Proprietà, applicazione e preparazione dell'ossido di ittrio

Struttura cristallina dell'ossido di ittrio

Ossido di ittrio (Y₂O₃) è un ossido bianco di terre rare insolubile in acqua e alcali e solubile in acido. È un tipico sesquiossido di terre rare di tipo C con struttura cubica a corpo centrato.

Tabella dei parametri del cristallo di Y₂O₃

Diagramma della struttura cristallina di Y₂O₃

Proprietà fisiche e chimiche dell'ossido di ittrio

(1) la massa molare è 225,82 g/mol e la densità è 5,01 g/cm³;

(2) Punto di fusione 2410℃, punto di ebollizione 4300℃, buona stabilità termica;

(3) Buona stabilità fisica e chimica e buona resistenza alla corrosione;

(4) La conduttività termica è elevata, che può raggiungere 27 W/(MK) a 300K, che è circa il doppio della conduttività termica del granato di ittrio e alluminio (Y₃Al₅O₁₂), che è molto vantaggioso per il suo utilizzo come mezzo di lavoro del laser;

(5) L'intervallo di trasparenza ottica è ampio (0,29~8μm) e la trasmittanza teorica nella regione visibile può raggiungere oltre l'80%;

(6) L'energia fononica è bassa e il picco più forte dello spettro Raman si trova a 377 cm^-1, che è utile per ridurre la probabilità di transizione non radiativa e migliorare l'efficienza luminosa di conversione verso l'alto;

(7) Sotto 2200℃, Y₂O₃è una fase cubica senza birifrangenza. L'indice di rifrazione è 1,89 alla lunghezza d'onda di 1050 nm. Trasformazione in fase esagonale sopra 2200℃;

(8) Il gap energetico di Y₂O₃è molto ampio, fino a 5,5 eV, e il livello di energia degli ioni luminescenti trivalenti delle terre rare drogati è compreso tra la banda di valenza e la banda di conduzione di Y₂O₃e sopra il livello energetico di Fermi, formando così centri luminescenti discreti.

(9)Y₂O₃, come materiale della matrice, può ospitare un'elevata concentrazione di ioni di terre rare trivalenti e sostituire Y³⁺ioni senza causare cambiamenti strutturali.

Principali usi dell'ossido di ittrio

L'ossido di ittrio, come materiale additivo funzionale, è ampiamente utilizzato nei campi dell'energia atomica, aerospaziale, della fluorescenza, dell'elettronica, della ceramica high-tech e così via grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche come elevata costante dielettrica, buona resistenza al calore e forte corrosione resistenza.

Fonte immagine: rete

1, come materiale a matrice di fosforo, viene utilizzato nei campi dell'esposizione, dell'illuminazione e della marcatura;

2, come materiale laser medio, è possibile preparare ceramiche trasparenti con elevate prestazioni ottiche, che possono essere utilizzate come mezzo di lavoro laser per realizzare l'uscita laser a temperatura ambiente;

3, come materiale a matrice luminescente con conversione verso l'alto, viene utilizzato nel rilevamento a infrarossi, nell'etichettatura a fluorescenza e in altri campi;

4, realizzato in ceramica trasparente, che può essere utilizzata per lenti visibili e infrarosse, tubi per lampade a scarica di gas ad alta pressione, scintillatori ceramici, finestre di osservazione di forni ad alta temperatura, ecc.

5, può essere utilizzato come recipiente di reazione, materiale resistente alle alte temperature, materiale refrattario, ecc.

6, come materie prime o additivi, sono anche ampiamente utilizzati in materiali superconduttori ad alta temperatura, materiali in cristalli laser, ceramiche strutturali, materiali catalitici, ceramiche dielettriche, leghe ad alte prestazioni e altri campi.

Metodo di preparazione della polvere di ossido di ittrio

Il metodo di precipitazione in fase liquida viene spesso utilizzato per preparare gli ossidi di terre rare, che comprende principalmente il metodo di precipitazione dell'ossalato, il metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio, il metodo di idrolisi dell'urea e il metodo di precipitazione dell'ammoniaca. Inoltre, anche la granulazione a spruzzo è un metodo di preparazione che attualmente è stato ampiamente preso in considerazione. Metodo della precipitazione del sale

1. metodo di precipitazione dell'ossalato

L'ossido di terre rare preparato con il metodo di precipitazione dell'ossalato presenta i vantaggi di un elevato grado di cristallizzazione, buona forma cristallina, elevata velocità di filtrazione, basso contenuto di impurità e facilità d'uso, che è un metodo comune per preparare l'ossido di terre rare ad alta purezza nella produzione industriale.

Metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio

2. Metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio

Il bicarbonato di ammonio è un precipitante economico. In passato, le persone usavano spesso il metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio per preparare il carbonato misto di terre rare dalla soluzione di lisciviazione del minerale di terre rare. Attualmente, gli ossidi delle terre rare vengono preparati nell'industria mediante il metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio. Generalmente, il metodo di precipitazione del bicarbonato di ammonio consiste nell'aggiungere un solido o una soluzione di bicarbonato di ammonio in una soluzione di cloruro di terre rare ad una determinata temperatura. Dopo l'invecchiamento, il lavaggio, l'essiccazione e la combustione, si ottiene l'ossido. Tuttavia, a causa dell'elevato numero di bolle generate durante la precipitazione del bicarbonato di ammonio e del valore di pH instabile durante la reazione di precipitazione, la velocità di nucleazione è rapida o lenta, il che non favorisce la crescita dei cristalli. Per ottenere l'ossido con granulometria e morfologia ideali, le condizioni di reazione devono essere strettamente controllate.

3. Precipitazione dell'urea

Il metodo di precipitazione dell'urea è ampiamente utilizzato nella preparazione dell'ossido di terre rare, che non solo è economico e facile da usare, ma ha anche il potenziale per ottenere un controllo accurato della nucleazione dei precursori e della crescita delle particelle, quindi il metodo di precipitazione dell'urea ha attirato sempre più persone favore e ha attirato attualmente ampia attenzione e ricerca da parte di molti studiosi.

4. Granulazione a spruzzo

La tecnologia di granulazione a spruzzo presenta i vantaggi di un'elevata automazione, un'elevata efficienza produttiva e un'alta qualità della polvere verde, quindi la granulazione a spruzzo è diventata un metodo di granulazione della polvere comunemente utilizzato.

Negli ultimi anni il consumo di terre rare nei settori tradizionali non è sostanzialmente cambiato, ma è ovviamente aumentata la sua applicazione in nuovi materiali. Come nuovo materiale, nano Y₂O₃ha un campo di applicazione più ampio. Al giorno d'oggi, ci sono molti metodi per preparare nano Y₂O₃materiali, che possono essere suddivisi in tre categorie: metodo in fase liquida, metodo in fase gassosa e metodo in fase solida, tra i quali il metodo in fase liquida è il più utilizzato. Si dividono in pirolisi a spruzzo, sintesi idrotermale, microemulsione, sol-gel, combustione sintesi e precipitazione. Tuttavia, le nanoparticelle di ossido di ittrio sferoidizzato avranno un'area superficiale specifica, un'energia superficiale, una migliore fluidità e dispersione più elevate, su cui vale la pena concentrarsi.