1314-36-9/氧化釔的性質(zhì)、應(yīng)用

氧化釔的晶體結(jié)構(gòu)

氧化釔（Y2O3）是一種不溶于水和堿、溶于酸的白色稀土氧化物，典型的C型稀土倍半氧化物，是體心立方結(jié)構(gòu)。

Y2O3的晶體學(xué)參數(shù)表

Y2O3的晶體結(jié)構(gòu)圖

氧化釔的物理化學(xué)性質(zhì)

（1）摩爾質(zhì)量是225.82g/mol，密度5.01g/cm3；

（2）熔點(diǎn)2410℃，沸點(diǎn) 4300℃，熱穩(wěn)定性好；

（3）物理和化學(xué)穩(wěn)定性好，具有較好的耐腐蝕性；

（4）熱導(dǎo)率高，在300K時(shí)熱導(dǎo)率可達(dá)27W/(m⋅K)，大約是釔鋁石榴石（Y3Al5O12）晶體熱導(dǎo)率的2倍，高熱導(dǎo)率對(duì)其作為激光器工作介質(zhì)非常有利；

（5）光學(xué)透明范圍寬（0.29~8μm），在可見光區(qū)理論透光率可達(dá)80%以上；

（6）聲子能量低，拉曼光譜最強(qiáng)峰位于377cm-1，有利于降低無輻射躍遷幾率，提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率；

（7）在2200℃以下，Y2O3為立方相，不存在雙折射。在波長(zhǎng)1050nm折射率為1.89。在2200℃以上轉(zhuǎn)變?yōu)榱较啵?/p>

（8）Y2O3能隙非常寬，高達(dá)5.5eV，摻雜的三價(jià)稀土發(fā)光離子的能級(jí)處于Y2O3的價(jià)帶和導(dǎo)帶之間，在費(fèi)米能級(jí)之上，從而形成分立發(fā)光中心；

（9）Y2O3作為基質(zhì)材料，可以容納高濃度的三價(jià)稀土離子摻雜進(jìn)入，并取代Y3+離子，而不引起其結(jié)構(gòu)的變化。

氧化釔的主要用途

氧化釔因其介電常數(shù)高、耐熱性好、抗腐蝕性強(qiáng)等一系列優(yōu)良的物理性能，常作為功能添加材料，廣泛地被應(yīng)用于原子能、航空航天、熒光、電子、高技術(shù)陶瓷等領(lǐng)域。作為熒光粉基質(zhì)材料，應(yīng)用于顯示、照明和標(biāo)記等領(lǐng)域；

作為激光介質(zhì)材料，制備成高光學(xué)性能的透明陶瓷，可作為激光工作介質(zhì)實(shí)現(xiàn)室溫激光輸出；

作為上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料，應(yīng)用于紅外探測(cè)、熒光標(biāo)記等領(lǐng)域；

制作成透明陶瓷，可用于可見和紅外透鏡、高壓氣體放電燈燈管、陶瓷閃爍體、高溫爐觀察窗等；

可作為反應(yīng)容器、耐高溫材料、耐火材料等使用；

作為原料或添加劑，在高溫超導(dǎo)材料、激光晶體材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、催化材料、介電陶瓷、高性能合金等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

氧化釔粉體的制備方法

制備稀土氧化物常采用液相沉淀法，液相沉淀法主要包括草酸鹽沉淀法、碳酸氫銨沉淀法、尿素水解法、氨水沉淀法。另外噴霧造粒法也是目前比較受到廣泛關(guān)注的制備方法。

1.草酸鹽沉淀法

草酸鹽沉淀法制備的稀土氧化物晶化程度高且晶型好、過濾速度快、雜質(zhì)含量低、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)中制備高純度稀土氧化物的常用方法。

2.碳酸氫銨沉淀法

碳酸氫銨是一種廉價(jià)的沉淀劑，過去人們常利用碳酸氫銨沉淀法從稀土礦的浸出液中制備混合稀土碳酸鹽。目前工業(yè)上采用碳酸氫銨沉淀法制備稀土氧化物。碳酸氫銨沉淀法一般是在一定溫度下將碳酸氫銨固體或溶液加入氯化稀土溶液中，經(jīng)陳化、洗滌、干燥、灼燒得到其氧化物，但是由于碳酸氫銨沉淀過程中產(chǎn)生大量的氣泡，而且沉淀反應(yīng)過程中pH值不恒定，形核速率或快或慢不利于晶體的長(zhǎng)大，要想得到理想粒度和形貌的氧化物，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。

3.尿素沉淀法

尿素沉淀法在于制備氧化稀土中的應(yīng)用也十分普遍，不僅廉價(jià)，操作簡(jiǎn)單，而且尿素沉淀法很有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)前驅(qū)體反應(yīng)成核和顆粒生長(zhǎng)的精確控制，從而尿素沉淀法越來越受到人們的青睞，目前引起了不少學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。

4.噴霧造粒法

噴霧造粒技術(shù)因具有較高的自動(dòng)化、較高的生產(chǎn)效率高以及坯粉質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，因此噴霧造粒法成為常用的粉體造粒法。

近年來稀土在傳統(tǒng)領(lǐng)域中的消費(fèi)基本沒變化，而在新材料領(lǐng)域中的應(yīng)用明顯增加。納米Y2O3作為一種新型材料，具有更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)今，制備納米Y2O3材料的方法較多，主要分為三大類：液相法、氣相法以及固相法，其中以液相法制備Y2O3應(yīng)用最為廣泛，又分為：噴霧熱解、水熱合成、微乳液、溶膠-凝膠、燃燒合成以及沉淀等。而納米氧化釔球形化后，將具有更高的比表面積、表面能以及更好的流動(dòng)性與分散性，值得重點(diǎn)研究。

參考資料：

李健.球形氧化釔的制備及表征

郭艷艷.稀土離子摻雜氧化釔陶瓷的制備與發(fā)光性質(zhì)研究

薛麗燕.超聲波與微波協(xié)同液相均勻沉淀法制備納米球形氧化釔