Kristallstruktur von Yttriumoxid
Yttriumoxid (Y2O3) ist ein weißes Seltenerdoxid, das in Wasser und Alkali unlöslich, in Säure jedoch löslich ist. Es ist ein typisches C-Typ-Seltenerdsesquioxid mit kubisch-raumzentrierter Struktur.
Kristallparametertabelle von Y2O3
Kristallstrukturdiagramm von Y2O3
Physikalische und chemische Eigenschaften von Yttriumoxid
(1) Die Molmasse beträgt 225,82 g/mol und die Dichte 5,01 g/cm3;
(2) Schmelzpunkt 2410℃, Siedepunkt 4300℃, gute thermische Stabilität;
(3) Gute physikalische und chemische Stabilität und gute Korrosionsbeständigkeit;
(4) Die Wärmeleitfähigkeit ist hoch und kann bei 300 K 27 W/(MK) erreichen, was etwa der doppelten Wärmeleitfähigkeit von Yttrium-Aluminium-Granat (Y3Al5O12), was für seine Verwendung als Laserarbeitsmedium sehr vorteilhaft ist;
(5) Der optische Transparenzbereich ist breit (0,29 bis 8 μm) und die theoretische Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich kann mehr als 80 % erreichen.
(6) Die Phononenenergie ist niedrig, und der stärkste Peak des Raman-Spektrums liegt bei 377 cm-1, was dazu beiträgt, die Wahrscheinlichkeit eines nichtstrahlenden Übergangs zu verringern und die Aufwärtskonvertierungs-Lichtausbeute zu verbessern;
(7) Unter 2200℃, Y2O3ist eine kubische Phase ohne Doppelbrechung. Der Brechungsindex beträgt 1,89 bei einer Wellenlänge von 1050 nm. Über 2200 nm wandelt es sich in eine hexagonale Phase um.℃;
(8) Die Energielücke von Y2O3ist sehr breit, bis zu 5,5 eV, und das Energieniveau dotierter dreiwertiger Seltenerd-Lumineszenzionen liegt zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband von Y2O3und über dem Fermi-Energieniveau, wodurch diskrete Lumineszenzzentren entstehen.
(9)Y2O3kann als Matrixmaterial hohe Konzentrationen dreiwertiger Seltenerdionen aufnehmen und Y ersetzen3+Ionen, ohne dass es zu strukturellen Veränderungen kommt.
Hauptanwendungen von Yttriumoxid
Yttriumoxid wird als funktionales Zusatzmaterial aufgrund seiner hervorragenden physikalischen Eigenschaften wie hoher Dielektrizitätskonstante, guter Hitzebeständigkeit und starker Korrosionsbeständigkeit häufig in den Bereichen Atomenergie, Luft- und Raumfahrt, Fluoreszenz, Elektronik, Hightech-Keramik usw. verwendet.
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1. Als Phosphormatrixmaterial wird es in den Bereichen Anzeige, Beleuchtung und Markierung verwendet.
2. Als Lasermediummaterial kann transparente Keramik mit hoher optischer Leistung hergestellt werden, die als Laserarbeitsmedium verwendet werden kann, um eine Laserleistung bei Raumtemperatur zu erzielen.
3. Als Up-Conversion-Lumineszenzmatrixmaterial wird es in der Infraroterkennung, Fluoreszenzmarkierung und anderen Bereichen verwendet.
4. Hergestellt aus transparenter Keramik, die für sichtbare und infrarote Linsen, Hochdruck-Gasentladungslampen, Keramikszintillatoren, Beobachtungsfenster für Hochtemperaturöfen usw. verwendet werden kann
5. Es kann als Reaktionsgefäß, hochtemperaturbeständiges Material, feuerfestes Material usw. verwendet werden.
6. Als Rohstoffe oder Zusatzstoffe werden sie auch häufig in Hochtemperatur-Supraleitermaterialien, Laserkristallmaterialien, Strukturkeramiken, katalytischen Materialien, dielektrischen Keramiken, Hochleistungslegierungen und anderen Bereichen verwendet.
