خواص ، کاربرد و تهیه اکسید yttrium

ساختار کریستالی اکسید yttrium

اکسید yttrium (y₂O₃) یک اکسید خاکی نادر سفید در آب و قلیایی و محلول در اسید محلول است. این یک سسکوئکسید خاکی نادر از نوع C با ساختار مکعب بدن محور است.

جدول پارامتر کریستال y₂O₃

نمودار ساختار کریستالی Y₂O₃

خواص فیزیکی و شیمیایی اکسید yttrium

(1) جرم مولی 225.82 گرم در مول و چگالی 5.01g/cm است³;

(2) نقطه ذوب 2410℃، نقطه جوش 4300℃، ثبات حرارتی خوب ؛

(3) پایداری فیزیکی و شیمیایی خوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب.

(4) هدایت حرارتی زیاد است ، که می تواند به 27 W/(mk) در 300K برسد ، که تقریباً دو برابر هدایت حرارتی گارنت آلومینیوم Yttrium است (y₃Al₅O₁₂) ، که برای استفاده از آن به عنوان محیط کار لیزر بسیار مفید است.

(5) دامنه شفافیت نوری گسترده است (8 0.29 μ) ، و انتقال نظری در منطقه قابل مشاهده می تواند به بیش از 80 ٪ برسد.

(6) انرژی فونون کم است ، و قویترین قله طیف رامان در 377 سانتی متر واقع شده است^-1، که برای کاهش احتمال انتقال غیر تابشی و بهبود کارآیی درخشان در حال تبدیل مفید است.

(7) زیر 2200℃، y₂O₃یک فاز مکعب و بدون تجمع است. ضریب شکست در طول موج 1050 نانومتر 1.89 است. تبدیل به فاز شش ضلعی بالاتر از 2200℃;

(8) شکاف انرژی y₂O₃بسیار گسترده است ، تا 5.5EV ، و سطح انرژی یون های درخشان زمین نادر دوقلو دوپ شده بین باند Valence و باند هدایت Y است₂O₃و بالاتر از سطح انرژی فرمی ، بنابراین مراکز درخشان گسسته را تشکیل می دهند.

(9) y₂O₃، به عنوان یک ماده ماتریس ، می تواند غلظت زیادی از یونهای سه ظرفیتی نادر زمین را در خود جای داده و y را جایگزین کند³⁺یون ها بدون ایجاد تغییرات ساختاری.

کاربردهای اصلی اکسید yttrium

اکسید Yttrium ، به عنوان یک ماده افزودنی عملکردی ، به دلیل خاصیت فیزیکی عالی مانند ثابت دی الکتریک بالا ، مقاومت در برابر حرارت خوب و مقاومت در برابر خوردگی قوی ، به طور گسترده ای در زمینه های انرژی اتمی ، هوافضا ، فلورسانس ، سرامیک های فناوری پیشرفته و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

منبع تصویر: شبکه

1 ، به عنوان یک ماده ماتریس فسفر ، در زمینه های نمایش ، روشنایی و مارک استفاده می شود.

2 ، به عنوان یک ماده متوسط ​​لیزر ، سرامیک های شفاف با عملکرد نوری بالا می توانند تهیه شوند که می تواند به عنوان یک محیط کار لیزری برای تحقق خروجی لیزر دمای اتاق استفاده شود.

3 ، به عنوان یک ماده ماتریس لومینسانس بالا ، در تشخیص مادون قرمز ، برچسب زدن فلورسانس و سایر زمینه ها استفاده می شود.

4 ، ساخته شده به سرامیک های شفاف ، که می تواند برای لنزهای قابل مشاهده و مادون قرمز ، لوله های لامپ تخلیه گاز با فشار بالا ، اسکنه کننده های سرامیکی ، پنجره های مشاهده کوره با درجه بالا و غیره استفاده شود.

5 ، می توان از آن به عنوان رگ واکنش ، مواد مقاوم در برابر دمای بالا ، مواد نسوز و غیره استفاده کرد.

