Důležité sloučeniny vzácných zemin: Jaká jsou použití prášku oxidu yttria?
Vzácná zemina je nesmírně důležitým strategickým zdrojem a má nezastupitelnou roli v průmyslové výrobě.Automobilové sklo, nukleární magnetická rezonance, optické vlákno, displej z tekutých krystalů atd. jsou neoddělitelné od přídavku vzácných zemin.Mezi nimi je yttrium (Y) jedním z prvků kovů vzácných zemin a je to druh šedého kovu.Vzhledem k vysokému obsahu v zemské kůře je však cenově poměrně levný a má široké využití. V současné společenské výrobě se používá především ve stavu slitiny yttria a oxidu yttria.
Yttrium Metal
Mezi nimi je oxid yttrium (Y2O3) nejdůležitější sloučeninou yttria.Je nerozpustný ve vodě a zásadách, rozpustný v kyselině a má vzhled bílého krystalického prášku (krystalická struktura patří do krychlové soustavy).Má velmi dobrou chemickou stabilitu a je ve vakuu.Nízká těkavost, vysoká tepelná odolnost, odolnost proti korozi, vysoké dielektrikum, průhlednost (infračervené) a další výhody, takže se používá v mnoha oblastech.Jaké jsou ty konkrétní? Pojďme se na to podívat.
Krystalová struktura oxidu yttria
01 Syntéza yttriem stabilizovaného zirkonového prášku.Během ochlazování čistého ZrO2 z vysoké teploty na pokojovou teplotu dojde k následujícím fázovým změnám: kubická fáze (c) → tetragonální fáze (t) → monoklinická fáze (m), kde t nastane při 1150°C →m fázová změna, doprovázené objemovou expanzí asi o 5 %.Pokud je však bod fázového přechodu t→m ZrO2 stabilizován na pokojovou teplotu, je fázový přechod t→m indukován napětím během zatížení. V důsledku objemového efektu generovaného fázovou změnou je absorbováno velké množství lomové energie , takže materiál vykazuje abnormálně vysokou lomovou energii, takže materiál vykazuje abnormálně vysokou lomovou houževnatost, což má za následek houževnatost při fázové transformaci a vysokou houževnatost a vysokou odolnost proti opotřebení.sex.
Pro dosažení fázového houževnatění zirkonové keramiky je třeba přidat určitý stabilizátor a za určitých podmínek vypalování, vysokoteplotně stabilní fázově-tetragonální meta-stabilizace na pokojovou teplotu, získá tetragonální fázi, která může být fázově transformována při pokojové teplotě .Jde o stabilizační účinek stabilizátorů na oxid zirkoničitý.Y2O3 je dosud nejvíce prozkoumaným stabilizátorem oxidu zirkoničitého. Slinutý materiál Y-TZP má vynikající mechanické vlastnosti při pokojové teplotě, vysokou pevnost, dobrou lomovou houževnatost a zrnitost materiálu v kolektivu je malá a stejnoměrná, takže má přitahoval větší pozornost.02 Slinovací pomůcky Slinování mnoha speciální keramiky vyžaduje účast slinovacích pomůcek.Úlohu slinovacích pomůcek lze obecně rozdělit do následujících částí: tvorba tuhého roztoku s aglomerátem; zabránění transformaci krystalické formy;inhibovat růst krystalových zrn;produkují kapalnou fázi.Například při slinování oxidu hlinitého se oxid hořečnatý MgO často přidává jako stabilizátor mikrostruktury během procesu slinování.Může zjemnit zrna, výrazně snížit rozdíl v energii na hranicích zrn, oslabit anizotropii růstu zrna a inhibovat přerušovaný růst zrna.Vzhledem k tomu, že MgO je při vysokých teplotách vysoce těkavý, za účelem dosažení dobrých výsledků se oxid yttritý často míchá s MgO.Y2O3 může zjemnit krystalová zrna a podpořit zhuštění slinováním.03YAG práškový syntetický yttrium-hliníkový granát (Y3Al5O12) je umělá sloučenina, žádné přírodní minerály, bezbarvý, Mohsova tvrdost může dosáhnout 8,5, bod tání 1950 ℃, nerozpustný v kyselině sírové, kyselině chlorovodíkové, kyselině dusičné, fluorovodíkové atd. vysokoteplotní metoda pevné fáze je tradiční metodou pro přípravu prášku YAG. Podle poměru získaného v binárním fázovém diagramu oxidu yttria a oxidu hlinitého se dva prášky smíchají a vypálí při vysoké teplotě a prášek YAG se vytvoří přes pevnou látku. -fázová reakce mezi oxidy.Za podmínek vysoké teploty, při reakci oxidu hlinitého a oxidu yttria, se nejprve vytvoří mezofáze YAM a YAP a nakonec vznikne YAG.
