酸化イットリウムの性質、応用、調製

酸化イットリウムの結晶構造

酸化イットリウム (Y₂O₃）は、水とアルカリに不溶で、酸に可溶な白色の希土類酸化物です。体心立方構造を持つ典型的なC型希土類三二酸化物です。

Yの結晶パラメータ表₂O₃

Yの結晶構造図₂O₃

酸化イットリウムの物理的および化学的性質

(1) モル質量は 225.82g/mol、密度は 5.01g/cm³;

(2) 融点 2410℃、沸点4300℃、良好な熱安定性。

(3) 良好な物理的および化学的安定性および良好な耐食性。

(4) 熱伝導率が高く、300K で 27 W/(MK) に達します。これは、イットリウム アルミニウム ガーネット (Y) の約 2 倍の熱伝導率です。₃Al₅O₁₂）、これはレーザー加工媒体として使用するのに非常に有益です。

(5) 光透過率の範囲が広く (0.29~8μm)、可視領域の理論透過率は 80% 以上に達します。

(6) フォノンエネルギーが低く、ラマンスペクトルの最も強いピークは 377cm にあります。^-1これは、非放射遷移の確率を減らし、アップコンバージョンの発光効率を向上させるのに有益です。

(7) 2200未満℃、Y₂O₃は複屈折のない立方晶相です。屈折率は波長1050nmで1.89です。2200以上で六方晶相に変態℃;

(8) Yのエネルギーギャップ₂O₃は非常に広く、最大 5.5eV であり、ドープされた三価希土類発光イオンのエネルギー準位は Y の価電子帯と伝導帯の間にあります。₂O₃フェルミ エネルギー レベル以上で、離散的な発光中心が形成されます。

(9)Y₂O₃マトリックス材料として、高濃度の三価希土類イオンを収容し、Y を置き換えることができます。³⁺構造変化を起こさずにイオンを放出します。

酸化イットリウムの主な用途

酸化イットリウムは、高誘電率、良好な耐熱性、強い腐食性などの優れた物性により、機能性添加材料として原子力、航空宇宙、蛍光、エレクトロニクス、ハイテクセラミックスなどの分野で広く使用されています。抵抗。

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1、蛍光体マトリックス材料として、ディスプレイ、照明、マーキングの分野で使用されます。

2、レーザー媒体材料として、高い光学性能を備えた透明セラミックスを準備でき、室温レーザー出力を実現するためのレーザー作動媒体として使用できます。

3、アップコンバージョン発光マトリックス材料として、赤外線検出、蛍光標識およびその他の分野で使用されます。

4、可視および赤外線レンズ、高圧ガス放電ランプ管、セラミックシンチレーター、高温炉観察窓などに使用できる透明なセラミックスに作られています。

5、反応容器、耐高温材料、耐火材料などとして使用できます。

6、原料または添加剤として、高温超伝導材料、レーザー結晶材料、構造セラミックス、触媒材料、誘電体セラミックス、高性能合金などの分野でも広く使用されています。

酸化イットリウム粉末の調製方法

液相沈殿法は希土類酸化物の調製によく使用され、主にシュウ酸塩沈殿法、重炭酸アンモニウム沈殿法、尿素加水分解法、アンモニア沈殿法が含まれます。また、噴霧造粒も現在広く注目されている製造方法である。塩析法

1.シュウ酸塩沈殿法

シュウ酸塩沈殿法によって調製された希土類酸化物は、高い結晶化度、良好な結晶形、速い濾過速度、低い不純物含有量、および容易な操作という利点を有しており、工業生産において高純度の希土類酸化物を調製するための一般的な方法である。

重炭酸アンモニウム沈殿法

2. 重炭酸アンモニウム沈殿法

重炭酸アンモニウムは安価な沈殿剤です。過去には、希土類鉱石の浸出液から混合希土類炭酸塩を調製するために重炭酸アンモニウム沈殿法がよく使用されていました。現在、工業的には、重炭酸アンモニウム沈殿法により希土類酸化物が製造されている。一般に、重炭酸アンモニウム沈殿法は、重炭酸アンモニウムの固体または溶液を希土類塩化物溶液に一定温度で添加し、熟成、洗浄、乾燥、焼成した後、酸化物が得られます。しかし、重炭酸アンモニウムの沈殿中に多数の気泡が発生し、沈殿反応中の pH 値が不安定であるため、核生成速度が速いか遅いため、結晶成長には役立ちません。理想的な粒径と形態の酸化物を得るには、反応条件を厳密に制御する必要があります。

3. 尿素の沈殿

尿素沈殿法は希土類酸化物の調製に広く使用されており、安価で操作が簡単なだけでなく、前駆体の核生成と粒子成長を正確に制御できる可能性があるため、尿素沈殿法はますます多くの人々の関心を集めています。現在、多くの学者からの幅広い注目と研究を集めています。

4. スプレー造粒

スプレー造粒技術は、高度な自動化、高い生産効率、高品質のグリーンパウダーという利点があるため、スプレー造粒は一般的に使用される粉末造粒方法となっています。

近年、伝統的な分野でのレアアースの消費量は基本的に変わっていないが、新素材への応用は明らかに増加している。新素材としてナノYを採用₂O₃より広い応用分野を持っています。現在、ナノYを調製する方法は数多くあります。₂O₃材料は、液相法、気相法、固相法の 3 つのカテゴリに分けることができ、その中で液相法が最も広く使用されています。それらは噴霧熱分解、水熱合成、マイクロエマルジョン、ゾルゲル、燃焼に分けられます。合成と沈殿。しかし、球状化された酸化イットリウムのナノ粒子は、より高い比表面積、表面エネルギー、より優れた流動性および分散性を有するため、注目する価値があります。