6 ، به عنوان مواد اولیه یا مواد افزودنی ، آنها همچنین به طور گسترده ای در مواد ابررسانا با دمای بالا ، مواد کریستالی لیزر ، سرامیک های ساختاری ، مواد کاتالیزوری ، سرامیک دی الکتریک ، آلیاژهای با کارایی بالا و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرند.

روش آماده سازی پودر اکسید yttrium

روش بارش فاز مایع اغلب برای تهیه اکسیدهای نادر زمین ، که عمدتاً شامل روش بارش اگزالات ، روش بارش بی کربنات آمونیوم ، روش هیدرولیز اوره و روش بارش آمونیاک است ، استفاده می شود. علاوه بر این ، گرانول اسپری نیز یک روش آماده سازی است که در حال حاضر به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. روش بارش نمک

1 روش بارش اگزالات

اکسید خاکی نادر تهیه شده به روش بارش اگزالات دارای مزایای درجه تبلور بالا ، فرم کریستال خوب ، سرعت فیلتراسیون سریع ، محتوای ناخالصی کم و عملکرد آسان است که یک روش متداول برای تهیه خلوص بالا اکسید زمین نادر در تولید صنعتی است.

روش بارش بی کربنات آمونیوم

2. روش بارش بی کربنات آمونیوم

بی کربنات آمونیوم یک رسوب ارزان قیمت است. در گذشته ، مردم غالباً از روش بارش بی کربنات آمونیوم برای تهیه کربنات خاکی نادر از محلول شسته شده سنگ معدن زمین نادر استفاده می کردند. در حال حاضر ، اکسیدهای خاکی نادر با روش بارش بی کربنات آمونیوم در صنعت تهیه می شوند. به طور کلی ، روش بارش بی کربنات آمونیوم اضافه کردن جامد یا محلول بی کربنات آمونیوم به محلول کلرید زمین نادر در دمای معینی ، پس از پیری ، شستشوی ، خشک شدن و سوزاندن ، اکسید به دست می آید. با این حال ، به دلیل تعداد زیادی از حباب های ایجاد شده در طول بارش بی کربنات آمونیوم و مقدار pH ناپایدار در طی واکنش بارش ، میزان هسته سریع یا کند است که این امر برای رشد کریستال مساعد نیست. برای به دست آوردن اکسید با اندازه ذرات ایده آل و مورفولوژی ، شرایط واکنش باید کاملاً کنترل شود.

3. بارش اوره

روش بارش اوره به طور گسترده ای در تهیه اکسید نادر زمین مورد استفاده قرار می گیرد ، که نه تنها ارزان و آسان برای کار کردن ، بلکه امکان دستیابی به کنترل دقیق هسته پیشرو و رشد ذرات را نیز دارد ، بنابراین روش بارش اوره باعث شده است تا بیشتر و بیشتر افراد را به خود جلب کند و در حال حاضر توجه و تحقیقات گسترده ای را از طرف بسیاری از محققان جلب کرده است.

4. گرانول اسپری

فناوری گرانول اسپری مزایای اتوماسیون بالا ، راندمان تولید بالا و کیفیت بالای پودر سبز را دارد ، بنابراین گرانول اسپری به یک روش گرانول پودر متداول تبدیل شده است.

در سالهای اخیر ، مصرف زمین نادر در زمینه های سنتی اساساً تغییر نکرده است ، اما کاربرد آن در مواد جدید به وضوح افزایش یافته است. به عنوان یک ماده جدید ، نانو y₂O₃یک قسمت برنامه گسترده تری دارد. امروزه روشهای زیادی برای تهیه نانو وجود دارد₂O₃مواد ، که می توانند به سه دسته تقسیم شوند: روش فاز مایع ، روش فاز گاز و روش فاز جامد ، که در میان آنها روش فاز مایع بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. آنها به پیرولیز اسپری ، سنتز هیدروترمال ، میکرومولسیون ، سل ژل ، سنتز احتراق و بارش تقسیم می شوند. با این حال ، نانوذرات اکسید yttrium کروی دارای سطح خاص بالاتری ، انرژی سطح ، سیالیت بهتر و پراکندگی هستند که ارزش آن را دارد.