ທາດປະສົມຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່ສໍາຄັນ: ການນໍາໃຊ້ຝຸ່ນ yttrium oxide ແມ່ນຫຍັງ?
ແຜ່ນດິນຫາຍາກແມ່ນຊັບພະຍາກອນຍຸດທະສາດທີ່ມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ສຸດ, ແລະມັນມີບົດບາດທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້ໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ.ແກ້ວລົດຍົນ, ການສະທ້ອນສະນະແມ່ເຫຼັກນິວເຄລຍ, ເສັ້ນໄຍ optical, ການສະແດງໄປເຊຍກັນຂອງແຫຼວ, ແລະອື່ນໆແມ່ນບໍ່ສາມາດແຍກອອກຈາກການເພີ່ມຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກ.ໃນບັນດາພວກມັນ, yttrium (Y) ແມ່ນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບໂລຫະທີ່ຫາຍາກຂອງໂລກແລະເປັນປະເພດຂອງໂລຫະສີຂີ້ເຖົ່າ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກເນື້ອໃນສູງຂອງມັນຢູ່ໃນ crust ຂອງໂລກ, ລາຄາແມ່ນຂ້ອນຂ້າງລາຄາຖືກແລະມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ໃນການຜະລິດສັງຄົມໃນປະຈຸບັນ, ມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະພາບຂອງໂລຫະປະສົມ yttrium ແລະ yttrium oxide.
ໂລຫະ Yttrium
ໃນບັນດາພວກມັນ, yttrium oxide (Y2O3) ແມ່ນສານປະກອບ yttrium ທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ.ມັນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ຳ ແລະ ເປັນດ່າງ, ລະລາຍໃນອາຊິດ ແລະ ມີລັກສະນະເປັນຜົງຜລຶກສີຂາວ (ໂຄງປະກອບໄປເຊຍກັນເປັນຂອງລະບົບກ້ອນ).ມັນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີຫຼາຍແລະຢູ່ພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດ.ການເຫນັງຕີງຕ່ໍາ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນສູງ, ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, dielectric ສູງ, ຄວາມໂປ່ງໃສ (infrared) ແລະຂໍ້ໄດ້ປຽບອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນມັນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍຂົງເຂດ.ມີຫຍັງແດ່?ມາເບິ່ງກັນເລີຍ.
ໂຄງປະກອບການໄປເຊຍກັນຂອງ yttrium oxide
01 ການສັງເຄາະ yttrium stabilized zirconia ຜົງ.ການປ່ຽນແປງໄລຍະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ຈະເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຮັດໃຫ້ຄວາມເຢັນ ZrO2 ອັນບໍລິສຸດຈາກອຸນຫະພູມສູງກັບອຸນຫະພູມຫ້ອງ: cubic phase (c) → tetragonal phase (t) → monoclinic phase (m), ທີ່ t ຈະເກີດຂຶ້ນຢູ່ທີ່ 1150 ° C → m ການປ່ຽນແປງໄລຍະ, ພ້ອມກັບການຂະຫຍາຍປະລິມານປະມານ 5%.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າຈຸດປ່ຽນໄລຍະ t→m ຂອງ ZrO2 ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງກັບອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະ t → m ແມ່ນ induced ໂດຍຄວາມກົດດັນໃນລະຫວ່າງການໂຫຼດ. ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບປະລິມານທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການປ່ຽນແປງໄລຍະ, ຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງພະລັງງານກະດູກຫັກໄດ້ຖືກດູດຊຶມ. , ດັ່ງນັ້ນວັດສະດຸສະແດງໃຫ້ເຫັນພະລັງງານກະດູກຫັກສູງຜິດປົກກະຕິ, ດັ່ງນັ້ນວັດສະດຸສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກສູງຜິດປົກກະຕິ, ເຮັດໃຫ້ການຫັນເປັນໄລຍະ toughness, ແລະຄວາມທົນທານສູງແລະທົນທານຕໍ່ພັຍສູງ.ເພດ.
