Окись иттрия. Часть 1
Окись иттрия входит в состав многих редкоземельных минералов и встречается в природе совместно с редкоземельными элементами иттриевой группы, особенно с Dy, Gd, Er, Nd, и в некоторых минералах совместно с элементами первой группы периодической системы. Среднее содержание иттрия в земной коре 2,8-10_3 вес. %. Из природных силикатов редкоземельных элементов известны минералы, содержащие иттрий, — это тортвейтит (SeY)2[Si207], иттриалит (Y, Th)2[Si207], таленит Y2(Si207).
Получение окиси иттрия высокой чистоты (9,9999%) связано с большими трудностями — ее получают фракционным 30-кратным осаждением ферроцианида [Fe(CN6) -4Н20] и двойного сульфата окиси иттрия. Окись иттрия с содержанием Y2O3 99,9% имеет примеси 0,05 %Dy + Gd.
Кристаллы Y2O3 бесцветные кубической сингонии с параметрами решетки а = 10,61 А, с плотностью у = 5,03 г/см3 и показателем светопреломления Y2O3 = 1,91. Температура плавления Y2O3 2415° С, точка кипения 4300° С.
Окись иттрия растворяется в минеральных кислотах. Гидрат окиси иттрия осаждается из растворов нитратов при рН = 6,78. Y(OH)3 имеет основный характер; на воздухе поглощает СO2 с образованием карбоната.
Гидрат окиси иттрия при нагревании теряет воду и переходит в безводную окись ступенчато по следующей реакции: Y(OH)2 --> YOOH Y2O3, причем первый переход происходит в интервале 273 — 374° С, а второй при 474° С [716].
Недавно в литературе появились работы, свидетельствующие о полиморфизме Y2O3. В противоположность ранее установленному у окиси иттрия были обнаружены два аллотропических превращения: низкотемпературное, происходящее в интервале 390—900° С [717] с переходом кубической С-формы в гексагональную форму с параметрами при 900° С: а = 9,80 А и с = 10,17 А, и высокотемпературное, происходящее выше 2300° С [718] с переходом кубической, С-формы в гексагональную Н-форму с параметрами при 2380° С: а = 3,81 А, с = 6,09 А, с/а = 1,60.
Интересно отметить, что и в том, и в другом случае превращение происходило без перехода через промежуточную моноклинную форму В.
Высокочистая смесь иттрия находит применение в радиоэлектронике и термоэмиссионных устройствах, в слуховых аппаратах, ячейках памяти счетно-решающих устройств и др.
За последнее время широко исследуют возможность применения окиси иттрия в качестве высокотемпературной изоляции в термоэмиссионных преобразователях тепловой ядерной энергии в электрическую [719], а также для создания высокотемпературной прозрачной керамики — иттрийлокс [503, 720].
Иттрийлокс состоит из 90% окиси иттрия и примерно 10% двуокиси тория и представляет собой однофазовый поликристаллический материал с размером зерен 10—50 мк. Этот материал обладает прозрачностью стекла, но его можно применять и при более высоких температурах.
Окись иттрия имеет кубическую структуру, что в известной мере препятствует рассеянию света на границах зерен керамики.
Другие части: