خصائص وتطبيق وإعداد أكسيد الإيتريوم

التركيب البلوري لأكسيد الإيتريوم

أكسيد الإيتريوم (Y₂O₃) هو أكسيد أرضي نادر أبيض غير قابل للذوبان في الماء والقلويات وقابل للذوبان في الأحماض.وهو عبارة عن أكسيد سيسكيوكسيد ترابي نادر نموذجي من النوع C مع هيكل مكعب يتمحور حول الجسم.

جدول المعلمات البلوري لـ Y₂O₃

مخطط الهيكل البلوري لـ Y₂O₃

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لأكسيد الإيتريوم

(1) الكتلة المولية 225.82 جم/مول والكثافة 5.01 جم/سم3³;

(2) نقطة الانصهار 2410درجه مئويةنقطة الغليان 4300درجه مئويةالاستقرار الحراري الجيد.

(3) الاستقرار الفيزيائي والكيميائي الجيد والمقاومة الجيدة للتآكل؛

(4) الموصلية الحرارية عالية، والتي يمكن أن تصل إلى 27 واط/(MK) عند 300 كلفن، وهو حوالي ضعف التوصيل الحراري لعقيق ألومنيوم الإيتريوم (Y)₃Al₅O₁₂)، وهو مفيد جدًا لاستخدامه كوسيط عمل بالليزر؛

(5) نطاق الشفافية البصرية واسع (0.29 ~ 8μm)، ويمكن أن يصل النفاذية النظرية في المنطقة المرئية إلى أكثر من 80%؛

(6) طاقة الفونون منخفضة، وأقوى قمة في طيف رامان تقع عند 377 سم^-1، وهو أمر مفيد لتقليل احتمالية التحول غير الإشعاعي وتحسين كفاءة التحويل المضيئة؛

(7) تحت 2200درجه مئوية، ي₂O₃هي مرحلة مكعبة دون انكسار مزدوج.معامل الانكسار هو 1.89 عند الطول الموجي 1050 نانومتر.التحول إلى مرحلة سداسية فوق 2200درجه مئوية;

(8) فجوة الطاقة في Y₂O₃واسعة جدًا، تصل إلى 5.5 فولت، ومستوى الطاقة لأيونات الأرض النادرة ثلاثية التكافؤ المخدرة يقع بين نطاق التكافؤ ونطاق التوصيل Y₂O₃وفوق مستوى طاقة فيرمي، وبالتالي تشكيل مراكز الانارة المنفصلة.

(9) ي₂O₃، باعتبارها مادة مصفوفة، يمكن أن تستوعب تركيزًا عاليًا من أيونات الأرض النادرة ثلاثية التكافؤ وتحل محل Y³⁺الأيونات دون التسبب في تغييرات هيكلية.

الاستخدامات الرئيسية لأكسيد الإيتريوم

يستخدم أكسيد الإيتريوم، كمادة مضافة وظيفية، على نطاق واسع في مجالات الطاقة الذرية والفضاء والفلورية والإلكترونيات والسيراميك عالي التقنية وما إلى ذلك بسبب خصائصه الفيزيائية الممتازة مثل ثابت العزل الكهربائي العالي والمقاومة الجيدة للحرارة والتآكل القوي. مقاومة.

مصدر الصورة: الشبكة

1، كمادة مصفوفة الفوسفور، يتم استخدامه في مجالات العرض والإضاءة ووضع العلامات؛

2 ، باعتبارها مادة ليزر متوسطة، يمكن تحضير السيراميك الشفاف ذو الأداء البصري العالي، والذي يمكن استخدامه كوسيلة عمل ليزر لتحقيق إخراج الليزر في درجة حرارة الغرفة؛

3 ، باعتبارها مادة مصفوفة الانارة تحويل لأعلى، يتم استخدامه في الكشف عن الأشعة تحت الحمراء، ووضع العلامات مضان وغيرها من المجالات؛

4 ، مصنوعة من السيراميك الشفاف ، والتي يمكن استخدامها للعدسات المرئية والأشعة تحت الحمراء ، وأنابيب مصباح تفريغ الغاز عالي الضغط ، ومضات السيراميك ، ونوافذ مراقبة الفرن ذات درجة الحرارة العالية ، إلخ

5 ، يمكن استخدامه كسفينة تفاعل ، مادة مقاومة لدرجات الحرارة العالية ، مادة مقاومة للحرارة ، إلخ.