ເພື່ອບັນລຸການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ເຄັ່ງຄັດຂອງເຊລາມິກ zirconia, ຕ້ອງເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ແນ່ນອນແລະພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໄຟໄຫມ້ບາງຢ່າງ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມສູງໄລຍະ - tetragonal meta-stabilization ກັບອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ໄດ້ຮັບໄລຍະ tetragonal ທີ່ສາມາດປ່ຽນໄລຍະໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. .ມັນແມ່ນຜົນກະທົບຂອງສະຖຽນລະພາບຂອງ stabilizers ໃນ zirconia.Y2O3 ເປັນ stabilizer zirconium oxide ຄົ້ນຄ້ວາຫຼາຍທີ່ສຸດມາເຖິງຕອນນັ້ນ. ວັດສະດຸ Y-TZP sintered ມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກທີ່ດີ, ແລະຂະຫນາດເມັດພືດໃນສ່ວນລວມຂອງມັນແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍແລະເປັນເອກະພາບ, ສະນັ້ນມັນມີ. ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍຂຶ້ນ.02 Sintering aids ການ sintering ຂອງ ceramics ພິເສດຈໍານວນຫຼາຍຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການມີສ່ວນຮ່ວມຂອງ sintering aids.ພາລະບົດບາດຂອງການຊ່ວຍເຫຼືອ sintering ໂດຍທົ່ວໄປສາມາດແບ່ງອອກເປັນພາກສ່ວນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ກອບເປັນຈໍານວນການແກ້ໄຂແຂງກັບ sinter ໄດ້;ຍັບຍັ້ງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງເມັດຜລຶກ;ຜະລິດໄລຍະຂອງແຫຼວ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນ sintering ຂອງ alumina, magnesium oxide MgO ມັກຈະຖືກເພີ່ມເປັນ microstructure stabilizer ໃນລະຫວ່າງການຂະບວນການ sintering.ມັນສາມາດປັບປຸງເມັດພືດໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງພະລັງງານຂອບເຂດເມັດພືດ, ເຮັດໃຫ້ anisotropy ຂອງການຂະຫຍາຍຕົວເມັດພືດອ່ອນແອ, ແລະຍັບຍັ້ງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເມັດພືດທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງ.ເນື່ອງຈາກ MgO ມີຄວາມຜັນຜວນສູງໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເພື່ອບັນລຸຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີ, Yttrium oxide ມັກຈະປະສົມກັບ MgO.Y2O3 ສາມາດປັບປຸງເມັດພືດໄປເຊຍກັນແລະສົ່ງເສີມການ sintering densification.03YAG ຜົງສັງເຄາະ yttrium ອະລູມິນຽມ garnet (Y3Al5O12) ເປັນສານປະສົມທີ່ມະນຸດສ້າງ, ບໍ່ມີແຮ່ທາດທໍາມະຊາດ, ບໍ່ມີສີ, ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ສາມາດບັນລຸ 8.5, ຈຸດ melting 1950 ℃, insoluble ໃນອາຊິດຊູນຟູຣິກ, ອາຊິດ hydrochloric, ອາຊິດ nitric, ອາຊິດ hydrofluoric, ແລະອື່ນໆ. ວິທີການໄລຍະແຂງຂອງອຸນຫະພູມສູງແມ່ນວິທີການແບບດັ້ງເດີມສໍາລັບການກະກຽມຝຸ່ນ YAG. ອີງຕາມອັດຕາສ່ວນທີ່ໄດ້ຮັບໃນແຜນວາດໄລຍະຄູ່ຂອງ yttrium oxide ແລະອາລູມິນຽມອອກໄຊ, ຜົງສອງແມ່ນປະສົມແລະຖືກໄຟໄຫມ້ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ແລະຝຸ່ນ YAG ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານແຂງ. ປະຕິກິລິຍາໄລຍະລະຫວ່າງ oxides ໄດ້.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມສູງ, ໃນປະຕິກິລິຍາຂອງອາລູມິນຽມແລະ yttrium oxide, mesophases YAM ແລະ YAP ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນກ່ອນ, ແລະສຸດທ້າຍ YAG ຈະຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ.
ວິທີການໄລຍະແຂງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງສໍາລັບການກະກຽມຝຸ່ນ YAG ມີຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.ຕົວຢ່າງ, ຂະຫນາດພັນທະບັດ Al-O ຂອງມັນຂະຫນາດນ້ອຍແລະພະລັງງານພັນທະບັດແມ່ນສູງ.ພາຍໃຕ້ຜົນກະທົບຂອງອິເລັກຕອນ, ການປະຕິບັດ optical ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຢ່າງຫມັ້ນຄົງ, ແລະການນໍາຂອງອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບ luminescence ຂອງ phosphor ໄດ້. ແລະ YAG ສາມາດກາຍເປັນ phosphor ໂດຍ doping ກັບ trivalent rare earth ions ເຊັ່ນ Ce3+ ແລະ Eu3+.ນອກຈາກນັ້ນ, ໄປເຊຍກັນ YAG ມີຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ດີ, ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະສານເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ, ແລະຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ.ມັນເປັນອຸປະກອນການໄປເຊຍກັນ laser ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະປະສິດທິພາບທີ່ເຫມາະສົມ.
