Propiedades, aplicación y preparación del óxido de itrio.

Estructura cristalina del óxido de itrio.

Óxido de itrio (Y₂O₃) es un óxido blanco de tierras raras insoluble en agua y álcali y soluble en ácido.Es un sesquióxido de tierras raras de tipo C típico con estructura cúbica centrada en el cuerpo.

Tabla de parámetros de cristal de Y₂O₃

Diagrama de estructura cristalina de Y₂O₃

Propiedades físicas y químicas del óxido de itrio.

(1) la masa molar es 225,82 g/mol y la densidad es 5,01 g/cm³;

(2) Punto de fusión 2410℃, punto de ebullición 4300℃, buena estabilidad térmica;

(3) Buena estabilidad física y química y buena resistencia a la corrosión;

(4) La conductividad térmica es alta, que puede alcanzar 27 W/(MK) a 300 K, que es aproximadamente el doble de la conductividad térmica del granate de itrio y aluminio (Y₃Al₅O₁₂), lo cual resulta muy beneficioso para su uso como medio de trabajo láser;

(5) El rango de transparencia óptica es amplio (0,29 ~ 8 μm) y la transmitancia teórica en la región visible puede alcanzar más del 80%;

(6) La energía del fonón es baja y el pico más fuerte del espectro Raman se encuentra a 377 cm.^-1, lo cual es beneficioso para reducir la probabilidad de transición no radiativa y mejorar la eficiencia luminosa de conversión ascendente;

(7) Menos de 2200℃, Y₂O₃es una fase cúbica sin birrefringencia.El índice de refracción es 1,89 en la longitud de onda de 1050 nm.Transformándose en fase hexagonal por encima de 2200℃;

(8) La brecha energética de Y₂O₃es muy amplio, hasta 5,5 eV, y el nivel de energía de los iones luminiscentes de tierras raras trivalentes dopados se encuentra entre la banda de valencia y la banda de conducción de Y₂O₃y por encima del nivel de energía de Fermi, formando así centros luminiscentes discretos.

(9)Y₂O₃, como material de matriz, puede acomodar una alta concentración de iones trivalentes de tierras raras y reemplazar Y³⁺iones sin causar cambios estructurales.

Principales usos del óxido de itrio

El óxido de itrio, como material aditivo funcional, se usa ampliamente en los campos de la energía atómica, aeroespacial, fluorescencia, electrónica, cerámica de alta tecnología, etc. debido a sus excelentes propiedades físicas, como una alta constante dieléctrica, buena resistencia al calor y fuerte corrosión. resistencia.

Fuente de la imagen: Red

1, como material de matriz de fósforo, se utiliza en los campos de visualización, iluminación y marcado;

2. Como material medio láser, se pueden preparar cerámicas transparentes con alto rendimiento óptico, que se pueden utilizar como medio de trabajo láser para lograr una salida láser a temperatura ambiente;

3. Como material de matriz luminiscente de conversión ascendente, se utiliza en detección de infrarrojos, etiquetado de fluorescencia y otros campos;

4, fabricado en cerámica transparente, que se puede utilizar para lentes visibles e infrarrojas, tubos de lámparas de descarga de gas de alta presión, centelleadores de cerámica, ventanas de observación de hornos de alta temperatura, etc.

5, se puede utilizar como recipiente de reacción, material resistente a altas temperaturas, material refractario, etc.

6. Como materias primas o aditivos, también se utilizan ampliamente en materiales superconductores de alta temperatura, materiales de cristal láser, cerámicas estructurales, materiales catalíticos, cerámicas dieléctricas, aleaciones de alto rendimiento y otros campos.

Método de preparación de polvo de óxido de itrio.

El método de precipitación en fase líquida se utiliza a menudo para preparar óxidos de tierras raras, que incluye principalmente el método de precipitación de oxalato, el método de precipitación de bicarbonato de amonio, el método de hidrólisis de urea y el método de precipitación de amoníaco.Además, la granulación por pulverización es también un método de preparación que ha suscitado gran preocupación en la actualidad.Método de precipitación de sal

1. método de precipitación de oxalato

El óxido de tierras raras preparado mediante el método de precipitación de oxalato tiene las ventajas de un alto grado de cristalización, buena forma cristalina, velocidad de filtración rápida, bajo contenido de impurezas y fácil operación, que es un método común para preparar óxido de tierras raras de alta pureza en la producción industrial.

Método de precipitación con bicarbonato de amonio

2. Método de precipitación con bicarbonato de amonio

El bicarbonato de amonio es un precipitante barato.En el pasado, la gente solía utilizar el método de precipitación con bicarbonato de amonio para preparar carbonato mixto de tierras raras a partir de una solución de lixiviación de minerales de tierras raras.En la actualidad, los óxidos de tierras raras se preparan mediante el método de precipitación con bicarbonato de amonio en la industria.Generalmente, el método de precipitación de bicarbonato de amonio consiste en agregar bicarbonato de amonio sólido o en solución a una solución de cloruro de tierras raras a una temperatura determinada. Después de envejecer, lavar, secar y quemar, se obtiene el óxido.Sin embargo, debido a la gran cantidad de burbujas generadas durante la precipitación del bicarbonato de amonio y al valor de pH inestable durante la reacción de precipitación, la velocidad de nucleación es rápida o lenta, lo que no favorece el crecimiento de los cristales.Para obtener el óxido con el tamaño de partícula y la morfología ideales, las condiciones de reacción deben controlarse estrictamente.

3. Precipitación de urea

El método de precipitación de urea se usa ampliamente en la preparación de óxidos de tierras raras, que no solo es económico y fácil de operar, sino que también tiene el potencial de lograr un control preciso de la nucleación de precursores y el crecimiento de partículas, por lo que el método de precipitación de urea ha atraído cada vez a más personas. favor y atrajo una amplia atención e investigación de muchos académicos en la actualidad.

4. Granulación por pulverización

La tecnología de granulación por pulverización tiene las ventajas de una alta automatización, una alta eficiencia de producción y una alta calidad del polvo verde, por lo que la granulación por pulverización se ha convertido en un método de granulación de polvo de uso común.

En los últimos años, el consumo de tierras raras en los campos tradicionales no ha cambiado básicamente, pero sí ha aumentado evidentemente su aplicación en nuevos materiales.Como nuevo material, nano Y₂O₃tiene un campo de aplicación más amplio.Hoy en día existen muchos métodos para preparar nano Y.₂O₃Materiales, que se pueden dividir en tres categorías: método en fase líquida, método en fase gaseosa y método en fase sólida, entre los cuales el método en fase líquida es el más utilizado. Se dividen en pirólisis por pulverización, síntesis hidrotermal, microemulsión, sol-gel, combustión. síntesis y precipitación.Sin embargo, las nanopartículas de óxido de itrio esferoidizadas tendrán una mayor superficie específica, energía superficial y mejor fluidez y dispersión, en lo que vale la pena centrarse.