Оксид скандия Sc2O3 в Минске

Оксид скандия ScO: характеристики, марки и применение

Оксид скандия ScO — тугоплавкий редкоземельный оксид с кубической структурой типа биксбиита (C-тип, пространственная группа Ia-3), температура плавления — около 2485 C, плотность — 3,86 г/см. Материал относится к оксидам редкоземельных элементов иттриевой подгруппы и выпускается в виде порошков различной дисперсности, гранул для плазменного напыления, прессованных мишеней для магнетронного распыления и монокристаллических заготовок. Чистота коммерческих марок — от 99,0 % (2N) до 99,999 % (5N) по основному веществу; лимитируемые примеси — ZrO, SiO, FeO, TiO, CaO, а также радиоактивные элементы ториевой и урановой групп, нормируемые отдельно.

Марки и формы поставки

• ScO-2N — 99,0 % основного вещества, техническое применение в лигатурах и шихте.
• ScO-3N — 99,9 %, оптика и люминофоры среднего уровня.
• ScO-4N — 99,99 %, лазерные монокристаллы, сцинтилляторы.
• ScO-5N — 99,999 %, эпитаксиальные подложки, высокочистые плёнки.
• Порошок плазменного напыления — фракция 15–45 мкм, сферическая морфология.
• Мишень для магнетронного распыления — диаметр 50–200 мм, плотность 95–99 % теоретической.

Технические параметры

Применение по отраслям

В металлургии оксид скандия вводят в алюминиевые сплавы систем Al-Mg и Al-Zn-Mg-Cu через солевые флюсы или лигатуру Al-Sc; модифицирование 0,1–0,3 % ScO обеспечивает формирование дисперсоидов AlSc и повышает предел текучести сварных соединений. В производстве твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) ScO стабилизирует диоксид циркония: электролит ZrO–ScO (10–11 мол. %) превосходит YSZ по ионной проводимости при 700–800 C в 1,5–2 раза, что снижает рабочую температуру стеков.

В оптической промышленности из оксида скандия выращивают монокристаллы методом Чохральского и получают керамику горячим изостатическим прессованием для выходных окон высокомощных лазеров на длине волны 1,06 мкм. В микроэлектронике ScO служит материалом подзатворного диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью (k 14–16) и буферным слоем при эпитаксии GaN на кремнии. Металлогалогенные лампы с добавкой ScI и ScO формируют спектр, близкий к солнечному, в кинопроекционном и студийном освещении.

Технологические особенности

Порошок ScO гигроскопичен: при хранении на воздухе образует гидроксид и карбонат, что требует герметичной тары и сухого бокса при работе с шихтой. Спекание на воздухе проводят при 1600–1750 C; для достижения прозрачной керамики применяют вакуумное или водородное спекание с добавкой оксида иттрия как спекающей добавки. Плазменное напыление ведут в аргон-водородной плазме; пористость покрытия — 3–8 %, адгезия к подложке из нержавеющей стали — не менее 30 МПа.

Вопросы и ответы