यिट्रियम ऑक्साइड के गुण, अनुप्रयोग और तैयारी

यिट्रियम ऑक्साइड की क्रिस्टल संरचना

यिट्रियम ऑक्साइड (Y₂O₃) एक सफ़ेद दुर्लभ मृदा ऑक्साइड है जो पानी और क्षार में अघुलनशील और अम्ल में घुलनशील है। यह एक विशिष्ट C-प्रकार दुर्लभ मृदा सेसक्विऑक्साइड है जिसमें शरीर-केंद्रित घन संरचना होती है।

Y का क्रिस्टल पैरामीटर तालिका₂O₃

Y का क्रिस्टल संरचना आरेख₂O₃

यिट्रियम ऑक्साइड के भौतिक और रासायनिक गुण

(1) मोलर द्रव्यमान 225.82g/mol और घनत्व 5.01g/cm है³;

(2) गलनांक 2410℃, क्वथनांक 4300℃, अच्छा थर्मल स्थिरता;

(3) अच्छा भौतिक और रासायनिक स्थिरता और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध;

(4) तापीय चालकता उच्च है, जो 300K पर 27 W/(MK) तक पहुंच सकती है, जो यिट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (Y) की तापीय चालकता से लगभग दोगुनी है₃Al₅O₁₂), जो लेजर कार्यशील माध्यम के रूप में इसके उपयोग के लिए बहुत फायदेमंद है;

(5) ऑप्टिकल पारदर्शिता रेंज विस्तृत है (0.29 ~ 8μm), और दृश्य क्षेत्र में सैद्धांतिक संप्रेषण 80% से अधिक तक पहुंच सकता है;

(6) फोनन ऊर्जा कम है, और रमन स्पेक्ट्रम का सबसे मजबूत शिखर 377 सेमी पर स्थित है^-1, जो गैर-विकिरणीय संक्रमण की संभावना को कम करने और अप-रूपांतरण चमकदार दक्षता में सुधार करने के लिए फायदेमंद है;

(7) 2200 से कम℃, वाई₂O₃द्विअपवर्तन रहित एक घनाकार चरण है। 1050nm की तरंगदैर्घ्य पर अपवर्तनांक 1.89 है। 2200 से ऊपर षट्कोणीय चरण में परिवर्तित होना℃;

(8) Y का ऊर्जा अंतराल₂O₃बहुत व्यापक है, 5.5eV तक, और डोप किए गए त्रिसंयोजक दुर्लभ पृथ्वी ल्यूमिनसेंट आयनों का ऊर्जा स्तर Y के वैलेंस बैंड और चालन बैंड के बीच है₂O₃और फर्मी ऊर्जा स्तर से ऊपर, इस प्रकार असतत प्रकाशमान केंद्रों का निर्माण होता है।

(9)वाई₂O₃, एक मैट्रिक्स सामग्री के रूप में, त्रिसंयोजक दुर्लभ पृथ्वी आयनों की उच्च सांद्रता को समायोजित कर सकता है और Y को प्रतिस्थापित कर सकता है³⁺संरचनात्मक परिवर्तन किए बिना आयनों।

यिट्रियम ऑक्साइड के मुख्य उपयोग

यिट्रियम ऑक्साइड, एक कार्यात्मक योजक सामग्री के रूप में, अपने उत्कृष्ट भौतिक गुणों जैसे उच्च परावैद्युत स्थिरांक, अच्छा ताप प्रतिरोध और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध के कारण, परमाणु ऊर्जा, एयरोस्पेस, प्रतिदीप्ति, इलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च तकनीक सिरेमिक आदि के क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

छवि स्रोत: नेटवर्क

1, एक फॉस्फोर मैट्रिक्स सामग्री के रूप में, इसका उपयोग प्रदर्शन, प्रकाश व्यवस्था और अंकन के क्षेत्र में किया जाता है;

2, लेजर माध्यम सामग्री के रूप में, उच्च ऑप्टिकल प्रदर्शन के साथ पारदर्शी सिरेमिक तैयार किया जा सकता है, जिसका उपयोग कमरे के तापमान लेजर आउटपुट को साकार करने के लिए लेजर कार्य माध्यम के रूप में किया जा सकता है;

3, एक अप-रूपांतरण ल्यूमिनसेंट मैट्रिक्स सामग्री के रूप में, इसका उपयोग अवरक्त पहचान, प्रतिदीप्ति लेबलिंग और अन्य क्षेत्रों में किया जाता है;

4, पारदर्शी सिरेमिक में बनाया गया, जिसका उपयोग दृश्यमान और अवरक्त लेंस, उच्च दबाव गैस डिस्चार्ज लैंप ट्यूब, सिरेमिक सिंटिलेटर, उच्च तापमान भट्ठी अवलोकन खिड़कियों आदि के लिए किया जा सकता है

5, यह प्रतिक्रिया पोत, उच्च तापमान प्रतिरोधी सामग्री, आग रोक सामग्री, आदि के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

