3+. Bilang karagdagan, ang kristal ng YAG ay may mahusay na transparency, napaka-matatag na pisikal at kemikal na mga katangian, mataas na mekanikal na lakas, at mahusay na thermal creep resistance. Ito ay isang materyal na kristal ng laser na may malawak na hanay ng mga aplikasyon at perpektong pagganap.

Ang YAG crystal 04 transparent ceramic yttrium oxide ay palaging nakatuon sa pananaliksik sa larangan ng transparent ceramics. Ito ay kabilang sa cubic crystal system at may isotropic optical properties ng bawat axis. Kung ikukumpara sa anisotropy ng transparent alumina, ang imahe ay hindi gaanong nabaluktot, kaya Unti-unti, ito ay pinahahalagahan at binuo ng mga high-end na lente o mga optical window ng militar. Ang mga pangunahing katangian ng pisikal at kemikal na mga katangian nito ay: ①Mataas na punto ng pagkatunaw, Maganda ang katatagan ng kemikal at photochemical, at malawak ang hanay ng optical transparency (0.23~8.0μm); ②Sa 1050nm, ang refractive index nito ay kasing taas ng 1.89, na ginagawang mayroon itong theoretical transmittance na higit sa 80%; ③Y2O3 ay may sapat na para ma-accommodate ang karamihan Ang band gap mula sa mas malaking conduction band hanggang sa valence band ng emission level ng trivalent rare earth ions ay mabisang maiangkop sa pamamagitan ng doping ng rare earth ions. Para mapagtanto ang multi-functionalization ng application nito ; ④Mababa ang enerhiya ng phonon, at ang maximum na phonon cut-off frequency nito ay humigit-kumulang 550cm-1. Ang mababang enerhiya ng phonon ay maaaring sugpuin ang posibilidad ng non-radiative transition, dagdagan ang posibilidad ng radiation transition, at pagbutihin ang luminescence quantum Efficiency; ⑤Mataas na thermal conductivity, humigit-kumulang 13.6W/(m·K), mataas ang thermal conductivity

mahalaga para dito bilang isang solidong laser medium na materyal.

Yttrium oxide transparent ceramics na binuo ng Kamishima Chemical Company ng Japan

Ang punto ng pagkatunaw ng Y2O3 ay humigit-kumulang 2690 ℃, at ang sintering temperatura sa temperatura ng silid ay tungkol sa 1700 ~ 1800 ℃. Upang makagawa ng light-transmitting ceramics, pinakamahusay na gumamit ng mainit na pagpindot at sintering. Dahil sa mahusay na pisikal at kemikal na mga katangian nito, ang Y2O3 transparent ceramics ay malawakang ginagamit at potensyal na binuo, kabilang ang: missile infrared windows at domes, visible at infrared lens, high-pressure gas discharge lamp, ceramic scintillators, ceramic lasers at iba pang field.