氧化钇的应用

【概述】

氧化钇具有高温稳定性，是一种重要的陶瓷材料，同时也是荧光粉中应用较多的稀土氧化物之一。氧化钇颗粒的超细化，能显著提高产品的性能，其弥散在合金中可得到超耐热合金；用超细氧化钇稳定的氧化锆粉末可烧结成高强度高韧性的陶瓷等；同时它还能显著提高彩电的图像质量，提高荧光灯的发光效率，延长使用寿命等。氧化钇广泛用于红色荧光粉(彩电、荧光灯)、光学玻璃、氧传感器、陶瓷、高温超导材料、催化剂等方面。

【制备方法】

1.草酸沉淀法 在草酸溶液中加入表面活性剂，用氨水调节pH值，然后将氯化钇溶液加入到草酸溶液中，快速搅拌，温度控制在 50℃，并用氨水控制反应溶液的pH值，五分钟后停止反应，过滤、洗涤、干燥煅烧得到氧化钇粉体。 2.液相沉淀法 实验流程如图1,配制硝酸钇溶液和草酸钠,采用双滴加,将硝酸钇溶液和氢氧化钠缓慢注入草酸钠溶液,调整pH值,加入分散剂,加热,控制反应温度、酸度、加入速度及搅拌速度,使之沉淀,然后经洗涤过滤,干燥,煅烧获得纳米氧化钇粉末。

图1为制备氧化钇纳米粉末的基本流程

3.碳酸氢铵沉淀法 用盐酸溶解氧化钇，配制成一定浓度的氯化钇溶液，将氯化钇溶液加热到一定温度，加入碳酸氢铵溶液( 配制碳酸氢铵溶液的浓度为140g/L～160g/L) ，立即产生沉淀，沉淀经过陈化、过滤、洗涤、干燥得到碳酸钇沉淀，在900 ℃～1400 ℃ 温度下灼烧，得到氧化钇粉体。

4.表面活性剂保护法 搅拌下将硝酸钇溶液滴加到含有表面活性剂的沉淀剂水溶液中。滴加完毕后,在40℃下继续反应2h,使溶液降温至室温,抽滤,用蒸馏水洗涤沉淀物至无溴离子,再用无水乙醇洗涤2次。然后向滤渣中加入有机醇,搅拌下回流一定时间,旋转蒸发除去溶剂。样品在一定温度下焙烧2h,自然冷却到室温,密封保存于干燥器中。

5.撞击流-活性炭吸附法 称取一定量的硝酸钇，溶于去离子水中，制成一定浓度的溶液，并在硝酸钇溶液中加入适量的颗粒活性炭和聚乙二醇。再将硝酸钇的混合溶液加入撞击流反应器中，待仪器运行稳定后逐滴加入按化学计量数配制的碳酸氢铵溶液，进行撞击反应。反应结束后，将悬浮液导出，静置，抽滤，用蒸馏水洗涤后再用无水乙醇抽提，于70 ℃真空干燥，得到碳酸钇和活性炭混合物。将其在一定温度下焙烧一段时间，冷却后研磨即得到氧化钇超细粉体。

【应用】　

氧化钇更可用于制造高温强耐热合金;纳米Y2O3- ZrO2可制得高灵敏度的氧传感器;Y2O3纳米粉末可用于制造高强度耐热合金,飞机喷嘴等。另外还可用于发光材料、陶瓷材料添加剂和金属表面涂层。 氧化钇在航空、航天、原子能、陶瓷、磁性材料、发光材料、玻璃着色应用显示出优越的性能。尤其是氧化钇在涂层方面的应用更是备受瞩目。 氧化钇广泛用于红色荧光粉(彩电、荧光灯)、光学玻璃、氧传感器、陶瓷、高温超导材料、催化剂等方面。 作为一种功能材料，氧化钇粉末在航空、航天、原子能和高技术陶瓷领域都有广泛的应用。超细氧化钇粉末可以弥散在锗酸盐玻璃中，明显提高其抗弯强度；以它作稳定剂合成稳定氧化锆粉末能喷涂在钛合金表面形成热障涂层；添加钕制成的透明陶瓷可以作为激光元件;氧化钇和氧化铝按一定比例混合后能制备激光晶体。此外，分散均匀、颗粒细小的球型氧化钇和氧化锆及氧化铈可制备出汽车尾气净化和石油裂解与裂化的催化剂。

【主要参考资料】

[1]向柠,陈洪龄,徐南平.超细氧化钇粉体的制备[J].高校化学工程学报,2002(01):48-52.

[2]李慧琴,李健,赵永志,张瑞祥,郝先库,马显东.碳酸氢铵沉淀法制备大颗粒球形氧化钇的研究[J].稀土,2014,35(03):77-81.

[3]王小兰,李历历,段学臣.氧化钇纳米粉末的制备[J].稀有金属与硬质合金,2004(01):26-28+35.

[4]吴洪达,郭敏,黄小花,陈钦,梁慧.超细氧化钇合成与表征[J].无机盐工业,2009,41(03):19-21.

[5]薛松,吴明,徐志高,池汝安.撞击流-活性炭吸附法制备氧化钇超细粉体[J].稀有金属,2012,36(03):439-445.