stringtranslate.com

Оксид иттрия(III)

Оксид иттрия , также известный как иттрий , — Y2O3 . Это устойчивое на воздухе белое твёрдое вещество .

Теплопроводность оксида иттрия составляет 27 Вт/(м·К). [ 5]

Приложения

Люминофоры

Оксид иттрия широко используется для изготовления люминофоров Eu:YVO 4 и Eu:Y 2 O 3 , которые дают красный цвет в кинескопах цветных телевизоров.

Иттриевые лазеры

Y 2 O 3 является перспективным материалом для твердотельных лазеров . В частности, лазеры с иттербием в качестве легирующей примеси позволяют эффективно работать как в непрерывном режиме [6], так и в импульсном режиме. [7] При высокой концентрации возбуждений (порядка 1%) и плохом охлаждении происходит гашение излучения на частоте лазера и лавинное широкополосное излучение. [8] (Лазеры на основе иттрия не следует путать с лазерами на YAG, использующими иттрий-алюминиевый гранат , широко используемый кристалл-хозяин для легирующих редкоземельных лазеров).

Газовое освещение

Первоначальное использование минерала иттрия и цель его извлечения из минеральных источников были частью процесса изготовления газовых сеток и других продуктов для превращения пламени искусственно полученных газов (первоначально водорода, позже угольного газа, парафина или других продуктов) в видимый человеком свет. Это использование почти устарело - оксиды тория и церия являются более крупными компонентами таких продуктов в наши дни.

Дентальная керамика

Оксид иттрия используется для стабилизации циркония в безметалловой стоматологической керамике последнего поколения. Это очень твердая керамика, используемая в качестве прочного базового материала в некоторых полных керамических реставрациях. [9] Цирконий, используемый в стоматологии, представляет собой оксид циркония , стабилизированный добавлением оксида иттрия . Полное название циркония, используемого в стоматологии, — «стабилизированный иттрием цирконий» или YSZ.

Микроволновые фильтры

Оксид иттрия также используется для изготовления иттриевых железных гранатов , которые являются очень эффективными микроволновыми фильтрами.

Сверхпроводники

Y 2 O 3 используется для изготовления высокотемпературного сверхпроводника YBa 2 Cu 3 O 7 , известного как «1-2-3», что указывает на соотношение компонентов металла:

2 Y 2 O 3 + 8 BaO + 12 CuO + O 2 → 4 YBa 2 Cu 3 O 7

Этот синтез обычно проводится при температуре 800 °C.

Неорганический синтез

Оксид иттрия является важной исходной точкой для неорганических соединений. Для металлоорганической химии он преобразуется в YCl 3 в реакции с концентрированной соляной кислотой и хлоридом аммония .

Высокотемпературные покрытия

Y 2 O 3 используется в специальных покрытиях и пастах, которые могут выдерживать высокие температуры и действовать как барьер для реактивных металлов, таких как уран. [10]

Радиаторы отопления

NASA разработало материал, названный Solar White, который оно изучает для использования в качестве радиатора в глубоком космосе, где, как ожидается, он будет отражать более 99,9% солнечной энергии (низкое поглощение солнечного излучения и высокое инфракрасное излучение). [11] Сфера, покрытая 10-миллиметровым покрытием, расположенная далеко от Земли и на расстоянии 1 астрономической единицы от Солнца, может поддерживать температуру ниже 50 К. Одним из вариантов использования является долгосрочное криогенное хранение. [12]

Оптическая промышленность

Оксид иттрия используется для производства иттриевых железных гранатов , которые являются очень эффективными микроволновыми фильтрами. [13] Он также используется для создания красных люминофоров для светодиодных экранов и телевизионных трубок, а также в антибликовых покрытиях для улучшения пропускания света. [14] Иттрий требуется для производства лазеров на иттрий-алюминиевом гранате (YAG) , которые широко используются в промышленных и медицинских целях. [15]

