三价稀土碳酸盐的制备及热分解产物在冰晶石-氧化铝熔体中的溶解度

不同价态的稀土氧化物,在熔盐中的溶解度差异很大。用碳酸盐沉淀工艺可方便地使稀土碳酸盐中的稀土呈三价状态。在1000℃的冰晶石熔体中,Ce_2O_3的溶解度为13.6Wt％,约为CeO_2溶解度的10倍。由碳酸盐工艺制得的三价轻稀土氧化物因其结构疏松,活性大,溶解速度较快,在冰晶石熔体中的溶解度为14.9Wt％。同样条件下,经灼烧而得的其他轻稀土氧化物(RE_xO_y),在熔体中溶解很慢,且其中的CeO_2在渣中被富集。     

Y_2O_3负载金属Cu在催化甲醛水溶液制氢反应中的Y_2O_3载体效应

采用NaBH_4还原法将纳米金属Cu负载在Y_2O_3上.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和测定氢氧根在Y_2O_3和Cu上的吸附等手段对样品进行了表征.结果表明,Y_2O_3表面存在一层薄的Y(OH)3,能优先吸附OH-使其在Y_2O_3表面"富集";金属Cu以纳米粒子形式负载在Y_2O_3上.在碱性甲醛溶液中考察了Y_2O_3负载Cu(Cu/Y_2O_3)的催化性能.结果表明,在低碱度条件下,相对于未负载纳米Cu的Y_2O_3,Cu/Y_2O_3具有较高的产氢活性.当氢氧化钠浓度为0.050 mol/L时,在氮气气氛下Cu/Y_2O_3产氢量约为未负载纳米Cu的7.8倍;而在空气气氛下约为4.3倍.在2种气氛下,Cu/Y_2O_3产氢的最佳氢氧化钠浓度均为0.25 mol/L.这可归结为Y_2O_3表面对OH-的"富集"效应,使其表面产生更多的活性物种CH2(OH)O-(甲二醇负离子).相对于未负载纳米Cu的Y_2O_3,Y_2O_3负载Cu提高了催化剂的稳定性,其原因是Y_2O_3负载阻止了Cu粒子在反应过程的生长.     

Y_2O_3掺杂对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃黏度及成玻能力的影响

探索Y_2O_3掺杂对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃黏度及成玻能力的影响,采用同步热分析仪(DSC)、热膨胀仪、高温旋转黏度计和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)等测试方法研究了Y_2O_3掺杂量对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃的特征温度、热膨胀系数、黏度和玻璃结构的影响。通过动力学脆性指数的计算推断Y_2O_3掺杂对玻璃成玻能力的影响。适量的Y_2O_3掺杂可以增大55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃黏度以及成玻能力,降低玻璃的热膨胀系数和脆性指数,这主要是由于Y_2O_3掺杂对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃结构的影响所致。     

添加Y_2O_3对TiN-Sialon-Al_2O_3复相材料的制备与冲蚀磨损性能的影响

采用铝热还原氮化法原位制备了TiN-Sialon-Al_2O_3复相材料,探讨了Y_2O_3添加量对TiN-Sialon-Al_2O_3复相材料的物相组成、微观结构和固体粒子冲蚀磨损性能的影响。结果表明:添加Y_2O_3能够显著提高TiN-Sialon-Al_2O_3复相材料的抗折强度。Y_2O_3在高温下形成Y-Si-Al-TiO-N低共融相,起到弥合气孔及愈合裂纹的作用,促进了复相材料的烧结致密。Y_2O_3添加量5%时,材料在室温和1400℃下的冲蚀磨损性能最好,体积冲蚀磨损率最小分别为1.99和0.65 mm~3·g~(-1)。添加Y_2O_3后形成的Y-Si-Al-Ti-O-N玻璃相1400℃下发生软化并产生塑性,减弱了材料受到的磨削和切削作用,提高了TiN-Sialon-Al_2O_3复相材料的冲蚀磨损性能。     

Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3粉体的研究

超细Y_2O_3具有尺寸效应和稀土元素的双重特性,广泛应用于MLCC,超耐热合金等高新材料。在前期获得晶型Y_2(CO_3)_3的基础上,对Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3粉体进行了深入研究,结果表明:与温度、浓度等条件相比,搅拌陈化过程对Y_2(CO_3)_3粒度的影响较大,可以使针状和片状聚集的类球形Y_2(CO_3)_3粉体逐渐分散转化成粒度更小的颗粒;实验最终在并流加料、反应温度40℃, pH 5.5～6.5, YCl_3浓度1.0 mol·L~(-1),加料速度10 mL·min~(-1),搅拌转速600 r·min~(-1), 40℃搅拌陈化48 h的条件下可得到D_(50)=3.77μm,(D_(90)-D_(10))/2D_(50)=0.70的Y_2(CO_3)_3;在550℃较低温度下焙烧2 h后,得到了D_(50)=2.69μm,(D_(90)-D_(10))/2D_(50)=0.97的超细氧化钇粉体。研究为Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3工艺提供基础和可能,对提高Y_2O_3产品附加值和减少普通Y_2O_3积压具有重要意义。     

Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度研究

氟盐体系是熔盐电解稀土氧化物制备稀土金属及其合金的较好体系。为了明晰Yb_2O_3在氟盐体系(LiF-CaF_2)熔盐中的溶解规律。采用等温饱和法测定Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度的变化规律,通过X射线衍射(XRD)物相初步分析Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解机制。结果表明:在1353 K时, Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中溶解达到平衡所需的时间约为2.5 h,在1293～1413 K实验温度范围内, Yb_2O_3的溶解度随温度升高呈线性增长;通过对LiF-CaF_2-Yb_2O_3体系溶解平衡后的水淬、空冷产物进行物相分析,结果表明:Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔体中的溶解过程存在物理性的溶解,但氟化过程的溶解仍然是主要溶解形式。     

稀土氧氯化物在冰晶石—氧化铝熔体中的溶解度

用等温饱和法测定了单一稀土氧氯化镧（LaOCl)和混合稀土氧氯化物（REOCl)在冰晶石（Na3AlF6)-氧化铝（Al2O3）熔体中的溶解度。结果表明：LaOCl和REOCl的溶解度变化规律一致,即其溶解度随温度升高而增大;随着冰晶石分子比增加而增大;当有4．0％（质量分数）Al2O3存在时,其溶解度相应减少。     

Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射性能

采用高温固相烧结法制备了系列Dy单掺杂、Eu,Dy共掺杂和Sr,Eu,Dy共掺杂的Y_2O_3纳米荧光粉.借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的晶体结构和形貌,优化了工艺过程和参数.系统测试了稀土掺杂Y_2O_3荧光粉的激发光谱和发射光谱.在330 nm光激发下,研究了Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射特性,并通过调节Eu,Dy掺杂浓度,获得了CIE为(0.32,0.33)和色温为6100 K的强白光发射.进一步讨论了Sr~(2+)离子对Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉白光特性的影响.结果表明,Sr~(2+)的掺入可明显改善Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射.     

2.7NaF·AlF_3(7wt%CaF_2)-Al_2O_3-Ymm_2O_3熔体物理化学性质的研究

本文系统地研究了2.7NaF·AlF_3(7wt％CaF_2)—Al_2O_3—Ymm_2O_3~*熔体的一系列物理化学性质。应用最优化设计原理,分别得到了表征该熔体初晶温度和粘度与Al_2O_3和Ymm_2O_3浓度关系的回归方程,以及该熔体表面张力、密度和电导率与Al_2O_3、Ymm_2O_3浓度和温度关系的回归方程。讨论了性质与组成之间的关系及用该熔体制备钇族稀土铝合金的适用性。     

碳酸稀土在冰晶石—氧化铝系熔体中的溶解度

用过饱和平衡法测定了碳酸稀土在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解度。考查了熔体温度等因素对溶解度的影响,得出了溶解度与碳酸稀土的焙烧温度、焙烧时间、氧化铝含量及熔体分子比之间的回归方程,并就碳酸稀土的热分解产物在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解机理进行了探讨。     

Y2O3质点对β—NiAl涂层抗氧化性能的影响

本文用复合电沉积及粉末包装扩散渗铝技术获得了含Y_2O_3、质点的β-NiAl型新涂层,并研究了Y_2O_3、质点及其含量对涂层1100℃的氧化性能的影响。实验证明,Y_2O_3质点的加入有效地降低了涂层的氧化速率,提高了氧化膜的抗剥落能力。实验范围内的Y_2O_3含量对涂层氧化速率的影响并不明显,但通过改变涂层/氧化膜界面处氧化膜的形态可以对氧化膜的粘附性产生影响。向涂层内突出生长的针状氧化膜具有更显著的钉扎作用。复合电沉积层中弥散分布的Y_2O_3质点在渗铝过程中部分产生聚集,在制备出的复合铝化物涂层的基体/涂层界面附近形成了明显的Y_2O_3聚集层,在氧化过程中有效地抑制了涂层的退化。     

