Propriedades, aplicação e preparação de óxido de Yttrium

Estrutura cristalina de óxido de yttria

Óxido de Yttria (y₂O₃) é um óxido de terras raras brancas insolúvel em água e álcalis e solúvel em ácido. É um típico sesquioxido de terras raras do tipo C com estrutura cúbica centrada no corpo.

Tabela de parâmetros de cristal de y₂O₃

Diagrama de estrutura cristalina de y₂O₃

Propriedades físicas e químicas do óxido de Yttrium

(1) A massa molar é 225,82g/mol e a densidade é de 5,01g/cm³;

(2) ponto de fusão 2410℃, ponto de ebulição 4300℃, boa estabilidade térmica;

(3) boa estabilidade física e química e boa resistência à corrosão;

(4) A condutividade térmica é alta, que pode atingir 27 w/(mk) a 300k, que é cerca de duas vezes a condutividade térmica da granada de alumínio Yttrium (y₃Al₅O₁₂), o que é muito benéfico para seu uso como meio de trabalho a laser;

(5) a faixa de transparência óptica é larga (0,29 ~ 8μm) e a transmitância teórica na região visível pode atingir mais de 80%;

(6) A energia fonon é baixa e o pico mais forte do espectro Raman está localizado a 377 cm^-1, o que é benéfico para reduzir a probabilidade de transição não radiativa e melhorar a eficiência luminosa da conversão;

(7) abaixo de 2200℃, Y₂O₃é uma fase cúbica sem birrefringência. O índice de refração é de 1,89 no comprimento de onda de 1050nm. Transformando -se em fase hexagonal acima de 2200℃;

(8) a diferença de energia de Y₂O₃é muito largo, até 5,5ev, e o nível de energia dos íons luminescentes de terras raras dopado é entre a banda de valência e a banda de condução de Y₂O₃e acima do nível de energia de Fermi, formando centros luminescentes discretos.

(9) y₂O₃, como material da matriz, pode acomodar alta concentração de íons de terras raras trivalentes e substituir Y³⁺íons sem causar mudanças estruturais.

Principais usos de óxido de yttrium

O óxido de yttrio, como material aditivo funcional, é amplamente utilizado nos campos de energia atômica, aeroespacial, fluorescência, eletrônica, cerâmica de alta tecnologia e assim por diante por causa de suas excelentes propriedades físicas, como constante dielétrica de alta dielétrica, boa resistência ao calor e forte resistência à corrosão.

Fonte da imagem: rede

1, como material da matriz fósforo, é usado nos campos de exibição, iluminação e marcação;

2, como material médio a laser, cerâmica transparente com alto desempenho óptico pode ser preparado, que pode ser usado como um meio de trabalho a laser para realizar a saída do laser de temperatura ambiente;

3, como um material de matriz luminescente de conversão up, é usado na detecção de infravermelho, marcação de fluorescência e outros campos;

4, transformado em cerâmica transparente, que pode ser usada para lentes visíveis e infravermelhas, tubos de lâmpada de descarga de gás de alta pressão, cintiladores de cerâmica, janelas de observação de forno de alta temperatura, etc.

5, pode ser usado como vaso de reação, material resistente a alta temperatura, material refratário, etc.

6, como matérias-primas ou aditivos, eles também são amplamente utilizados em materiais supercondutores de alta temperatura, materiais de cristal a laser, cerâmica estrutural, materiais catalíticos, cerâmica dielétrica, ligas de alto desempenho e outros campos.

Método de preparação do pó de óxido de yttria

O método de precipitação da fase líquida é frequentemente usado para preparar óxidos de terras raras, que inclui principalmente o método de precipitação de oxalato, método de precipitação de bicarbonato de amônio, método de hidrólise da uréia e método de precipitação de amônia. Além disso, a granulação por pulverização também é um método de preparação que tem sido amplamente preocupado no momento. Método de precipitação de sal

1. Método de precipitação de oxalato

O óxido de terras raras preparado pelo método de precipitação de oxalato tem as vantagens do alto grau de cristalização, boa forma de cristal, velocidade rápida de filtração, baixo teor de impureza e operação fácil, que é um método comum para preparar óxido de terras raras de alta pureza na produção industrial.

Método de precipitação de bicarbonato de amônio

2. Método de precipitação de bicarbonato de amônio

O bicarbonato de amônio é um precipitante barato. No passado, as pessoas costumavam usar o método de precipitação de bicarbonato de amônio para preparar carbonato de terras raras mistas a partir da solução de lixiviação de minério de terras raras. Atualmente, os óxidos de terras raras são preparadas pelo método de precipitação de bicarbonato de amônio na indústria. Geralmente, o método de precipitação de bicarbonato de amônio é adicionar sólido ou solução de bicarbonato de amônio ou solução à solução de cloreto de terras raras a uma determinada temperatura, após o envelhecimento, lavagem, secagem e queima, o óxido é obtido. No entanto, devido ao grande número de bolhas geradas durante a precipitação de bicarbonato de amônio e o valor de pH instável durante a reação de precipitação, a taxa de nucleação é rápida ou lenta, o que não é propício ao crescimento do cristal. Para obter o óxido com tamanho ideal de partículas e morfologia, as condições de reação devem ser estritamente controladas.

3. Precipitação de uréia

O método de precipitação da uréia é amplamente utilizado na preparação de óxido de terras raras, que não é apenas barato e fácil de operar, mas também tem o potencial de obter o controle preciso da nucleação precursor e do crescimento de partículas; portanto, o método de precipitação da uréia atraiu cada vez mais o favor das pessoas e atraiu atenção e pesquisas extensas de muitos estudiosos atualmente.

4. Granulação em pulverização

A tecnologia de granulação por pulverização tem as vantagens de alta automação, alta eficiência de produção e alta qualidade do pó verde, de modo que a granulação por spray se tornou um método de granulação em pó comumente usado.

Nos últimos anos, o consumo de Terra Rara nos campos tradicionais não mudou basicamente, mas sua aplicação em novos materiais aumentou obviamente. Como um novo material, nano y₂O₃tem um campo de aplicação mais amplo. Hoje em dia, existem muitos métodos para preparar nano y₂O₃Materiais, que podem ser divididos em três categorias: método de fase líquida, método de fase gasosa e método de fase sólida, entre os quais o método da fase líquida é o mais amplamente utilizado. Eles são divididos em pirólise por pulverização, síntese hidrotérmica, microemulsão, sol-gel, síntese de combustão e precipitação. No entanto, as nanopartículas de óxido de yttria esferoidizado terão maior área superficial específica, energia superficial, melhor fluidez e dispersidade, que vale a pena se concentrar.