氧化釔（Y₂O₃）是一種不溶于水和堿、溶于酸的外觀為白色或者白色略帶微黃色粉末稀土氧化物，典型的C型稀土倍半氧化物，是體心立方結(jié)構(gòu)。露置空氣中易吸收二氧化碳和水，所以要密閉保存，以防變質(zhì)。

氧化釔的性質(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（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，高的熱導(dǎo)率對(duì)其作為固體激光介質(zhì)材料極為重要。；

（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，在1050nm處，其折射率高達(dá)1.89，使其具有80%以上的理論透過率；；

（6）聲子能量低，其最大聲子截止頻率大約為550cm–1，低的聲子能量可以抑制無輻射躍遷的幾率，提高輻射躍遷的幾率，從而提高發(fā)光量子效率；；

（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(zhuǎn)變?yōu)榱较啵?/span>

（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。

氧化釔的用途

1、釔穩(wěn)定氧化鋯粉合成

由于純ZrO2從高溫冷卻到室溫的過程中將發(fā)生如下相變：立方相(c)→四方相(t)→單斜相(m)，其中在1150℃會(huì)發(fā)生t→m相變，并伴隨著約5%的體積膨脹。但如果將ZrO2的t→m相變點(diǎn)穩(wěn)定到室溫，使其在承載時(shí)由應(yīng)力誘發(fā)產(chǎn)生t→m相變，由于相變產(chǎn)生的體積效應(yīng)而吸收大量的斷裂能，從而使材料表現(xiàn)出異常高的斷裂能，從而使材料表現(xiàn)出異常高的斷裂韌度，產(chǎn)生相變?cè)鲰g，獲得高韌性、高耐磨性。

要實(shí)現(xiàn)氧化鋯的相變?cè)鲰g，必須添加一定的穩(wěn)定劑并在一定的燒成條下，將高溫穩(wěn)定相-四方亞穩(wěn)定至室溫，獲得室溫下可相變的四方相，這就是穩(wěn)定劑對(duì)氧化鋯的穩(wěn)定作用。Y2O3是發(fā)展至今得到最多研究的氧化鋯穩(wěn)定劑，燒結(jié)出來的Y-TZP材料具有優(yōu)良的常溫力學(xué)性能，強(qiáng)度較高，具有良好的斷裂韌性，并且其集體中材料的晶粒尺寸細(xì)小而均勻，因此獲得較多關(guān)注。

2、助燒結(jié)劑

許多特種陶瓷的燒結(jié)都需要助燒結(jié)劑的參與，助燒結(jié)劑的作用一般可分為以下幾個(gè)部分：與燒結(jié)物形成固溶體；阻止晶型轉(zhuǎn)變；抑制晶粒長大；產(chǎn)生液相。比如說氧化鋁的燒結(jié)，往往會(huì)加入氧化鎂MgO作為燒結(jié)過程中的顯微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑，它可以細(xì)化晶粒，大大減小晶界能的差異，削弱晶粒生長的各向異性，抑制不連續(xù)的晶粒生長。由于MgO高溫?fù)]發(fā)性較強(qiáng)，為了達(dá)到良好的效果，常將氧化釔同MgO混合引入，Y2O3可以起到細(xì)化晶粒，促進(jìn)燒結(jié)致密化的作用。

3、YAG粉體合成

釔鋁石榴石（Y3Al5O12）是人造化合物，沒有天然礦物，無色，莫氏硬度可達(dá)到8.5，熔點(diǎn)為1950℃，不溶于硫酸、鹽酸、硝酸氫氟酸等。高溫固相法是制備YAG粉體的傳統(tǒng)方法，按照氧化釔和氧化鋁的二元相圖中得到的比例混合兩種粉體在高溫下焙燒，通過氧化物之間的固相反應(yīng)形成YAG粉體。在高溫條件下，氧化鋁和氧化釔的反應(yīng)中，會(huì)先生成中間相YAM和YAP，最終形成YAG。

4、透明陶瓷

氧化釔一直是透明陶瓷領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)，它屬立方晶系，具有光學(xué)性能的各軸同向性，與透光氧化鋁的異方性相比影像較不失真，因此逐漸被高階的鏡頭或是軍事光學(xué)窗所重視與發(fā)展。

納米氧化釔用途

（一）陶瓷原料：氧化釔粉體是一種優(yōu)良的陶瓷原料，即使在遠(yuǎn)紅外區(qū)仍有約80%的直線透過率，可用于紅外導(dǎo)彈的窗口和整流罩、天線罩、微波基板、絕緣支架、光纖摻雜、紅外發(fā)生器管殼、紅外透鏡及其他高溫窗等。

