Composés importants de terres rares: quelles sont les utilisations de la poudre d'oxyde d'yttrium?
Rare Earth est une ressource stratégique extrêmement importante, et elle a un rôle irremplaçable dans la production industrielle. Le verre automobile, la résonance magnétique nucléaire, la fibre optique, l'affichage des cristaux liquides, etc. sont inséparables de l'ajout de terres rares. Parmi eux, Yttrium (Y) est l'un des éléments métalliques de terres rares et est une sorte de métal gris. Cependant, en raison de sa teneur élevée dans la croûte terrestre, le prix est relativement bon marché et il est largement utilisé.
Yttrium metalamong les, l'oxyde d'yttrium (Y2O3) est le composé yttrium le plus important. Il est insoluble dans l'eau et l'alcali, soluble dans l'acide, et a une apparence de poudre cristalline blanche (la structure cristalline appartient au système cubique). Il a une très bonne stabilité chimique et est sous vide. Faible volatilité, résistance élevée à la chaleur, résistance à la corrosion, diélectrique élevé, transparence (infrarouge) et autres avantages, il a donc été appliqué dans de nombreux domaines. Quels sont les spécifiques? Jetons un coup d'œil.
La structure cristalline de l'oxyde d'yttrium
01 Synthèse de la poudre de zircone stabilisée en yttrium. Les changements de phase suivants se produiront lors du refroidissement du zro2 pur de la température élevée à la température ambiante: phase cubique (C) → Phase tétragonale (T) → Phase monoclinique (M), où t se produira à 1150 ° C → M de changement de phase, accompagné d'une expansion de volume d'environ 5%. Cependant, si le point de transition de phase T → M de ZRO2 est stabilisé à température ambiante, la transition de phase T → M est induite par la contrainte pendant le chargement. résistance. sexe.
Pour obtenir le durcissement des changements de phase de la céramique en zircone, un certain stabilisateur doit être ajouté et dans certaines conditions de tir, la méta-stabilisation de phase stable à haute température à température ambiante, obtient une phase tétragonale qui peut être transformée en phase à température ambiante. C'est l'effet stabilisant des stabilisateurs sur la zircone. Le Y2O3 est le stabilisateur d'oxyde de zirconium le plus étudié jusqu'à présent. Le matériau Y-TZP fritté a d'excellentes propriétés mécaniques à température ambiante, une forte résistance, une bonne ténacité à la fracture et la taille des grains du matériau dans son collectif est petite et uniforme, donc elle a attiré plus d'attention. 02 Aides de frittage Le frittage de nombreuses céramiques spéciales nécessite la participation des aides au frittage. Le rôle des aides au frittage peut généralement être divisé en parties suivantes: formant une solution solide avec le frittage; empêcher la transformation de la forme cristalline; inhiber la croissance des grains cristallins; produire une phase liquide. Par exemple, dans le frittage de l'alumine, l'oxyde de magnésium MgO est souvent ajouté comme stabilisateur de microstructure pendant le processus de frittage. Il peut affiner les grains, réduire considérablement la différence d'énergie aux limites des grains, affaiblir l'anisotropie de la croissance des grains et inhiber la croissance discontinue des grains. Étant donné que le MGO est très volatil à des températures élevées, afin d'obtenir de bons résultats, l'oxyde d'yttrium est souvent mélangé avec du MGO. Y2O3 peut affiner les grains de cristal et favoriser la densification du frittage. 03yag Powder Synthetic Yttrium aluminium grenat (Y3AL5O12) est un composé artificiel, pas de minéraux naturels, un incolore, la dureté Mohs peut atteindre 8,5, point de fusion 1950 ℃, insoluble dans l'acide sulfurique, l'acide hydrochlorique, l'acide nitrique, la méthode de l'acide hydrofluorique. Rapport obtenu dans le diagramme de phase binaire de l'oxyde d'yttrium et de l'oxyde d'aluminium, les deux poudres sont mélangées et tirées à haute température, et la poudre YAG est formée par la réaction en phase solide entre les oxydes. Dans des conditions à haute température, dans la réaction de l'alumine et de l'oxyde d'yttrium, les mésophases YAM et YAP se formeront en premier, et enfin le YAG se formera.
La méthode en phase solide à haute température pour préparer la poudre YAG a de nombreuses applications. Par exemple, sa taille de liaison Al-O est petite et l'énergie de liaison est élevée. Sous l'impact des électrons, les performances optiques sont maintenues stables et l'introduction d'éléments de terres rares peut améliorer considérablement les performances de luminescence du phosphore et le YAG peut devenir du phosphore en dopant avec des ions de terres rares trivalents tels que CE3 + et EU3 +. De plus, Yag Crystal a une bonne transparence, des propriétés physiques et chimiques très stables, une forte résistance mécanique et une bonne résistance au fluage thermique. Il s'agit d'un matériau en cristal laser avec une large gamme d'applications et des performances idéales.
YAG Crystal 04 L'oxyde de yttrium en céramique transparent a toujours été la recherche dans le domaine de la céramique transparente. Il appartient au système cristalbe cube et possède les propriétés optiques isotropes de chaque axe. Par rapport à l'anisotropie de l'alumine transparente, l'image est moins déformée, donc progressivement, elle a été valorisée et développée par des lentilles haut de gamme ou des fenêtres optiques militaires. Les principales caractéristiques de ses propriétés physiques et chimiques sont: le point de fusion élevé, la stabilité chimique et photochimique est bonne et la plage de transparence optique est large (0,23 ~ 8,0 μm); ②AT 1050 nm, son indice de réfraction est aussi élevé que 1,89, ce qui le fait a une transmittance théorique de plus de 80%; ③Y2O3 a assez pour accueillir la plupart des bandes de bande de la plus grande bande de conduction à la bande de valence du niveau d'émission des ions de terres rares trivalents peuvent être efficacement adaptées par le dopage des ions de terres rares. Ainsi, pour réaliser la multi-fonctionnalisation de son application; ④ L'énergie phonon est faible et sa fréquence de coupure de phonons maximale est d'environ 550 cm-1. La faible énergie phonon peut supprimer la probabilité de transition non radiative, augmenter la probabilité de transition de rayonnement et améliorer l'efficacité quantique de luminescence; High Conductivité thermique, environ 13,6W / (M · k), une conductivité thermique élevée est extrêmement
important pour cela en tant que matériau moyen laser solide.
Céramique transparente de l'oxyde d'yttrium développé par Kamishima Chemical Company du Japon
Le point de fusion de Y2O3 est d'environ 2690 ℃ et la température de frittage à température ambiante est d'environ 1700 à 1800 ℃. Pour faire des céramiques à transmission de lumière, il est préférable d'utiliser une pression à chaud et un frittage. En raison de ses excellentes propriétés physiques et chimiques, la céramique transparente Y2O3 est largement utilisée et potentiellement développée, notamment: les fenêtres et les dômes infrarouges de missile, les lentilles visibles et infrarouges, les lampes à décharge de gaz à haute pression, les scintillateurs en céramique, les lasers en céramique et autres domaines
Heure du poste: juil-04-2022