Фториды YF3 в Минске

Фторид иттрия YF: оптическое и металлургическое применение

Фторид иттрия YF — тугоплавкое соединение иттрия и фтора с кубической кристаллической решёткой (пространственная группа Pnma при комнатной температуре, переход в кубическую фазу при нагреве выше 1070 C). Температура плавления — 1387 C, плотность — 4,01 г/см, показатель преломления в ИК-диапазоне — 1,35–1,42. Материал прозрачен в спектральном окне 0,25–12 мкм, что определяет его применение в оптике среднего ИК-диапазона. Химически устойчив к большинству кислот, но взаимодействует с горячими щелочами и парами воды при температурах выше 600 C с образованием оксифторидов иттрия.

Физико-химические характеристики

Марки и формы выпуска

• YF-ОСЧ (особо чистый) — массовая доля основного вещества 99,99–99,999 %, содержание Fe, Cu, Ni 1 ppm
• YF-В (высокочистый) — 99,9 %, применяется для оптических покрытий
• YF-Т (технический) — 97–99 %, используется в металлургических флюсах
• Наноструктурированный YF — размер частиц 20–100 нм, для люминофоров и биомаркеров
• Монокристаллические окна и линзы — диаметр до 50 мм, шероховатость поверхности /4
• Прессованные таблетки для термического испарения — плотность 3,2–3,6 г/см

Применение в оптике и электронике

Плёнки YF наносятся методом электронно-лучевого испарения или магнетронного распыления на подложки из ZnSe, Ge, Si для просветления ИК-оптики. В составе многослойных интерференционных покрытий фторид иттрия выполняет роль слоя с низким показателем преломления, чередуясь с ZnS или Ge. Такие покрытия применяются в тепловизионных объективах, CO-лазерах ( = 10,6 мкм) и спектрометрах ИК-диапазона.

Легированный иттербием и эрбием YF служит матрицей для апконверсионных люминофоров, преобразующих ИК-излучение 980 нм в видимый свет. Наночастицы NaYF:Yb,Er с оболочкой YF используются в флуоресцентной микроскопии и биовизуализации благодаря низкой цитотоксичности.

Металлургия и специальные сплавы

В литейном производстве фторид иттрия вводится в состав флюсов для рафинирования алюминиевых и магниевых сплавов. Он снижает вязкость шлака и связывает оксиды, улучшая чистоту расплава. Совместно с фторидами лития и бериллия образует эвтектические смеси с температурой плавления 700–800 C, применяемые при электрошлаковом переплаве.

YF используется как компонент шихты при получении иттрий-алюминиевых гранатов (YAG) и других оксидных керамик. В производстве жаропрочных никелевых сплавов фторид иттрия участвует в процессах фторидной переработки редкоземельного сырья.

Условия эксплуатации и хранения

Материал гигроскопичен в порошковой форме: при влажности выше 60 % возможно образование оксифторидов. Хранение осуществляется в герметичной таре из полиэтилена или фторопласта в сухих помещениях при температуре не выше 25 C. Оптические элементы на основе YF работоспособны в диапазоне –60…+400 C без деградации пропускания. При нагреве выше 1000 C в вакууме наблюдается частичная диссоциация с выделением фторида иттрия в газовую фазу.

Вопросы и ответы