（二）熒光粉材料：納米氧化釔粉體是熒光粉中應(yīng)用較多的稀土氧化物之一。添加Eu3+，Nd3+等稀土元素的Y2O3高透明陶瓷可作為熒光材料，以Eu3+為激活劑，釔化合物為基質(zhì)材料的紅色熒光粉，包括Eu3+激活的釩酸釔、氧化釔和硫氧化釔的紅色熒光粉，被應(yīng)用于彩色電視顯像管中，解決了彩電三基色中紅色不純正的難題，同時(shí)它還能顯著提高彩電的圖像質(zhì)量，熒光燈的發(fā)光效率、延長其使用壽命等。

（三）燃料電池、氧傳感器：用氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)陶瓷是一種重要的固體電解質(zhì)材料，具有良好的固體氧離子導(dǎo)電特性，是制作固體氧化物燃料電池、氧傳感器及高溫濕度傳感器等多種功能元器件的核心原材料。

（四）激光器物質(zhì)：氧化釔粉體具有較高的熔點(diǎn)、耐腐蝕性、高的熱導(dǎo)性和低聲子能量，是潛在的固體激光器基質(zhì)材料，它的熱導(dǎo)率是釔鋁石榴石Y3Al5O12(YAG)的2倍，因此Y2O3粉體是一種理想的激光介質(zhì)材料。摻Nd：Y2O3具有良好的光學(xué)均勻性，具有高的機(jī)械強(qiáng)度，高的導(dǎo)熱系數(shù)及良好的激光性能等優(yōu)點(diǎn)，是目前固體激光材料中用量最大的激光晶體；Yb:Y2O3透明多晶陶瓷不僅具有與Yb:YAG單晶同樣優(yōu)秀的物理化學(xué)性能和光譜特性，而且其熱導(dǎo)率和發(fā)射帶寬約為Yb:YAG單晶的兩倍，摻雜Yb元素的Y2O3基透明陶瓷材料實(shí)用性更高，非常適合于高亮度激光器和超短脈沖激光器領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用，是一種理想的激光材料。

（五）超導(dǎo)材料：由于氧化物超導(dǎo)材料如YBCO具有強(qiáng)烈的各向異性,要制備具有高臨界電流密度的超導(dǎo)體,必須使超導(dǎo)層材料具有雙軸織構(gòu)。如果超導(dǎo)層直接沉積在金屬基體上會(huì)表現(xiàn)出很差的超導(dǎo)特性,因?yàn)楦邷叵略S多超導(dǎo)材料與大多數(shù)金屬基體之間會(huì)互相反應(yīng)。為了控制超導(dǎo)層的排列,可以將沒有織構(gòu)的金屬基體制備成有織構(gòu)的金屬基體,并在其上沉積上基體排列良好的緩沖層，一般情況下用Y2O3作為金屬基底和超導(dǎo)薄膜的緩沖層。紀(jì)紅等在金屬基體和超導(dǎo)層之間加人Y2O3緩沖層,在具有雙軸織構(gòu)的金屬基底上外延生長出織構(gòu)峰銳、組分單一的超導(dǎo)膜。此外，氧化釔粉體還可用于制備結(jié)構(gòu)為YBCO/Y2O3/YBCO的高溫超導(dǎo)SIS型約瑟夫森隧道結(jié)，約瑟夫森結(jié)是超導(dǎo)電子學(xué)的關(guān)鍵元件，是超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)和其它許多超導(dǎo)器件的基礎(chǔ)。

（六）先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷：氧化釔顆粒的超細(xì)化，能顯著提高產(chǎn)品的性能，其彌散在合金中可得到超耐熱合金；用超細(xì)氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉末可燒結(jié)成高強(qiáng)度、高韌性的穩(wěn)定氧化鋯陶瓷；在高溫下形成穩(wěn)定化合物或半穩(wěn)定化合物的晶體結(jié)構(gòu)，形成具有優(yōu)良的抗熱震、絕熱、抗高溫燃?xì)鉀_刷等綜合熱力學(xué)特性的隔熱涂層系統(tǒng)；在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅中加人氧化釔可作為致密助劑，可以大大增強(qiáng)陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性，用于燃汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、耐磨零部件、切削金屬刀頭、刀具等方面。Al2O3-30%TiCN復(fù)合材料添加Y2O3以后形成了YAG.對(duì)它的抗熱震性有了很大改善，添加到陶瓷或玻璃基陶瓷，可作為結(jié)晶化的基體，能夠改善其燒結(jié)溫度，結(jié)晶性和力學(xué)性能。

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