粉體百科 | 氧化釔的性質、應用及製備

氧化釔（Y2O3）是一種不溶於水和鹼、溶於酸的白色稀土氧化物，典型的C型稀土倍半氧化物，是體心立方結構。

Y2O3的晶體學參數表

Y2O3的晶體結構圖

（1）摩爾質量是225.82g/mol，密度5.01g/cm3；

（2）熔點2410℃，沸點 4300℃，熱穩定性好；

（3）物理和化學穩定性好，具有較好的耐腐蝕性；

（4）熱導率高，在300K時熱導率可達27W/(m⋅K)，大約是釔鋁石榴石（Y3Al5O12）晶體熱導率的2倍，高熱導率對其作為雷射器工作介質非常有利；

（5）光學透明範圍寬（0.29~8μm），在可見光區理論透光率可達80%以上；

（6）聲子能量低，拉曼光譜最強峰位於377cm-1，有利於降低無輻射躍遷機率，提高上轉換發光效率；

（7）在2200℃以下，Y2O3為立方相，不存在雙折射。在波長1050nm折射率為1.89。在2200℃以上轉變為六方相；

（8）Y2O3能隙非常寬，高達5.5eV，摻雜的三價稀土發光離子的能級處於Y2O3的價帶和導帶之間，在費米能級之上，從而形成分立發光中心；

（9）Y2O3作為基質材料，可以容納高濃度的三價稀土離子摻雜進入，並取代Y3+離子，而不引起其結構的變化。

氧化釔因其介電常數高、耐熱性好、抗腐蝕性強等一系列優良的物理性能，常作為功能添加材料，廣泛地被應用於原子能、航空航天、螢光、電子、高技術陶瓷等領域。

圖片來源：網絡

作為螢光粉基質材料，應用於顯示、照明和標記等領域；

作為雷射介質材料，製備成高光學性能的透明陶瓷，可作為雷射工作介質實現室溫雷射輸出；

作為上轉換發光基質材料，應用於紅外探測、螢光標記等領域；

製作成透明陶瓷，可用於可見和紅外透鏡、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，在高溫超導材料、雷射晶體材料、結構陶瓷、催化材料、介電陶瓷、高性能合金等領域也有廣泛的應用。

製備稀土氧化物常採用液相沉澱法，液相沉澱法主要包括草酸鹽沉澱法、碳酸氫銨沉澱法、尿素水解法、氨水沉澱法。另外噴霧造粒法也是目前比較受到廣泛關注的製備方法。

草酸鹽沉澱法製備的稀土氧化物晶化程度高且晶型好、過濾速度快、雜質含量低、易於操作等優點，是工業生產中製備高純度稀土氧化物的常用方法。

碳酸氫銨是一種廉價的沉澱劑，過去人們常利用碳酸氫銨沉澱法從稀土礦的浸出液中製備混合稀土碳酸鹽。目前工業上採用碳酸氫銨沉澱法製備稀土氧化物。碳酸氫銨沉澱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，經陳化、洗滌、乾燥、灼燒得到其氧化物，但是由於碳酸氫銨沉澱過程中產生大量的氣泡，而且沉澱反應過程中pH值不恆定，形核速率或快或慢不利於晶體的長大，要想得到理想粒度和形貌的氧化物，必須嚴格控制反應條件。

尿素沉澱法在於製備氧化稀土中的應用也十分普遍，不僅廉價，操作簡單，而且尿素沉澱法很有可能實現對前驅體反應成核和顆粒生長的精確控制，從而尿素沉澱法越來越受到人們的青睞，目前引起了不少學者的廣泛關注和研究。

噴霧造粒技術因具有較高的自動化、較高的生產效率高以及坯粉質量高等優點，因此噴霧造粒法成為常用的粉體造粒法。

近年來稀土在傳統領域中的消費基本沒變化，而在新材料領域中的應用明顯增加。納米Y2O3作為一種新型材料，具有更加廣闊的應用領域。現今，製備納米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，其中以液相法製備Y2O3應用最為廣泛，又分為：噴霧熱解、水熱合成、微乳液、溶膠-凝膠、燃燒合成以及沉澱等。而納米氧化釔球形化後，將具有更高的比表面積、表面能以及更好的流動性與分散性，值得重點研究。

參考資料：

李健.球形氧化釔的製備及表徵

郭豔豔.稀土離子摻雜氧化釔陶瓷的製備與發光性質研究

薛麗燕.超聲波與微波協同液相均勻沉澱法製備納米球形氧化釔

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