نایاب زمین کے اہم مرکبات: یٹریئم آکسائیڈ پاؤڈر کے کیا استعمال ہیں؟

نایاب زمین کے اہم مرکبات: یٹریئم آکسائیڈ پاؤڈر کے کیا استعمال ہیں؟

نایاب زمین ایک انتہائی اہم اسٹریٹجک وسیلہ ہے، اور اس کا صنعتی پیداوار میں ایک ناقابل تلافی کردار ہے۔ آٹوموبائل گلاس، جوہری مقناطیسی گونج، آپٹیکل فائبر، مائع کرسٹل ڈسپلے، وغیرہ نایاب زمین کے اضافے سے لازم و ملزوم ہیں۔ ان میں، ytrium (Y) نایاب زمینی دھاتی عناصر میں سے ایک ہے اور ایک قسم کی سرمئی دھات ہے۔ تاہم، زمین کی پرت میں اس کے اعلی مواد کی وجہ سے، قیمت نسبتا سستی ہے اور یہ بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے. موجودہ سماجی پیداوار میں، یہ بنیادی طور پر ytrium مرکب اور yttrium آکسائڈ کی حالت میں استعمال کیا جاتا ہے.

یٹریئم میٹل
ان میں، یٹریئم آکسائیڈ (Y2O3) سب سے اہم یٹریئم مرکب ہے۔ یہ پانی اور الکلی میں گھلنشیل ہے، تیزاب میں گھلنشیل ہے، اور سفید کرسٹل پاؤڈر کی شکل رکھتا ہے (کرسٹل کا ڈھانچہ کیوبک نظام سے تعلق رکھتا ہے)۔ یہ بہت اچھی کیمیائی استحکام ہے اور ویکیوم کے تحت ہے. کم اتار چڑھاؤ، زیادہ گرمی کی مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، ہائی ڈائی الیکٹرک، شفافیت (انفراریڈ) اور دیگر فوائد، اس لیے اسے بہت سے شعبوں میں لاگو کیا گیا ہے۔ مخصوص کیا ہیں؟آئیے ایک نظر ڈالتے ہیں۔

یٹریئم آکسائیڈ کا کرسٹل ڈھانچہ

01 یٹریئم سٹیبلائزڈ زرکونیا پاؤڈر کی ترکیب۔ اعلی درجہ حرارت سے کمرے کے درجہ حرارت تک خالص ZrO2 کی ٹھنڈک کے دوران درج ذیل مرحلے میں تبدیلیاں رونما ہوں گی: کیوبک فیز (c) → ٹیٹراگونل فیز (t) → مونوکلینک فیز (m)، جہاں t 1150°C →m فیز تبدیلی پر واقع ہوگا، تقریبا 5٪ کے حجم کی توسیع کے ساتھ۔ تاہم، اگر ZrO2 کے t→m فیز ٹرانزیشن پوائنٹ کو کمرے کے درجہ حرارت پر مستحکم کیا جاتا ہے، تو t→m فیز کی منتقلی لوڈنگ کے دوران تناؤ کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ، تاکہ مواد غیر معمولی طور پر اعلی فریکچر توانائی کی نمائش کرے، تاکہ مواد غیر معمولی طور پر زیادہ فریکچر سختی کو ظاہر کرے، جس کے نتیجے میں مرحلہ ہوتا ہے۔ تبدیلی کی سختی، اور اعلی جفاکشی اور اعلی لباس مزاحمت۔ جنس

