氧化钇（Y2O3）是一种重要的稀土氧化物，具有独特的性质和多样的应用。它呈现出白色或白色略带微黄色的粉末状，不溶于水和碱，但能溶于酸。这种C型稀土倍半氧化物属于体心立方结构，暴露在空气中时会吸收二氧化碳和水，因此需要密闭保存以保持其稳定性。此外，氧化钇还具有一系列优异的物理和化学性质，使其在多个领域找到了广泛的应用。

氧化钇的晶体结构图

氧化钇的性质

（1）其摩尔质量为225.82g/mol，密度为5.01g/cm

3

；

（2）具有高熔点2410℃和沸点4300℃，展现出卓越的热稳定性；

（3）物理和化学稳定性均十分出色，拥有良好的耐腐蚀性；

（4）热导率在300K时可达27W/(m⋅K)，约是钇铝石榴晶体热导率的2倍，这一特性对其作为激光器工作介质极为有利；

（5）光学透明范围宽广，从0.29μm至8μm，在可见光区的理论透光率超过80%，特别是在1050nm处，其折射率高达1.89，赋予其高理论透过率；

（6）声子能量较低，最大声子截止频率约为550cm–1，这有助于减少无辐射跃迁，增加辐射跃迁，进而提升发光量子效率；

（7）在2200℃以下，Y2O3呈现立方相且无双折射现象，其折射率在1050nm处为1.89。超过此温度后，它转变为六方相；

（8）Y2O3的能隙宽达5.5eV，允许三价稀土发光离子掺杂，其能级恰好在价带与导带之间，位于费米能级之上，从而形成有效的发光中心；

（9）作为基质材料，Y2O3能容纳高浓度的三价稀土离子掺杂，这些离子可取代Y3+离子而不改变其整体结构。

氧化钇的用途

1、合成钇稳定氧化锆粉

纯ZrO2在高温冷却过程中会发生相变，导致体积膨胀。然而，通过将ZrO2的t→m相变稳定至室温，可以利用应力诱发相变来吸收断裂能，从而提高材料的断裂韧度和耐磨性。

要实现氧化锆的相变增韧，必须借助稳定剂的作用，并在适当的烧成条件下，将高温稳定相——四方相，稳定至室温。这样，室温下四方相的相变得以实现，从而增强了氧化锆的稳定性。在众多的氧化锆稳定剂中，Y2O3因其优良的常温力学性能、高强度、出色的断裂韧性和均匀细小的晶粒尺寸而备受瞩目。烧结出的Y-TZP材料，不仅性能卓越，还具有广泛的实用价值。

2、助烧结剂

在特种陶瓷的烧结过程中，助烧结剂扮演着至关重要的角色。它们的主要作用包括与烧结物形成固溶体、阻止晶型转变、抑制晶粒长大以及产生液相。以氧化铝的烧结为例，氧化镁（MgO）常被用作显微结构稳定剂。它能够细化晶粒，显著减小晶界能差异，从而削弱晶粒生长的各向异性，有效抑制不连续晶粒的生长。值得注意的是，由于MgO在高温下具有较高的挥发性，因此通常将氧化钇（Y2O3）与MgO混合使用。Y2O3不仅能进一步细化晶粒，还能促进烧结致密化，从而提升烧结效果。

3、YAG粉体的合成

钇铝石榴石（Y3Al5O12），一种人造化合物，无色且具有较高的莫氏硬度，达到8.5，同时拥有1950℃的高熔点，不溶于硫酸、盐酸、硝酸氢氟酸等强酸。其粉体通常采用高温固相法进行制备，该方法涉及将氧化钇和氧化铝按照二元相图的比例混合，并在高温环境下进行焙烧。在此过程中，氧化物之间发生固相反应，逐步生成YAG粉体。值得注意的是，在高温反应初期，会先形成YAM和YAP中间相，最终这些中间相会转化为YAG粉体。

4、透明陶瓷的应用

氧化钇在透明陶瓷领域扮演着重要的角色，其立方晶系结构赋予了它各轴同向性的光学性能。与透光氧化铝的异方性相比，其影像失真度更低，这使得它在高阶镜头和军事光学窗等领域受到了广泛的关注和应用。

纳米氧化钇的多元应用

（一）陶瓷原料领域：

氧化钇粉体凭借其出色的光学性能，在陶瓷原料领域独树一帜。其直线透过率在远红外区仍高达约80%，这一特性使其成为制造红外导弹窗口、整流罩、天线罩的理想选择。同时，它还可用于微波基板、绝缘支架的制造，以及光纤掺杂、红外发生器管壳的改良，进一步提升红外透镜及其他高温窗的性能。

（二）荧光粉材料的应用：

纳米氧化钇粉体在荧光粉领域也发挥着重要作用。当氧化钇中掺入Eu3+、Nd3+等稀土元素后，其高透明陶瓷特性使得这种材料成为理想的荧光物质。特别是以Eu3+为激活剂，以钇化合物为基质的红色荧光粉，如Eu3+激活的钒酸钇、氧化钇和硫氧化钇的