YAG crystal 04 ໂປ່ງໃສ ceramic yttrium oxide ໄດ້ສະເຫມີເປັນຈຸດສຸມການຄົ້ນຄວ້າໃນຂົງເຂດຂອງ ceramics ໂປ່ງໃສ.ມັນເປັນຂອງລະບົບໄປເຊຍກັນ cubic ແລະມີຄຸນສົມບັດ optical isotropic ຂອງແຕ່ລະແກນ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບ anisotropy ຂອງ alumina ໂປ່ງໃສ, ຮູບພາບໄດ້ຖືກບິດເບືອນຫນ້ອຍ, ສະນັ້ນຄ່ອຍໆ, ມັນໄດ້ຖືກປະເມີນມູນຄ່າແລະການພັດທະນາໂດຍທັດສະນະທີ່ສູງທີ່ສຸດຫຼືປ່ອງຢ້ຽມ optical ທະຫານ.ຄຸນລັກສະນະຕົ້ນຕໍຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງເຄມີຂອງມັນແມ່ນ: ①ຈຸດລະລາຍສູງ, ສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີແລະ photochemical ແມ່ນດີ, ແລະລະດັບຄວາມໂປ່ງໃສ optical ແມ່ນກວ້າງ (0.23 ~ 8.0μm);②At 1050nm, ດັດຊະນີການສະທ້ອນຂອງມັນແມ່ນສູງເຖິງ 1.89, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນມີການຖ່າຍທອດທາງທິດສະດີຫຼາຍກ່ວາ 80%;③Y2O3 ມີພຽງພໍທີ່ຈະຮອງຮັບໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ ຊ່ອງຫວ່າງແຖບຈາກແຖບ conduction ຂະຫນາດໃຫຍ່ໄປຫາແຖບ valence ຂອງລະດັບການປ່ອຍອາຍພິດຂອງ ions ໂລກທີ່ຫາຍາກ trivalent ສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍການ doping ຂອງ ions ໂລກຫາຍາກໄດ້. ;④ພະລັງງານ phonon ແມ່ນຕ່ໍາ, ແລະຄວາມຖີ່ຂອງການຕັດ phonon ສູງສຸດຂອງຕົນແມ່ນປະມານ 550cm-1.ພະລັງງານ phonon ຕ່ໍາສາມາດສະກັດກັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຫັນປ່ຽນທີ່ບໍ່ແມ່ນ radiative, ເພີ່ມຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຫັນປ່ຽນ radiation, ແລະປັບປຸງ luminescence quantum ປະສິດທິພາບ;⑤ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ປະມານ 13.6W/(m·K), ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແມ່ນທີ່ສຸດ.
ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບມັນເປັນອຸປະກອນການຂະຫນາດກາງ laser ແຂງ.
Yttrium oxide ceramics ໂປ່ງໃສທີ່ພັດທະນາໂດຍບໍລິສັດເຄມີ Kamishima ຂອງຍີ່ປຸ່ນ
ຈຸດ melting ຂອງ Y2O3 ແມ່ນປະມານ 2690 ℃, ແລະອຸນຫະພູມ sintering ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງແມ່ນປະມານ 1700 ~ 1800 ℃.ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເຊລາມິກທີ່ມີແສງສະຫວ່າງ, ມັນດີທີ່ສຸດທີ່ຈະໃຊ້ການກົດດັນແລະ sintering.ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງເຄມີທີ່ດີເລີດ, ເຊລາມິກໂປ່ງໃສ Y2O3 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະມີຄວາມສາມາດພັດທະນາ, ລວມທັງ: ປ່ອງຢ້ຽມແລະ domes infrared ລູກສອນໄຟ, ແວ່ນຕາແລະ infrared, ໂຄມໄຟລະບາຍອາຍແກັສຄວາມກົດດັນສູງ, scintillators ceramics, lasers ceramic ແລະພາກສະຫນາມອື່ນໆ.
ເວລາປະກາດ: 25-11-2021