Vysokoteplotní metoda přípravy YAG prášku v pevné fázi má mnoho aplikací.Například velikost jeho vazby Al-O je malá a energie vazby je vysoká.Při dopadu elektronů je optický výkon udržován stabilní a zavedení prvků vzácných zemin může výrazně zlepšit luminiscenční výkon fosforu. A YAG se může stát fosforem dopováním trojmocnými ionty vzácných zemin, jako jsou Ce3+ a Eu3+.Kromě toho má krystal YAG dobrou průhlednost, velmi stabilní fyzikální a chemické vlastnosti, vysokou mechanickou pevnost a dobrou odolnost proti tepelnému tečení.Jedná se o laserový krystalový materiál se širokou škálou aplikací a ideálním výkonem.
Transparentní keramika YAG crystal 04 Oxid yttrium byl vždy středem výzkumu v oblasti transparentní keramiky.Patří do kubické krystalové soustavy a má izotropní optické vlastnosti každé osy.Ve srovnání s anizotropií průhledného oxidu hlinitého je obraz méně zkreslený, proto byl postupně oceňován a rozvíjen špičkovými objektivy nebo vojenskými optickými okny.Hlavní charakteristiky jeho fyzikálních a chemických vlastností jsou: ①Vysoký bod tání,chemická a fotochemická stabilita je dobrá a rozsah optické průhlednosti je široký (0,23~8,0μm);②Při 1050 nm je jeho index lomu až 1,89, díky čemuž má teoretickou propustnost více než 80 %;③Y2O3 má dostatek, aby pojal většinu Pásmová mezera od většího vodivostního pásma k valenčnímu pásmu emisní úrovně trojmocných iontů vzácných zemin může být účinně přizpůsobena dopováním iontů vzácných zemin. Aby bylo možné realizovat multifunkcionalizaci jeho aplikace ;④Fononová energie je nízká a jeho maximální fononová mezní frekvence je asi 550 cm-1.Nízká fononová energie může potlačit pravděpodobnost neradiačního přechodu, zvýšit pravděpodobnost radiačního přechodu a zlepšit kvantovou účinnost luminiscence;⑤Vysoká tepelná vodivost, asi 13,6W/(m·K), vysoká tepelná vodivost je extrémně
důležitý pro něj jako pevný materiál laserového média.
Transparentní keramika s oxidem yttritým vyvinutá japonskou Kamishima Chemical Company
Teplota tání Y2O3 je asi 2690 ℃ a teplota slinování při pokojové teplotě je asi 1700 ~ 1800 ℃.Pro výrobu keramiky propouštějící světlo je nejlepší použít lisování za tepla a slinování.Díky svým vynikajícím fyzikálním a chemickým vlastnostem je průhledná keramika Y2O3 široce používána a potenciálně vyvíjena, včetně: infračervených oken a kopulí střel, viditelných a infračervených čoček, vysokotlakých plynových výbojek, keramických scintilátorů, keramických laserů a dalších oborů
Čas odeslání: 25. listopadu 2021