Herstellungsverfahren für Yttriumoxidpulver
Zur Herstellung von Seltenerdoxiden wird häufig die Flüssigphasenfällung verwendet, vor allem die Oxalatfällung, die Ammoniumbicarbonatfällung, die Harnstoffhydrolyse und die Ammoniakfällung. Auch die Sprühgranulation ist ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren. Salzfällung
1. Oxalatfällungsmethode
Das durch die Oxalatfällungsmethode hergestellte Seltenerdoxid hat die Vorteile eines hohen Kristallisationsgrads, einer guten Kristallform, einer schnellen Filtrationsgeschwindigkeit, eines geringen Verunreinigungsgehalts und einer einfachen Handhabung, was es zu einer gängigen Methode zur Herstellung hochreiner Seltenerdoxide in der industriellen Produktion macht.
Ammoniumbicarbonat-Fällungsmethode
2. Ammoniumbicarbonat-Fällungsmethode
Ammoniumbicarbonat ist ein kostengünstiges Fällungsmittel. Früher wurde häufig das Ammoniumbicarbonat-Fällungsverfahren verwendet, um gemischte Seltenerdcarbonate aus der Lauge von Seltenerd-Erzen herzustellen. Heutzutage werden Seltenerdoxide industriell mittels Ammoniumbicarbonat-Fällungsverfahren hergestellt. Im Allgemeinen wird bei der Ammoniumbicarbonat-Fällung festes oder gelöstes Ammoniumbicarbonat bei einer bestimmten Temperatur in eine Seltenerdchloridlösung gegeben. Nach Alterung, Waschen, Trocknen und Brennen entsteht das Oxid. Aufgrund der großen Blasenbildung bei der Ammoniumbicarbonat-Fällung und des instabilen pH-Werts während der Fällungsreaktion ist die Keimbildungsrate jedoch entweder zu hoch oder zu niedrig, was dem Kristallwachstum abträglich ist. Um ein Oxid mit idealer Partikelgröße und Morphologie zu erhalten, müssen die Reaktionsbedingungen streng kontrolliert werden.
3. Harnstofffällung
Die Harnstofffällungsmethode wird häufig bei der Herstellung von Seltenerdoxiden eingesetzt, da sie nicht nur kostengünstig und einfach durchzuführen ist, sondern auch das Potenzial bietet, eine genaue Kontrolle der Vorläufernukleation und des Partikelwachstums zu erreichen. Daher erfreut sich die Harnstofffällungsmethode zunehmender Beliebtheit und erregt derzeit die Aufmerksamkeit und Forschung vieler Wissenschaftler.
4. Sprühgranulation
Die Sprühgranulationstechnologie bietet die Vorteile einer hohen Automatisierung, einer hohen Produktionseffizienz und einer hohen Qualität des grünen Pulvers, sodass die Sprühgranulation zu einer häufig verwendeten Pulvergranulationsmethode geworden ist.
In den letzten Jahren hat sich der Verbrauch von Seltenen Erden in traditionellen Bereichen nicht grundlegend verändert, doch ihre Anwendung in neuen Materialien hat deutlich zugenommen. Als neues Material ist Nano-Y2O3hat ein breiteres Anwendungsfeld. Heutzutage gibt es viele Methoden zur Herstellung von Nano-Y2O3Materialien lassen sich in drei Kategorien einteilen: Flüssigphasenverfahren, Gasphasenverfahren und Festphasenverfahren, wobei das Flüssigphasenverfahren am weitesten verbreitet ist. Sie werden in Sprühpyrolyse, Hydrothermalsynthese, Mikroemulsion, Sol-Gel, Verbrennungssynthese und Niederschlag unterteilt. Die sphäroidisierten Yttriumoxid-Nanopartikel weisen jedoch eine höhere spezifische Oberfläche, Oberflächenenergie sowie bessere Fluidität und Dispersität auf, was eine besondere Aufmerksamkeit verdient.
Beitragszeit: 04.07.2022