Естественное явление

Yttriaite-(Y) , утвержденный как новый минеральный вид в 2010 году, является природной формой иттрия. Он чрезвычайно редок, встречается в виде включений в частицах самородного вольфрама в россыпном месторождении реки Большая Польша ( русский : Большая Польша ), Приполярный Урал , Сибирь . Как химический компонент других минералов, оксид иттрия был впервые выделен в 1789 году Иоганном Гадолином из редкоземельных минералов в шахте в шведском городе Иттербю , недалеко от Стокгольма . [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Справочник по химии и физике 102-е издание". CRC Press .
  2. ^ Юн-Нянь Сюй; Чжун-цюань Гу; Вай Чинг (1997). «Электронные, структурные и оптические свойства кристаллического иттрия». Phys. Rev. B56 ( 23): 14993–15000. Bibcode : 1997PhRvB..5614993X. doi : 10.1103/PhysRevB.56.14993.
  3. ^ abc Р. Роби, Б. Хемингуэй и Дж. Фишер, «Термодинамические свойства минералов и родственных веществ при 298,15 К и давлении 1 бар, а также при более высоких температурах», Геологическое обследование США, т. 1452, 1978. [1]
  4. ^ "Соединения иттрия (в виде Y)". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  5. ^ PH Klein & WJ Croft (1967). "Теплопроводность, диффузионный коэффициент и расширение Y 2 O 3 , Y 3 Al 5 O 12 и LaF 3 в диапазоне 77-300 K". J. Appl. Phys. 38 (4): 1603. Bibcode :1967JAP....38.1603K. doi :10.1063/1.1709730.
  6. ^ J. Kong; DYTang; B. Zhao; J.Lu; K.Ueda; H.Yagi; T.Yanagitani (2005). "9,2-ваттный керамический лазер на Yb:Y2O3 с диодной накачкой". Applied Physics Letters . 86 (16): 161116. Bibcode : 2005ApPhL..86p1116K. doi : 10.1063/1.1914958 .
  7. ^ M.Tokurakawa; K.Takaichi; A.Shirakawa; K.Ueda; H.Yagi; T.Yanagitani; AA Kaminskii (2007). "Диодно-накачиваемый 188 фемтосекундный керамический лазер Yb 3+ :Y 2 O 3 с синхронизацией мод". Appl. Phys. Lett . 90 (7): 071101. Bibcode :2007ApPhL..90g1101T. doi :10.1063/1.2476385.
  8. ^ J.- F.Bisson ; D.Kouznetsov; K.Ueda; STFredrich-Thornton; K.Petermann; G.Huber (2007). "Переключение излучательной способности и фотопроводимости в высоколегированной керамике Yb3 +:Y2O3 и Lu2O3 " . Appl . Phys . Lett . 90 ( 20): 201901. Bibcode : 2007ApPhL..90t1901B. doi :10.1063/1.2739318.
  9. ^ Шен, Джеймс, ред. (2013). Современная керамика для стоматологии (1-е изд.). Амстердам: Elsevier/BH. стр. 271. ISBN 978-0123946195.
  10. ^ Padmanabhan, PVA; Ramanathan, S.; Sreekumar, KP; Satpute, RU; Kutty, TRG; Gonal, MR; Gantayet, LM (2007-12-15). "Синтез порошка оксида иттрия термического качества и его применение для плазменного напыления". Materials Chemistry and Physics . 106 (2): 416–421. doi :10.1016/j.matchemphys.2007.06.027. ISSN  0254-0584.
  11. ^ Уилхайт, Джарред; Венделл, Джейсон. «СОЛНЕЧНОЕ БЕЛОЕ ТЕРМОПОКРЫТИЕ ДЛЯ КРИОГЕННЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ» (PDF) . nasa.gov .
  12. ^ Youngquist, Robert (2016-05-13). "Криогенные селективные поверхности - NASA". nasa.gov . Получено 2024-02-27 .
  13. ^ "Оксид иттрия". Stanford Advanced Materials . Получено 11 августа 2024 г.
  14. ^ Берсинг, Т.; Дикон, ГБ (2014). «Глава 1 — Химия редкоземельных металлов, соединений и ингибиторов коррозии». Ингибиторы коррозии на основе редкоземельных металлов . Woodhead Publishing. С. 1–37. ISBN 978-0-85709-347-9.
  15. ^ Лу, Цзяньрен; Уэда, Кен (2002). «Нанокристаллическая керамика на основе иттрий-алюминиевого граната, легированного неодимом (Y3Al5O12) — новое поколение твердотельных лазерных и оптических материалов». Журнал сплавов и соединений . 341 (1–2): 220–225. doi :10.1016/S0925-8388(02)00083-X.
  16. ^ Миндат, http://www.mindat.org/min-40471.html.

Внешние ссылки