Оксид тулия(III)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Оксид тулия(III)
Общие
Систематическое
наименование
Оксид тулия(III)
Традиционные названия Сесквиоксид тулия
Хим. формула Tm2O3
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 385,866 г/моль
Плотность 8,88 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2380 °C
Классификация
Рег. номер CAS 12036-44-1
PubChem 159411
SMILES
Рег. номер EC 234-851-6
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Оксид тулия(III)  — бинарное неорганическое соединение тулия и кислорода с химической формулой Tm2O3.

Получение[править | править вики-текст]

Оксид тулия может быть получен путем окисления металлического тулия в атмосфере кислорода

\mathsf{4Tm + 3 O_2 \xrightarrow{}\ 2Tm_2O_3}

или термическим разложением нитратов, оксалатов, сульфатов, карбонатов на воздухе выше 800—900 °C.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Оксид тулия(III) представляет собой порошок белого цвета.

Имеет кубическую кристаллическую решетку типа NaCl (пространственная группа Ia3) с периодом решетки 1,4866 нм. При температурах выше 2280 °C кубическая решетка переходит в гексагональную с параметрами c = 0,604 нм и а = 0,378 нм.

Также образует моноклинную решетку (пространственная группа C2/m) с параметрами решетки а = 1,318 нм, b = 0,3447 нм, c = 0,8505 нм, β = 100o20', которая стабильна выше 1005 °C при внешнем давлении 4 ГПа. Метастабильная моноклинная фаза в оксиде тулия может быть получена путем закалки с последующим снятием давления[1][2].

При температурах выше 1500 °C в вакууме, среде инертного газа или водорода теряет незначительное количество кислорода до состава Tm2.00O2.80.

Является антиферромагнетиком с шириной запрещенной зоны 5,1 эВ и магнитной восприимчивостью 78340∙10−6 см3/моль[3].

Имеет следующие физико-механические свойства[4][5]:

Коэффициент Пуассона 0,292

Модуль упругости 162,2 ГПа

Модуль сдвига 62,9 ГПа

Прочность на изгиб 138 МПа

Коэффициент термического расширения 6,8∙10−6 1/K

Применение[править | править вики-текст]

Используется в качестве рабочей формы изотопа Tm-170 в радиоизотопных источниках энергии с удельной мощностью 2-3 Вт/г или объемной мощностью 18-27 Вт/см3[4].

Как активатор в люминофорах.

В качестве активной примеси волоконных световодов на основе кварцевого стекла с областью люминесценции 1,7-1,9 мкм[6]. Также в лазерах на иттрий-алюминиевом гранате с длиной волны излучения 1,9-2,1 мкм.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Eyring L. The binary rare earth oxides, in: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. — 1979. — Vol. 3, Chapter 27. — P. 337—399.
  2. H. R. Hoekstra, K. A. Gingerich. High-pressure B-type polymorphs of some rare-earth sesquioxides // Science. — 1964. — Vol. 146, No. 3648. — P. 1163—1164.
  3. H. B. Lal, V. Pratap. Low temperature magnetic susceptibility of thulium sesquioxide // Current Science. — 1976. — Vol. 45, No. 15. — P. 545.
  4. 1 2 P. K. Smith, J. R. Keski, and C. L. Angerman. Properties of thulium metal and oxide. Savannah. River Laboratory, Aiken, SC, Report DP-1114, June. 1967.
  5. W. R. Manning, O. Hunter. Elastic properties of polycrystalline thulium oxide and lutetium oxide from 20 ° to 1000 °C // J. Am. Ceram. Soc. — 1970. — Vol. 53, No. 5. — P. 279—280.
  6. А. С. Курков, Е. М. Дианов. Непрерывные волоконные лазеры средней мощности // Квантовая электроника. — 2004. — Т. 34, № 10. — P. 881—900.