12064-62-9/氧化釓

【背景及概況】^[1][2]

稀土化合物的純度直接決定材料的特殊性能，不同潔凈度的稀土材料可以制備出不同性能要求的陶瓷材料、熒光材料、電子材料等。目前，隨著稀土提煉技術(shù)的發(fā)展，潔凈稀土化合物呈現(xiàn)出良好的市場(chǎng)前景，高性能稀土材料的制備對(duì)潔凈稀土化合物提出了更高要求。有機(jī)酸稀土金屬鹽是一種非常重要的一類有機(jī)化合物，隨著稀土新材料，新技術(shù)在化工、環(huán)保、能源等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，稀土材料在能源技術(shù)、新型環(huán)保技術(shù)、國(guó)防軍事技術(shù)越來越重要，在世界發(fā)達(dá)國(guó)家將稀土列為戰(zhàn)略資源，而我國(guó)以23%的稀土資源承擔(dān)了世界90%以上的市場(chǎng)供應(yīng)。

氧化釓化學(xué)式Gd₂O₃，分子量362.498000，熔點(diǎn)2330ºC(lit.)g，密度7.407，是一種粉末。如果吸入，請(qǐng)將患者移到新鮮空氣處；如果皮膚接觸，應(yīng)脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫(yī)；如果眼晴接觸，應(yīng)分開眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫(yī)；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應(yīng)立即就醫(yī)。我國(guó)稀土行業(yè)的發(fā)展近年尤為迅速，

【制備】^[3]

納米氧化釓的制備：將10 g微米級(jí)氧化釓粉體與濃度為3.23mol·L 的鹽酸混合，加熱直至反應(yīng)完全，生成氯化釓后加入一定量的聚乙二醇（起到分散劑作用，能夠使制得的乳白色膠體狀前驅(qū)體在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在），充分?jǐn)嚢枋咕垡叶既芙夥稚?，然后加入去離子水將Gd。 濃度調(diào)至0.2mol·L。，并冷卻至室溫；在劇烈攪拌下，向制備的氯化釓溶液中滴加濃度為1 mol·L 的氨水，至pH值達(dá)到9，攪拌下充分反應(yīng)30 min，生成氫氧化釓膠體。然后在劇烈攪拌下，向制得的膠體中加入去離子水，得到500 mL懸浮溶液，待分散均勻后進(jìn)行噴霧干燥，即制得前驅(qū)體。將前驅(qū)體在不同溫度（600～900℃）下煅燒數(shù)小時(shí)，即可得到納米氧化釓。

【應(yīng)用】^[2][4]

氧化釓可用于多種行業(yè)，在玻璃工業(yè)氧化釓專用作高折射率玻璃的組分，氧化釓與鑭一起使用，有助于玻璃化區(qū)域的變化和提高玻璃的熱穩(wěn)定性。核工業(yè)用于核反應(yīng)堆控制棒，原子反應(yīng)堆中的中子吸收材料，磁泡材料，增感屏材料等。氧化釓還可用于制造電容器、X射線增感屏及釓鎵石榴石材料，陶瓷等。應(yīng)用舉例如下：

1. 用于制備氧化釓陶瓷，釓在不銹鋼或鎳基金屬中沒有溶解性，在晶界上易形成一種富釓的第二相共晶產(chǎn)物(Ni,Cr)Gd，熱軋易產(chǎn)生第二相，并引起各向異性。將氧化釓摻入復(fù)合材料中極大提高了材料的中子屏蔽性能。氧化釓陶瓷具有機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性、耐腐蝕性好，熱穩(wěn)定性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。氧化釓陶瓷可由以下質(zhì)量份的原料組成制得:氧化釓粉體95～99.5份和釔鋁石榴石0.5～5份；或者，氧化釓粉體95～99.5份和氧化鈦0.5～5份；或者，氧化釓粉體95～99.5份和氧化鋁0.5～5份。

制備方法步驟如下：1）按質(zhì)量份，按如下三種方案之一配料：氧化釓粉體95～99.5份和釔鋁石榴石0.5～5份；或者，氧化釓粉體95～99.5份和氧化鈦0.5～5份；或者，氧化釓粉體95～99.5份和氧化鋁0.5～5份；以無水乙醇為介質(zhì)，以氧化鋯球石為研磨介質(zhì)，球磨混合2～5h，將球磨混合的料漿在真空環(huán)境下烘干，得混合粉體；2）將步驟1）制得混合粉體添加粘結(jié)劑，在15～30MPa預(yù)壓成型，然后在100～ 180MPa壓力下等靜壓成型，得成型坯體；3）將步驟2）得到的成型坯體干燥，升溫至1400～1650℃，在氧化氣氛下，保溫?zé)?結(jié)15～120min，自然冷卻，即得氧化釓陶瓷。

2. 用于制備含氧化釓的聚醚醚酮合材料。聚醚醚酮樹脂是目前已經(jīng)開發(fā)成功的特種工程塑料中的一個(gè)重要家族，其具 有耐熱等級(jí)高、耐輻射、耐水解、抗靜電、沖擊強(qiáng)度高、耐磨性和耐疲勞性好、阻燃、電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。自商品化以來，已經(jīng)在航空航天、汽車、電子電器、化工、機(jī)械和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域獲得了的廣泛的應(yīng)用。為了滿足聚醚醚酮樹脂不同的使用要求，通常在聚醚醚酮樹脂中加入無機(jī)填料、玻璃纖維、碳纖維等或者其他樹脂共混進(jìn)行共混，這樣不僅可以降低制品成本，還能改善聚醚醚酮的成型加工性能和使用性能。添加氧化釓后復(fù)合材料的模量和強(qiáng)度均有所提高，斷裂伸長(zhǎng)率有所降低，但是不影響材料的加工與使用；添加氧化釓后，聚醚醚酮的加工窗口不變，流動(dòng)性基本不受影響；聚醚醚酮有優(yōu)良的機(jī)械性能、熱性能、耐輻射性能，氧化釓有良好射線吸收性能，因此含氧化釓的聚醚醚酮復(fù)合材料具有良好射線屏蔽性能，在射線屏 蔽領(lǐng)域可以得到應(yīng)用；含氧化釓的聚醚醚酮復(fù)合材料可再加工回收再利用，對(duì)節(jié)約寶貴的稀土 資源有重要意義。其組成如下：聚醚醚酮，磺化聚醚醚酮和氧化釓；聚醚醚酮、磺化聚醚醚酮和氧化釓的總質(zhì)量份數(shù)為100，則氧化釓質(zhì)量份數(shù)為X=5～35，磺化聚醚醚酮質(zhì)量份數(shù)為0～0.08X，余量為聚醚醚酮。

【參考文獻(xiàn)】

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