زرکونیا سیرامکس کی فیز تبدیلی سختی کو حاصل کرنے کے لیے، ایک مخصوص سٹیبلائزر کو شامل کرنا ضروری ہے اور فائر کرنے کے مخصوص حالات کے تحت، کمرے کے درجہ حرارت پر اعلی درجہ حرارت کا مستحکم فیز ٹیٹراگونل میٹا اسٹیبلائزیشن، ایک ٹیٹراگونل فیز حاصل کرتا ہے جسے کمرے کے درجہ حرارت پر فیز تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ . یہ زرکونیا پر اسٹیبلائزرز کا مستحکم اثر ہے۔ Y2O3 اب تک کا سب سے زیادہ تحقیق شدہ زرکونیم آکسائیڈ سٹیبلائزر ہے۔ سنٹرڈ Y-TZP میٹریل کمرے کے درجہ حرارت پر بہترین مکینیکل خصوصیات رکھتا ہے، اعلی طاقت، اچھی فریکچر سختی، اور اس کے مجموعہ میں مواد کا دانوں کا سائز چھوٹا اور یکساں ہے، اس لیے اس میں زیادہ توجہ مبذول کرائی۔ 02 سنٹرنگ ایڈز بہت سے خاص سیرامکس کی سنٹرنگ کے لیے سنٹرنگ ایڈز کی شرکت کی ضرورت ہوتی ہے۔ sintering ایڈز کے کردار کو عام طور پر درج ذیل حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: sinter کے ساتھ ٹھوس حل بنانا؛ کرسٹل فارم کی تبدیلی کو روکنا؛ کرسٹل اناج کی ترقی کو روکنا؛ مائع مرحلے کی پیداوار. مثال کے طور پر، ایلومینا کی سنٹرنگ میں، میگنیشیم آکسائیڈ MgO کو اکثر سنٹرنگ کے عمل کے دوران مائکرو اسٹرکچر سٹیبلائزر کے طور پر شامل کیا جاتا ہے۔ یہ اناج کو بہتر بنا سکتا ہے، اناج کی حد کی توانائی میں فرق کو بہت کم کر سکتا ہے، اناج کی افزائش کی انیسوٹروپی کو کمزور کر سکتا ہے، اور اناج کی غیر منقطع نشوونما کو روک سکتا ہے۔ چونکہ MgO اعلی درجہ حرارت پر انتہائی غیر مستحکم ہے، اچھے نتائج حاصل کرنے کے لیے، Yttrium آکسائیڈ اکثر MgO کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ Y2O3 کرسٹل اناج کو بہتر بنا سکتا ہے اور سنٹرنگ کثافت کو فروغ دے سکتا ہے۔ 03YAG پاؤڈر مصنوعی yttrium ایلومینیم گارنیٹ (Y3Al5O12) ایک انسان ساختہ مرکب ہے، کوئی قدرتی معدنیات نہیں، بے رنگ، Mohs کی سختی 8.5 تک پہنچ سکتی ہے، پگھلنے کا نقطہ 1950 ℃، سلفیورک ایسڈ، ہائیڈروکلورک ایسڈ، نائٹرک ایسڈ، ہائیڈروک ایسڈ، وغیرہ۔ اعلی درجہ حرارت ٹھوس مرحلے کا طریقہ ایک روایتی طریقہ ہے YAG پاؤڈر کی تیاری۔ یٹریئم آکسائیڈ اور ایلومینیم آکسائیڈ کے بائنری فیز ڈایاگرام میں حاصل کردہ تناسب کے مطابق، دونوں پاؤڈرز کو ملا کر اعلی درجہ حرارت پر فائر کیا جاتا ہے، اور YAG پاؤڈر آکسائیڈز کے درمیان ٹھوس مرحلے کے رد عمل کے ذریعے بنتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے حالات میں، ایلومینا اور یٹریئم آکسائیڈ کے رد عمل میں، پہلے میسوفیسس YAM اور YAP بنیں گے، اور آخر میں YAG بنیں گے۔