Y_2O_3/Ag复合材料界面微观结构与性能研究

采用透射电子显微镜对粉末冶金法制备的Y_2O_3/Ag复合材料的界面微观结构进行了深入研究。结果表明:复合材料界面结合紧密且无任何反应物。Ag基体的(111)面与Y_2O_3颗粒的(440)晶面保持半共格关系:Y_2O_3(222)//Ag(111),Y_2O_3(440)//Ag(111),界面处基体中可以看到由于晶格错配而产生的刃位错,说明基体与增强颗粒晶面间距接近时,基体可以依靠增强颗粒表面结晶并长大,即增强颗粒作为基体异质形核的质点,并从晶体学角度对界面的形成原因进行了解释。由力学和电学性能测试得到复合材料的强度和电阻率随Y_2O_3含量的增加而升高。     

La_2O_3在LaF_3-LiF熔盐体系的溶解度研究

La_2O_3溶解度对熔盐电解制备金属La及其合金有重要影响。利用等温饱和法考察了LaF_3含量、温度对La_2O_3在LaF_3-LiF熔盐体系中溶解度的影响,并采用最小二乘法对数据进行了分析,建立了LaF_3含量、温度与La_2O_3溶解度之间的数学回归方程。研究结果表明:La_2O_3溶解度与温度、 LaF_3含量均为正向性线性关系,随温度的升高而线性增大;在合适的温度下,随熔盐中LaF_3含量的升高而线性增大;La_2O_3溶解度(S)与温度(t)、 LaF_3含量(ω)的关系可以表示为:S=1×10~(-4)ω·t-0.085ω-0.003t+3.60(ω≤75%),通过此方程计算不同温度、体系下La_2O_3溶解度,对电解法生产金属La有一定指导意义。     

Y_2O_3前驱体热分解过程及动力学研究

用热重-差热分析法对Y_2O_3前驱体Y_2(CO_3)_3和Y_2(C_2O_4)_3水合物热分解过程及动力学进行分析,通过Kissinger法、 Ozawa法和Coast-Redfern法等对实验数据进行处理,得出Y_2(C_2O_4)_3水合物的热分解分四步进行,前两步为脱水过程,后两步为分解过程,四步反应对应的活化能E_c分别为64.24, 59.48, 146.20和112.37 kJ·mol~(-1);指前因子A_c分别为:4.09×10~8, 3.83×10~5, 6.86×10~(10)和6.18×10~5。每一步的机制函数分别是:1-(1-α)~(1/2)=kt, 1-(1-α)~(1/3)=kt,[(1-α)~(-2)-1]/2=kt和[-ln(1-α)]~(1/3)=kt。而Y_2(CO_3)_3在空气中热分解只有两步,第一步脱3个H_2O和1个CO_2分子,第二步脱2个CO_2分子生成Y_2O_3,两步对应的活化能E_c分别为88.29和116. 53 kJ·mol~(-1),指前因子A_c分别为1.5×10~(13)和9.4×10~7。它们的机制函数分别为(1-α)~(-1)-1=kt和[1-(1-α)~(1/3)]~2=kt。前驱体Y_2(CO_3)_3水合物相对来说比Y_2(C_2O_4)_3水合物更易分解生成Y_2O_3,两种前驱体的热分解都是最后一步为控速步骤。     

Y_2O_2S:Eu~(3+)空心微球的制备与性能

以单分散的碳球为硬模板,采用均匀共沉淀法合成了Y_2O_2S:Eu~(3+)心微球.通过XRD、SEM、TEM、荧光光谱对其进行表征.X射线衍射测试表明所制备的Y_2O_2S:Eu~(3+)空心微球为单相,六方晶.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试表明所制备的Y_2O_2S:Eu~(3+)空心微球粒径小,分布均匀.激发和发射光谱测试表明Eu~(3+)离子能有效地掺入硫氧化钇基质中,并具有良好的发光性能.     

