Ítrium de terras raras: propriedades e aplicações
De acordo com dados recentes da empresa de pesquisa Argus Media,O preço do ítrium de terras raras no mercado europeu subiu de cerca de 6 por quilograma no início de 2025 para 6 por quilograma no início de 2025 para 850 por quilograma em 26 de Fevereiro., 2026 o nível mais elevado desde que dados comparáveis ficaram disponíveis em 2012.
Uma empresa japonesa que utiliza matérias-primas à base de ítrium observou: "É muito difícil substituir este material por alternativas, e até agora não houve uma redução clara nos volumes de aquisição." Outros dados mostram que aproximadamente 65% dos materiais ou produtos de óxido de ítrium que contêm ítrium importados para os Estados Unidos são originários do Japão..
Itrium metálico é um metal cinza-prateado quimicamente reativo produzido principalmente pela redução do flúor de itrium com cálcio metálico.Em condições ambientais, o ítrio metálico normalmente existe em formas como Y2O3, YCl3, YH3, Y(OH) 3, e compostos intermetálicos.
Óxido de ítrium em pó
Entre os elementos de terras raras, o itrínio destaca-se pela sua ampla gama de aplicações.com um comprimento de 80 mm ou mais, mas não superior a 150 mm,, e em aplicações de defesa como um material que aumenta a resistência ao calor dos motores de aeronaves.
O útrium é distribuído principalmente na China, Índia, Estados Unidos, Brasil e Austrália.O sector da energia é o mais importante do mundo, representando cerca de 43% do total mundialDentro da China, a Província de Jiangxi ocupa o primeiro lugar em reservas de óxido de ítrium devido aos seus depósitos de terras raras de alta adsorção de íons de ítrium.
Aplicações do Ítrium de Terras Raras em Materiais Cristalinos Luminescentes
Atualmente, o ítrio de terras raras é mais amplamente utilizado em materiais cristalinos, incluindo granato de alumínio de ítrio (Y3Al5O12, YAG), órtovanadato de ítrio (YVO4) cristal único,e cristais de silicato de ítrium (YSiO)Entre estes, o YAG é um cristal transparente sintético incolor com alta dureza, alto ponto de fusão,e propriedades físicas e químicas estáveis ?? tornou-se um dos materiais de cristal laser mais utilizadosOs pesquisadores tipicamente dopam o YAG com elementos de terras raras como Nd, Yb e Ce para obter produtos como o YAG dopado com neodímio e o YAG dopado com cério, expandindo assim sua gama de aplicações.
Além dos materiais de cristal a laser, a principal aplicação do ytrio de terras raras permanece em materiais luminescentes, particularmente fósforos.Os fósforos à base de ítrium apresentam uma forte capacidade de absorção da luz e uma elevada eficiência de conversão, tornando-os adequados para monitores de computador, ecrãs de painel plano, lâmpadas fluorescentes de três bandas, LEDs e ecrãs de intensificação de raios-X.Os principais produtos atuais incluem fósforos tricolores para iluminação, fósforos de longa persistência e fósforos para ecrãs de informação.
Aplicações do Ítrium de Terras Raras em componentes de equipamentos de semicondutores
O elevado ponto de fusão e a estabilidade térmica do Y2O3 permitem-lhe manter um excelente desempenho de proteção em ambientes de gravação por plasma durante longos períodos,tornando-se um dos materiais mais utilizados para proteção de gravação por plasmaA maior vantagem do Y2O3 é a sua taxa de reacção lenta em plasmas à base de flúor,que ajuda a manter a estabilidade da superfície do revestimento uma propriedade que o torna particularmente promissor para utilização em equipamentos de gravação de 8 polegadas e maioresAlém disso, o óxido de ítrium é um material cerâmico transparente na faixa de luz visível com elevada transmissão luminosa, tornando-o adequado para utilização como vidro de janela em equipamentos de gravação por plasma.
O YAG não só oferece boa estabilidade química e desempenho óptico, mas também fornece maior resistência mecânica e mais facilidade de processamento em comparação com o Y2O3.Embora a resistência à gravação no plasma do YAG seja ligeiramente inferior à do Y2O3, pode ser utilizado como material de janela de observação para equipamentos de câmara de gravação.
O YF3 pode servir como uma camada protetora durante a gravação por plasma baseada em F, suprimindo a fluorização adicional do material e é considerado uma alternativa potencial ao Y2O3.As reacções químicas entre o material de revestimento e o plasma de fluorocarbonos dominam, levando à formação de partículas finas de flúor na superfície do revestimento Y2O3.