YAG پاؤڈر کی تیاری کے لیے اعلی درجہ حرارت کے ٹھوس مرحلے کے طریقہ کار میں بہت سے اطلاقات ہیں۔ مثال کے طور پر، اس کے Al-O بانڈ کا سائز چھوٹا ہے اور بانڈ کی توانائی زیادہ ہے۔ الیکٹران کے اثرات کے تحت، آپٹیکل کارکردگی کو مستحکم رکھا جاتا ہے، اور نایاب زمینی عناصر کا تعارف فاسفور کی روشنی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، YAG کرسٹل میں اچھی شفافیت، بہت مستحکم جسمانی اور کیمیائی خصوصیات، اعلی مکینیکل طاقت، اور اچھی تھرمل کریپ مزاحمت ہے۔ یہ ایک لیزر کرسٹل مواد ہے جس میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز اور مثالی کارکردگی ہے۔

YAG کرسٹل 04 شفاف سیرامک ​​یٹریئم آکسائیڈ ہمیشہ شفاف سیرامکس کے شعبے میں تحقیق کا مرکز رہا ہے۔ اس کا تعلق کیوبک کرسٹل سسٹم سے ہے اور اس میں ہر ایک محور کی آئسوٹروپک آپٹیکل خصوصیات ہیں۔ شفاف ایلومینا کی انیسوٹروپی کے مقابلے میں، تصویر کم مسخ ہوتی ہے، اس لیے دھیرے دھیرے، اعلیٰ درجے کے لینز یا ملٹری آپٹیکل ونڈوز کے ذریعے اس کی قدر اور ترقی کی گئی ہے۔ اس کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کی اہم خصوصیات یہ ہیں: ① اعلی پگھلنے کا نقطہ، کیمیائی اور فوٹو کیمیکل استحکام اچھا ہے، اور نظری شفافیت کی حد وسیع ہے (0.23 ~ 8.0μm)؛ ②1050nm پر، اس کا ریفریکٹیو انڈیکس 1.89 تک زیادہ ہے، جس کی وجہ سے اس کی نظریاتی ترسیل 80% سے زیادہ ہے۔ ③Y2O3 میں زیادہ تر کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کافی ہے بڑے کنڈکشن بینڈ سے ٹرائیویلنٹ نایاب ارتھ آئنوں کے اخراج کی سطح کے والینس بینڈ تک بینڈ گیپ کو نایاب زمین کے آئنوں کی ڈوپنگ کے ذریعے مؤثر طریقے سے تیار کیا جا سکتا ہے۔ تاکہ اس کے اطلاق کے کثیر فعلیت کا احساس ہو سکے۔ ; ④ فونون کی توانائی کم ہے، اور اس کی زیادہ سے زیادہ فونون کٹ آف فریکوئنسی تقریباً 550cm-1 ہے۔ کم فونون توانائی غیر تابکاری منتقلی کے امکان کو دبا سکتی ہے، تابکاری کی منتقلی کے امکان کو بڑھا سکتی ہے، اور luminescence کوانٹم کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ ⑤اعلی تھرمل چالکتا، تقریباً 13.6W/(m·K)، اعلی تھرمل چالکتا انتہائی ہے

ایک ٹھوس لیزر میڈیم مواد کے طور پر اس کے لیے اہم ہے۔

جاپان کی کامیشیما کیمیکل کمپنی کی طرف سے تیار کردہ Yttrium آکسائیڈ شفاف سیرامکس

Y2O3 کا پگھلنے کا نقطہ تقریبا 2690 ℃ ہے، اور کمرے کے درجہ حرارت پر sintering کا درجہ حرارت تقریبا 1700 ~ 1800 ℃ ہے۔ روشنی کی ترسیل کرنے والے سیرامکس بنانے کے لیے، گرم دبانے اور سنٹرنگ کا استعمال کرنا بہتر ہے۔ اپنی بہترین طبعی اور کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے، Y2O3 شفاف سیرامکس بڑے پیمانے پر استعمال کیے جاتے ہیں اور ممکنہ طور پر تیار کیے جاتے ہیں، بشمول: میزائل انفراریڈ کھڑکیاں اور گنبد، مرئی اور انفراریڈ لینز، ہائی پریشر گیس ڈسچارج لیمپ، سیرامک ​​سینٹیلیٹر، سیرامک ​​لیزرز اور دیگر فیلڈز۔