Propriétés, application et préparation de l'oxyde d'yttrium

Structure cristalline de l'oxyde d'yttrium

Oxyde d'yttrium (Y₂O₃) est un oxyde de terre rare blanc insoluble dans l'eau et les alcalis et soluble dans l'acide. Il s'agit d'un sesquioxyde de terre rare typique de type C avec une structure cubique centrée sur le corps.

Tableau des paramètres cristallins de Y₂O₃

Diagramme de structure cristalline de Y₂O₃

Propriétés physiques et chimiques de l'oxyde d'yttrium

(1) la masse molaire est de 225,82 g/mol et la densité est de 5,01 g/cm³;

(2) Point de fusion 2410℃, point d'ébullition 4300℃, bonne stabilité thermique ;

(3) Bonne stabilité physique et chimique et bonne résistance à la corrosion ;

(4) La conductivité thermique est élevée, pouvant atteindre 27 W/(MK) à 300 K, soit environ deux fois la conductivité thermique du grenat d'yttrium et d'aluminium (Y₃Al₅O₁₂), ce qui est très avantageux pour son utilisation comme support de travail laser ;

(5) La plage de transparence optique est large (0,29 ~ 8 μm) et la transmission théorique dans la région visible peut atteindre plus de 80 % ;

(6) L'énergie des phonons est faible et le pic le plus fort du spectre Raman est situé à 377 cm.^-1, ce qui est bénéfique pour réduire la probabilité de transition non radiative et améliorer l'efficacité lumineuse de conversion ascendante ;

(7) Moins de 2 200℃, Oui₂O₃est une phase cubique sans biréfringence. L'indice de réfraction est de 1,89 à la longueur d'onde de 1050 nm. Transformation en phase hexagonale au dessus de 2200℃;

(8) Le fossé énergétique de Y₂O₃est très large, jusqu'à 5,5 eV, et le niveau d'énergie des ions luminescents trivalents de terres rares dopés se situe entre la bande de valence et la bande de conduction de Y₂O₃et au-dessus du niveau d'énergie de Fermi, formant ainsi des centres luminescents discrets.

(9)Oui₂O₃, en tant que matériau de matrice, peut accueillir une concentration élevée d'ions de terres rares trivalents et remplacer Y³⁺ions sans provoquer de changements structurels.

Principales utilisations de l'oxyde d'yttrium

L'oxyde d'yttrium, en tant qu'additif fonctionnel, est largement utilisé dans les domaines de l'énergie atomique, de l'aérospatiale, de la fluorescence, de l'électronique, des céramiques de haute technologie, etc. en raison de ses excellentes propriétés physiques telles qu'une constante diélectrique élevée, une bonne résistance à la chaleur et une forte corrosion. résistance.

Source de l'image : Réseau

1, en tant que matériau matriciel phosphoreux, il est utilisé dans les domaines de l'affichage, de l'éclairage et du marquage ;

2, en tant que matériau de support laser, des céramiques transparentes avec des performances optiques élevées peuvent être préparées, qui peuvent être utilisées comme support de travail laser pour réaliser une sortie laser à température ambiante ;

3, en tant que matériau matriciel luminescent à conversion ascendante, il est utilisé dans la détection infrarouge, l'étiquetage par fluorescence et d'autres domaines ;

4, fabriqué en céramique transparente, qui peut être utilisée pour les lentilles visibles et infrarouges, les tubes de lampes à décharge de gaz à haute pression, les scintillateurs en céramique, les fenêtres d'observation de fours à haute température, etc.

5, il peut être utilisé comme récipient de réaction, matériau résistant aux hautes températures, matériau réfractaire, etc.

6, en tant que matières premières ou additifs, ils sont également largement utilisés dans les matériaux supraconducteurs à haute température, les matériaux à cristaux laser, les céramiques structurelles, les matériaux catalytiques, les céramiques diélectriques, les alliages haute performance et d'autres domaines.

Méthode de préparation de la poudre d'oxyde d'yttrium

La méthode de précipitation en phase liquide est souvent utilisée pour préparer des oxydes de terres rares, qui comprennent principalement la méthode de précipitation à l'oxalate, la méthode de précipitation au bicarbonate d'ammonium, la méthode d'hydrolyse de l'urée et la méthode de précipitation à l'ammoniac. En outre, la granulation par pulvérisation est également un procédé de préparation qui est actuellement largement concerné. Méthode de précipitation du sel

1. méthode de précipitation à l'oxalate

L'oxyde de terre rare préparé par la méthode de précipitation à l'oxalate présente les avantages d'un degré de cristallisation élevé, d'une bonne forme cristalline, d'une vitesse de filtration rapide, d'une faible teneur en impuretés et d'une opération facile, ce qui est une méthode courante pour préparer de l'oxyde de terre rare de haute pureté dans la production industrielle.

Méthode de précipitation au bicarbonate d'ammonium

2. Méthode de précipitation au bicarbonate d’ammonium

Le bicarbonate d'ammonium est un précipitant bon marché. Dans le passé, les gens utilisaient souvent la méthode de précipitation au bicarbonate d’ammonium pour préparer un mélange de carbonate de terres rares à partir d’une solution de lixiviation de minerai de terres rares. À l’heure actuelle, les oxydes de terres rares sont préparés par la méthode de précipitation au bicarbonate d’ammonium dans l’industrie. Généralement, la méthode de précipitation du bicarbonate d'ammonium consiste à ajouter un solide ou une solution de bicarbonate d'ammonium dans une solution de chlorure de terre rare à une certaine température. Après vieillissement, lavage, séchage et combustion, l'oxyde est obtenu. Cependant, en raison du grand nombre de bulles générées lors de la précipitation du bicarbonate d'ammonium et de la valeur instable du pH lors de la réaction de précipitation, la vitesse de nucléation est rapide ou lente, ce qui n'est pas propice à la croissance des cristaux. Afin d’obtenir un oxyde ayant une granulométrie et une morphologie idéales, les conditions de réaction doivent être strictement contrôlées.

3. Précipitations d'urée

La méthode de précipitation de l'urée est largement utilisée dans la préparation de l'oxyde de terres rares, qui est non seulement bon marché et facile à utiliser, mais a également le potentiel de permettre un contrôle précis de la nucléation des précurseurs et de la croissance des particules, de sorte que la méthode de précipitation de l'urée a attiré de plus en plus de personnes. faveur et a actuellement suscité une attention et des recherches approfondies de la part de nombreux chercheurs.

4. Granulation par pulvérisation

La technologie de granulation par pulvérisation présente les avantages d'une automatisation élevée, d'une efficacité de production élevée et d'une poudre verte de haute qualité, de sorte que la granulation par pulvérisation est devenue une méthode de granulation de poudre couramment utilisée.

Ces dernières années, la consommation de terres rares dans les domaines traditionnels n'a pas fondamentalement changé, mais son application dans de nouveaux matériaux a évidemment augmenté. En tant que nouveau matériau, le nano Y₂O₃a un champ d'application plus large. De nos jours, il existe de nombreuses méthodes pour préparer le nano Y₂O₃matériaux, qui peuvent être divisés en trois catégories : méthode en phase liquide, méthode en phase gazeuse et méthode en phase solide, parmi lesquelles la méthode en phase liquide est la plus largement utilisée. Ils sont divisés en pyrolyse par pulvérisation, synthèse hydrothermale, microémulsion, sol-gel, combustion synthèse et précipitation. Cependant, les nanoparticules d'oxyde d'yttrium sphéroïdisées auront une surface spécifique, une énergie de surface plus élevées, une meilleure fluidité et une meilleure dispersité, sur lesquelles il convient de se concentrer.