6 ، كمواد خام أو إضافات، فهي تستخدم أيضًا على نطاق واسع في المواد فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية، ومواد كريستال الليزر، والسيراميك الإنشائي، والمواد الحفازة، والسيراميك العازل، والسبائك عالية الأداء وغيرها من المجالات.

طريقة تحضير مسحوق أكسيد الإيتريوم

غالبًا ما تستخدم طريقة ترسيب الطور السائل لتحضير أكاسيد الأتربة النادرة، والتي تتضمن بشكل أساسي طريقة ترسيب الأكسالات، وطريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم، وطريقة التحلل المائي لليوريا، وطريقة ترسيب الأمونيا.بالإضافة إلى ذلك، يعتبر التحبيب بالرش أيضًا طريقة تحضير تحظى باهتمام واسع النطاق في الوقت الحاضر.طريقة ترسيب الملح

1. طريقة ترسيب الأكسالات

يتميز أكسيد الأتربة النادرة المحضر بطريقة ترسيب الأكسالات بمزايا درجة التبلور العالية، والشكل البلوري الجيد، وسرعة الترشيح السريعة، ومحتوى الشوائب المنخفض والتشغيل السهل، وهي طريقة شائعة لإعداد أكسيد الأتربة النادرة عالي النقاء في الإنتاج الصناعي.

طريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم

2. طريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم

بيكربونات الأمونيوم مادة مرسبة رخيصة الثمن.في الماضي، كان الناس غالبًا ما يستخدمون طريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم لتحضير كربونات الأتربة النادرة المختلطة من محلول الترشيح لخام الأتربة النادرة.في الوقت الحاضر، يتم تحضير أكاسيد الأتربة النادرة بطريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم في الصناعة.بشكل عام، تتمثل طريقة ترسيب بيكربونات الأمونيوم في إضافة مادة صلبة أو محلول بيكربونات الأمونيوم إلى محلول كلوريد الأرض النادرة عند درجة حرارة معينة، وبعد التعتيق والغسيل والتجفيف والحرق، يتم الحصول على الأكسيد.ومع ذلك، نظرًا للعدد الكبير من الفقاعات المتولدة أثناء هطول بيكربونات الأمونيوم وقيمة الرقم الهيدروجيني غير المستقرة أثناء تفاعل الهطول، يكون معدل النواة سريعًا أو بطيئًا، وهو ما لا يفضي إلى نمو البلورات.من أجل الحصول على الأكسيد بحجم جسيم وشكل مثالي، يجب التحكم بدقة في ظروف التفاعل.

3. ترسيب اليوريا

تُستخدم طريقة ترسيب اليوريا على نطاق واسع في تحضير أكسيد الأتربة النادرة، وهو ليس رخيصًا وسهل التشغيل فحسب، بل لديه أيضًا القدرة على تحقيق تحكم دقيق في نواة السلائف ونمو الجسيمات، لذلك اجتذبت طريقة ترسيب اليوريا المزيد والمزيد من الناس تفضل وجذبت اهتمامًا وأبحاثًا واسعة النطاق من العديد من العلماء في الوقت الحاضر.

4. رش التحبيب

تتميز تقنية التحبيب بالرش بمزايا الأتمتة العالية وكفاءة الإنتاج العالية والجودة العالية للمسحوق الأخضر، لذلك أصبح التحبيب بالرش طريقة شائعة الاستخدام لتحبيب المسحوق.

في السنوات الأخيرة، لم يتغير استهلاك العناصر الأرضية النادرة في المجالات التقليدية بشكل أساسي، ولكن تطبيقها في المواد الجديدة زاد بشكل واضح.كمادة جديدة، نانو Y₂O₃لديها مجال تطبيق أوسع.في الوقت الحاضر، هناك العديد من الطرق لتحضير النانو واي₂O₃المواد، والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: طريقة الطور السائل، وطريقة الطور الغازي، وطريقة الطور الصلب، من بينها طريقة الطور السائل هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. وهي مقسمة إلى الانحلال الحراري بالرش، والتوليف الحراري المائي، والمستحلب الدقيق، والسول جل، والاحتراق التوليف وهطول الأمطار.ومع ذلك، فإن الجسيمات النانوية لأكسيد الإيتريوم الكروية سيكون لها مساحة سطح محددة أعلى، وطاقة سطحية، وسيولة وتشتت أفضل، وهو ما يستحق التركيز عليه.