纳米Y_2O_3对14CrSiMnV硬质合金涂层耐磨耐热氧化性影响

利用激光熔覆表面复合纳米Y_2O_3颗粒的14CrSiMnV铁基合金粉体,制备了14CrSiMnV硬质合金钢涂层。研究了纳米Y_2O_3对涂层微观结构、微观硬度、耐热以及耐滑动摩擦的影响。结果表明:在合金涂层成型过程中,添加小于1%(质量分数)纳米Y_2O_3可以促进涂层组织中的树状晶向等轴晶转变,且减少涂层在600℃高温条件的氧化腐蚀现象,改善表面滑动摩擦的塑性剥离,从而使涂层拥有更好的耐热性能和耐滑动摩擦性能。     

Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐体系的溶解度研究EI北大核心CSCD

以LiF-DyF_(3)为熔盐,电解Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O制备Dy-Cu合金过程中,明确Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度是制定合理加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解平衡时间,考察了温度、DyF_(3)浓度对单一氧化物(Dy_(2)O_(3)或Cu_(2)O)及混合氧化物(Dy_(2)O_(3)与Cu_(2)O)溶解度的影响,通过最小二乘法对溶解度数据进行了拟合,建立了温度、DyF_(3)浓度与Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度之间的数学回归方程。研究结果表明,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐中溶解平衡的时间分别为110,120 min,溶解反应为吸热反应。相同温度下,随熔盐中DyF_(3)浓度增大,Dy_(2)O_(3)的溶解度逐渐增大,Cu_(2)O溶解度变化较小;在温度为910~1030℃,熔盐中DyF_(3)浓度为15%~40%(摩尔分数)时,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度分别为0.55%~3.45%,0.39%~0.52%。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉的制备、结构与荧光性质研究

采用高温固相法合成了具有高热稳定性的Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)红色荧光粉。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了系统地表征,结果表明成功地合成了Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉。在394 nm激发下,样品发出很强的红光,该发射来自于Eu~(3+)的5D~0→~7F_J(J=1, 2, 3, 4)。通过变温光谱分析了样品在303～563 K温度范围的热稳定性。随着温度的升高, Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品的发光先增强后减弱,在483 K时的发光最强为室温时的1.5倍。将Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品与蓝色荧光粉BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)和绿色荧光粉BaSiO_4:Eu~(2+)以及近紫外LED芯片(395 nm)进行封装,在不同电流激发下(20～140 mA),均获得了显色指数高于92,色温低于4000 K的暖白光。以上结果表明Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)在白光LED领域具有非常好的潜在应用。     

Y_2(CO_3)_3的沉淀结晶过程与晶粒大小控制

研究了NH_4HCO_3与Y(NO3)3反应形成的Y_2(CO_3)_3沉淀在陈化过程中的结晶生长机制及其晶粒大小控制方法。结果表明:在陈化过程中发生了由无定型沉淀向水菱钇型结晶Y_2(CO_3)_3的相态转变,其外观形貌也相应地由纳米球形颗粒转变为哑铃状、鸟巢状和球状结晶聚集体。首先是晶型核在颗粒表面的形成,随即进入晶体生长阶段,促进无定型沉淀的快速溶解并在晶核表面生长,表现出以沿晶胞c轴方向的一维生长特征,形成针状细小结晶;由于结晶速度快,针状结晶演变为枝状,并相互连生聚集成哑铃型、巢型和球形聚集体。提高陈化温度可以加速相态转变和形貌演变过程,在短时间内获得大颗粒结晶聚集体。据此,提出了通过沉淀结晶过程和条件的控制来合成不同大小和形貌的Y_2(CO_3)_3和Y_2O_3粒子的基本方法,并分别制备了中心粒径D50在600 nm左右和35μm左右的Y_2O_3产品。     

EFFECT OF Y_2O_3 ON THE PROPERTY OF NiO/Al_2O_3 CATALYST FOR PARTIAL OXIDATION OF METHANE

The effects of Y_2O_3 on the property of NiO/Al_2O_3 catalyst forcatalytic partial oxidation of methane were investigated in a continuous flowfixed bed reactor(20 mm i.d.,860 mm long).The catalysts werecharacterized by XRD and pore measurement.For comparison,similar studieswere carried out for the catalysts loaded with Zr or W oxide.The results showthat different additives and impregnating methods could greatly affect thedispersion of component Ni.The catalytic activity,the selectivity to CO andthe stability are improved because of the less facile interation between thesupport and nickel oxide,greater surface area and better dispersion of metalNi for NiO/Al_2O_3 catalyst modified by Y_2O_3.