O YOF apresenta uma elevada estabilidade térmica e química, permanecendo resistente à decomposição mesmo sob altas temperaturas e ambientes ácidos/alcalinos fortes.É considerado um material de revestimento altamente promissor resistente ao plasmaAlém disso, o coeficiente de expansão térmica do YOF é muito similar ao do alumínio. Os revestimentos de YOF preparados por pulverização térmica são quase isentos de rachaduras e formam estruturas altamente cristalinas e densas.
Aplicações do óxido de ítrium em campos biomédicos
O óxido de ítrium é amplamente utilizado em aplicações biomédicas.provaram ser eficazes como materiais de proteção e são amplamente aplicados em tratamentos antibacterianos e anticancerígenos, proteção do fígado, administração de medicamentos, biosensores, bioimagem, imagem de fluorescência e outros campos médicos.
Além disso, as microesferas 90Y podem viajar com o fluxo sanguíneo para tumores hepáticos, destruindo-os eficientemente através da emissão de raios β.Eles permitem ataques precisos contra tumores de dentro.
Aplicações do óxido de ítrium na indústria aeroespacial
A indústria aeroespacial requer materiais leves de alto desempenho.e os compósitos de carburo de silício cumprem estes requisitos, mas sofrem oxidação em condições de funcionamento a altas temperaturasUma solução consiste na aplicação de revestimentos cerâmicos de protecção no substrato. Researchers have used radio-frequency magnetron reactive sputtering to deposit Al₂O₃-Y₂O₃ coatings on Al-Y-coated surfaces and studied the oxidation behavior of Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y composite coatings at different temperatures and durationsOs resultados mostraram que estes revestimentos apresentam uma excelente resistência ao choque térmico.
Aplicações do Ítrium de Terras Raras em várias ligas
Nos últimos anos, o ytrio de terras raras tem sido amplamente utilizado como aditivo em aço e ligas não ferrosas no campo metalúrgico.As quantidades mínimas de ítrium podem efetivamente modificar o teor de inclusãoAs fases de terras raras resultantes refinam a estrutura do grão, suprimem a segregação elementar, melhoram a uniformidade microstrutural e aumentam a densidade dos filmes de óxido de liga.Estes efeitos melhoram significativamente várias propriedades físicas e químicas de diferentes ligas, incluindo propriedades mecânicas, magnéticas, resistência à corrosão e condutividade elétrica, satisfazendo os requisitos de desempenho dos novos materiais na indústria aeroespacial, da defesa,e outros campos.
Aplicações do Ítrium de Terras Raras em Materiais Supercondutores
Os supercondutores de terras raras à base de ítrium tornaram-se gradualmente um componente importante dos supercondutores de alta temperatura, atraindo uma extensa atenção da investigação.O YBCO tornou-se um material supercondutor centralA sua tecnologia de preparação continua relativamente imatura e são necessárias melhorias na estabilidade e no desempenho do processo para a comercialização.Os superhidritos de terras raras apresentam supercondutividade perto da temperatura ambiente sob alta pressãoOs superhidritos de ítrium, com as suas ricas estequiometrias e excelentes propriedades de supercondução,têm gerado um interesse significativo na comunidade de pesquisa sobre supercondutores.
Outras aplicações do ítrio de terras raras
Em pilhas de combustível de óxido sólido, o itró é comumente utilizado em materiais de ânodo poroso, tais como Ni-(Zr,Y) O2-X, alcançando eficiências de conversão de potência superiores a 60%.
Os dieléctricos à base de BaTiO3 dopados com Y2O3 são adequados para condensadores cerâmicos de eletrodos de níquel com espessuras inferiores a 2 μm.
As soluções sólidas ternais de CeO2-ZrO2 dopadas com nanopartículas Y2O3 apresentam um excelente desempenho como catalisadores de armazenamento de oxigénio na catálise de escape (como catalisadores de três vias).
Referências:
- Zhang Chi et al. Desenvolvimento e Aplicações de Ítrium de Terras Raras, Escola de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade de Tecnologia de Shenyang, Relatórios de Materiais
- Wen Yaoru. Preparação e Caracterização de Solos de Ítrio de Terras Raras e Pó de Óxido, Universidade de Ciência e Tecnologia de Jiangxi, Tese de Mestrado
- Liu Zhili. Preparação e Caracterização Controladas de Nanopowders de Óxido de Ítrio, Universidade Politécnica de Xangai, Tese de Mestrado
- China Powder Network (Redito por Ping An)
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