યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના ગુણધર્મો, ઉપયોગ અને તૈયારી

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડની સ્ફટિક રચના

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ (Y)₂O₃) એક સફેદ દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ છે જે પાણીમાં અને ક્ષારમાં અદ્રાવ્ય અને એસિડમાં દ્રાવ્ય છે. તે શરીર-કેન્દ્રિત ઘન રચના સાથેનો એક લાક્ષણિક C-પ્રકારનો દુર્લભ પૃથ્વી સેસ્ક્વીઓક્સાઇડ છે.

Y નું ક્રિસ્ટલ પરિમાણ કોષ્ટક₂O₃

Y નું સ્ફટિક માળખું આકૃતિ₂O₃

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો

(1) મોલર માસ 225.82 ગ્રામ/મોલ છે અને ઘનતા 5.01 ગ્રામ/સેમી છે³;

(2) ગલનબિંદુ 2410℃, ઉત્કલન બિંદુ 4300℃, સારી થર્મલ સ્થિરતા;

(3) સારી ભૌતિક અને રાસાયણિક સ્થિરતા અને સારી કાટ પ્રતિકાર;

(૪) થર્મલ વાહકતા ઊંચી છે, જે ૩૦૦K પર ૨૭ W/(MK) સુધી પહોંચી શકે છે, જે યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (Y) ની થર્મલ વાહકતા કરતા લગભગ બમણી છે.₃Al₅O₁₂), જે લેસર કાર્યકારી માધ્યમ તરીકે ઉપયોગ માટે ખૂબ ફાયદાકારક છે;

(5) ઓપ્ટિકલ પારદર્શિતા શ્રેણી વિશાળ છે (0.29~8μm), અને દૃશ્યમાન પ્રદેશમાં સૈદ્ધાંતિક ટ્રાન્સમિટન્સ 80% થી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે;

(6) ફોનોન ઊર્જા ઓછી છે, અને રામન સ્પેક્ટ્રમનું સૌથી મજબૂત શિખર 377cm પર સ્થિત છે^-1, જે બિન-રેડિએટિવ સંક્રમણની સંભાવના ઘટાડવા અને અપ-કન્વર્ઝન લ્યુમિનસ કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે ફાયદાકારક છે;

(૭) ૨૨૦૦ થી ઓછી℃, વાય₂O₃બાયરિફ્રિંજન્સ વગરનો ઘન તબક્કો છે. 1050nm ની તરંગલંબાઇ પર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 1.89 છે. 2200 થી ઉપર ષટ્કોણ તબક્કોમાં રૂપાંતરિત થાય છે℃;

(8) Y નો ઉર્જા તફાવત₂O₃ખૂબ જ પહોળું છે, 5.5eV સુધી, અને ડોપ્ડ ટ્રાઇવેલેન્ટ રેર અર્થ લ્યુમિનેસેન્ટ આયનોનું ઉર્જા સ્તર Y ના સંયોજકતા બેન્ડ અને વાહકતા બેન્ડ વચ્ચે છે.₂O₃અને ફર્મી ઉર્જા સ્તરથી ઉપર, આમ અલગ લ્યુમિનેસેન્ટ કેન્દ્રો બનાવે છે.

(9)વાય₂O₃, એક મેટ્રિક્સ સામગ્રી તરીકે, ત્રિસંયોજક દુર્લભ પૃથ્વી આયનોની ઉચ્ચ સાંદ્રતાને સમાવી શકે છે અને Y ને બદલી શકે છે³⁺માળખાકીય ફેરફારો કર્યા વિના આયનો.

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના મુખ્ય ઉપયોગો

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ, એક કાર્યાત્મક ઉમેરણ સામગ્રી તરીકે, અણુ ઊર્જા, એરોસ્પેસ, ફ્લોરોસેન્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, હાઇ-ટેક સિરામિક્સ વગેરે ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે કારણ કે તેના ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો જેમ કે ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, સારી ગરમી પ્રતિકાર અને મજબૂત કાટ પ્રતિકાર છે.

છબી સ્ત્રોત: નેટવર્ક

૧, ફોસ્ફર મેટ્રિક્સ સામગ્રી તરીકે, તેનો ઉપયોગ ડિસ્પ્લે, લાઇટિંગ અને માર્કિંગના ક્ષેત્રોમાં થાય છે;

2, લેસર માધ્યમ સામગ્રી તરીકે, ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ કામગીરી સાથે પારદર્શક સિરામિક્સ તૈયાર કરી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ ઓરડાના તાપમાને લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે લેસર કાર્યકારી માધ્યમ તરીકે થઈ શકે છે;

3, અપ-કન્વર્ઝન લ્યુમિનેસેન્ટ મેટ્રિક્સ સામગ્રી તરીકે, તેનો ઉપયોગ ઇન્ફ્રારેડ શોધ, ફ્લોરોસેન્સ લેબલિંગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે;

૪, પારદર્શક સિરામિક્સમાં બનેલું, જેનો ઉપયોગ દૃશ્યમાન અને ઇન્ફ્રારેડ લેન્સ, ઉચ્ચ-દબાણવાળા ગેસ ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ ટ્યુબ, સિરામિક સિન્ટિલેટર, ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠી નિરીક્ષણ બારીઓ વગેરે માટે થઈ શકે છે.

5, તેનો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયા જહાજ, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિરોધક સામગ્રી, પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી, વગેરે તરીકે થઈ શકે છે.

6, કાચા માલ અથવા ઉમેરણો તરીકે, તેઓ ઉચ્ચ-તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિંગ સામગ્રી, લેસર ક્રિસ્ટલ સામગ્રી, માળખાકીય સિરામિક્સ, ઉત્પ્રેરક સામગ્રી, ડાઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એલોય અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ પાવડર તૈયાર કરવાની પદ્ધતિ

દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ તૈયાર કરવા માટે પ્રવાહી તબક્કાની અવક્ષેપ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે, જેમાં મુખ્યત્વે ઓક્સાલેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ, એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ, યુરિયા હાઇડ્રોલિસિસ પદ્ધતિ અને એમોનિયા અવક્ષેપ પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, સ્પ્રે ગ્રાન્યુલેશન પણ એક તૈયારી પદ્ધતિ છે જે હાલમાં વ્યાપકપણે ચિંતિત છે. મીઠાના અવક્ષેપ પદ્ધતિ

1. ઓક્સાલેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ

ઓક્સાલેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરાયેલ દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડમાં ઉચ્ચ સ્ફટિકીકરણ ડિગ્રી, સારી સ્ફટિક સ્વરૂપ, ઝડપી ગાળણ ગતિ, ઓછી અશુદ્ધિ સામગ્રી અને સરળ કામગીરીના ફાયદા છે, જે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ તૈયાર કરવા માટેની એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે.

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ

2. એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ એક સસ્તું અવક્ષેપ છે. ભૂતકાળમાં, લોકો ઘણીવાર દુર્લભ પૃથ્વી ઓરના લીચિંગ દ્રાવણમાંથી મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી કાર્બોનેટ તૈયાર કરવા માટે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતા હતા. હાલમાં, ઉદ્યોગમાં એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિ દ્વારા દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ તૈયાર કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિમાં ચોક્કસ તાપમાને દુર્લભ પૃથ્વી ક્લોરાઇડ દ્રાવણમાં એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ ઘન અથવા દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવે છે, વૃદ્ધત્વ, ધોવા, સૂકવવા અને બાળ્યા પછી, ઓક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે. જો કે, એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના અવક્ષેપ દરમિયાન મોટી સંખ્યામાં પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે અને અવક્ષેપ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન અસ્થિર pH મૂલ્યને કારણે, ન્યુક્લિયેશન દર ઝડપી અથવા ધીમો હોય છે, જે સ્ફટિક વૃદ્ધિ માટે અનુકૂળ નથી. આદર્શ કણોના કદ અને આકારશાસ્ત્ર સાથે ઓક્સાઇડ મેળવવા માટે, પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવી આવશ્યક છે.

૩. યુરિયાનો વરસાદ

દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડની તૈયારીમાં યુરિયા વરસાદ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જે માત્ર સસ્તી અને ચલાવવામાં સરળ નથી, પરંતુ તેમાં પૂર્વગામી ન્યુક્લિયેશન અને કણોની વૃદ્ધિ પર સચોટ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા પણ છે, તેથી યુરિયા વરસાદ પદ્ધતિએ વધુને વધુ લોકોનું ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે અને હાલમાં ઘણા વિદ્વાનોનું વ્યાપક ધ્યાન અને સંશોધન આકર્ષિત કર્યું છે.

4. સ્પ્રે ગ્રાન્યુલેશન

સ્પ્રે ગ્રાન્યુલેશન ટેકનોલોજીમાં ઉચ્ચ ઓટોમેશન, ઉચ્ચ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને લીલા પાવડરની ઉચ્ચ ગુણવત્તાના ફાયદા છે, તેથી સ્પ્રે ગ્રાન્યુલેશન સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પાવડર ગ્રાન્યુલેશન પદ્ધતિ બની ગઈ છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, પરંપરાગત ક્ષેત્રોમાં દુર્લભ પૃથ્વીનો વપરાશ મૂળભૂત રીતે બદલાયો નથી, પરંતુ નવી સામગ્રીમાં તેનો ઉપયોગ સ્પષ્ટપણે વધ્યો છે. નવી સામગ્રી તરીકે, નેનો વાય₂O₃તેનો ઉપયોગનો વિસ્તાર વ્યાપક છે. આજકાલ, નેનો વાય તૈયાર કરવાની ઘણી પદ્ધતિઓ છે₂O₃સામગ્રી, જેને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પ્રવાહી તબક્કો પદ્ધતિ, ગેસ તબક્કો પદ્ધતિ અને ઘન તબક્કો પદ્ધતિ, જેમાંથી પ્રવાહી તબક્કો પદ્ધતિ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.તેઓને સ્પ્રે પાયરોલિસિસ, હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ, માઇક્રોઇમલ્શન, સોલ-જેલ, દહન સંશ્લેષણ અને અવક્ષેપમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. જો કે, ગોળાકાર યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સ ઉચ્ચ ચોક્કસ સપાટી ક્ષેત્રફળ, સપાટી ઊર્જા, સારી પ્રવાહીતા અને વિક્ષેપનતા ધરાવતા હશે, જેના પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા યોગ્ય છે.