6, कच्चे माल या योजक के रूप में, वे उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग सामग्री, लेजर क्रिस्टल सामग्री, संरचनात्मक सिरेमिक, उत्प्रेरक सामग्री, ढांकता हुआ सिरेमिक, उच्च प्रदर्शन मिश्र धातु और अन्य क्षेत्रों में भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

यिट्रियम ऑक्साइड पाउडर बनाने की विधि

तरल चरण अवक्षेपण विधि का उपयोग अक्सर दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड तैयार करने के लिए किया जाता है, जिसमें मुख्य रूप से ऑक्सालेट अवक्षेपण विधि, अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि, यूरिया हाइड्रोलिसिस विधि और अमोनिया अवक्षेपण विधि शामिल हैं। इसके अलावा, स्प्रे ग्रैनुलेशन भी एक तैयारी विधि है जो वर्तमान में व्यापक रूप से चिंतित है। नमक अवक्षेपण विधि

1. ऑक्सालेट अवक्षेपण विधि

ऑक्सालेट अवक्षेपण विधि द्वारा तैयार दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड में उच्च क्रिस्टलीकरण डिग्री, अच्छे क्रिस्टल रूप, तेज निस्पंदन गति, कम अशुद्धता सामग्री और आसान संचालन के फायदे हैं, जो औद्योगिक उत्पादन में उच्च शुद्धता वाले दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड तैयार करने की एक सामान्य विधि है।

अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि

2. अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि

अमोनियम बाइकार्बोनेट एक सस्ता अवक्षेपण है। अतीत में, लोग अक्सर दुर्लभ पृथ्वी अयस्क के निक्षालन समाधान से मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी कार्बोनेट तैयार करने के लिए अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि का उपयोग करते थे। वर्तमान में, उद्योग में अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि द्वारा दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड तैयार किए जाते हैं। आम तौर पर, अमोनियम बाइकार्बोनेट अवक्षेपण विधि एक निश्चित तापमान पर दुर्लभ पृथ्वी क्लोराइड समाधान में अमोनियम बाइकार्बोनेट ठोस या समाधान को जोड़ना है, उम्र बढ़ने, धोने, सुखाने और जलाने के बाद, ऑक्साइड प्राप्त होता है। हालांकि, अमोनियम बाइकार्बोनेट के अवक्षेपण के दौरान उत्पन्न होने वाले बुलबुले की बड़ी संख्या और अवक्षेपण प्रतिक्रिया के दौरान अस्थिर पीएच मान के कारण, न्यूक्लियेशन दर तेज या धीमी होती है, जो क्रिस्टल विकास के लिए अनुकूल नहीं है। आदर्श कण आकार और आकारिकी के साथ ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए, प्रतिक्रिया की स्थिति को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

3. यूरिया अवक्षेपण

यूरिया अवक्षेपण विधि का उपयोग दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड की तैयारी में व्यापक रूप से किया जाता है, जो न केवल सस्ता और संचालित करने में आसान है, बल्कि इसमें अग्रदूत न्यूक्लिएशन और कण विकास के सटीक नियंत्रण को प्राप्त करने की क्षमता भी है, इसलिए यूरिया अवक्षेपण विधि ने अधिक से अधिक लोगों का पक्ष आकर्षित किया है और वर्तमान में कई विद्वानों से व्यापक ध्यान और अनुसंधान को आकर्षित किया है।

4. स्प्रे ग्रैन्यूलेशन

स्प्रे ग्रैनुलेशन तकनीक में उच्च स्वचालन, उच्च उत्पादन दक्षता और हरे पाउडर की उच्च गुणवत्ता के फायदे हैं, इसलिए स्प्रे ग्रैनुलेशन एक आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला पाउडर ग्रैनुलेशन विधि बन गया है।

हाल के वर्षों में, पारंपरिक क्षेत्रों में दुर्लभ पृथ्वी की खपत में मूल रूप से कोई बदलाव नहीं आया है, लेकिन नई सामग्रियों में इसका अनुप्रयोग स्पष्ट रूप से बढ़ गया है। एक नई सामग्री के रूप में, नैनो वाई₂O₃इसका अनुप्रयोग क्षेत्र बहुत व्यापक है। आजकल नैनो वाई तैयार करने के कई तरीके हैं₂O₃सामग्री, जिन्हें तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: तरल चरण विधि, गैस चरण विधि और ठोस चरण विधि, जिनमें से तरल चरण विधि सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। उन्हें स्प्रे पायरोलिसिस, हाइड्रोथर्मल संश्लेषण, माइक्रोइमल्शन, सोल-जेल, दहन संश्लेषण और अवक्षेपण में विभाजित किया गया है। हालांकि, गोलाकार यट्रियम ऑक्साइड नैनोकणों में उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, सतह ऊर्जा, बेहतर तरलता और फैलाव होगा, जो ध्यान देने योग्य है।