Използване на редкоземни оксиди за производство на флуоресцентни стъкла
Използване на редкоземни оксиди за производство на флуоресцентни стъкла
Използване на редкоземни оксиди за производство на флуоресцентни стъкла
източник: AZoMПриложения на редкоземни елементиУтвърдени индустрии, като катализатори, производство на стъкло, осветление и металургия, използват редкоземни елементи от дълго време. Тези индустрии, комбинирани, представляват 59% от общото световно потребление. Сега по-нови области с висок растеж, като сплави за батерии, керамика и постоянни магнити, също използват редкоземни елементи, което представлява останалите 41%.Редкоземни елементи в производството на стъклоВ областта на производството на стъкло редкоземните оксиди отдавна са изследвани. По-конкретно, как свойствата на стъклото могат да се променят с добавянето на тези съединения. Германски учен на име Дросбах започва тази работа през 1800 г., когато патентова и произвежда смес от редкоземни оксиди за обезцветяване на стъкло.Макар и в сурова форма с други редкоземни оксиди, това беше първото търговско използване на церий. През 1912 г. от Crookes от Англия е показано, че церият е отличен за ултравиолетова абсорбция, без да дава цвят. Това го прави много полезен за защитни очила.Ербий, итербий и неодим са най-широко използваните REE в стъклото. Оптичната комуникация широко използва влакна от силициев диоксид, легирани с ербий; обработката на инженерни материали използва силициево влакно, легирано с итербий, а стъклените лазери, използвани за синтез с инерционно ограничение, прилагат легиран неодим. Способността да се променят флуоресцентните свойства на стъклото е едно от най-важните приложения на REO в стъклото.Флуоресцентни свойства на редкоземни оксидиУникално по начина, по който може да изглежда обикновено при видима светлина и може да излъчва живи цветове, когато е възбудено от определени дължини на вълната, флуоресцентното стъкло има много приложения от медицински изображения и биомедицински изследвания до тестване на медии, проследяване и художествени стъклени емайли.Флуоресценцията може да продължи, като се използват REOs, директно включени в стъклената матрица по време на топенето. Други стъклени материали само с флуоресцентно покритие често се провалят.По време на производството въвеждането на редкоземни йони в структурата води до флуоресценция на оптично стъкло. Електроните на REE се издигат до възбудено състояние, когато се използва входящ източник на енергия за директно възбуждане на тези активни йони. Светлинно излъчване с по-голяма дължина на вълната и по-ниска енергия връща възбуденото състояние в основното състояние.В промишлените процеси това е особено полезно, тъй като позволява неорганични стъклени микросфери да бъдат вмъкнати в партида, за да се идентифицират производителят и номерът на партидата за множество видове продукти.Транспортирането на продукта не се влияе от микросферите, но се получава определен цвят на светлината, когато партидата е облъчена с ултравиолетова светлина, което позволява точното определяне на произхода на материала. Това е възможно с всякакви материали, включително прахове, пластмаси, хартии и течности.Огромно разнообразие се предоставя в микросферите чрез промяна на броя на параметрите, като точното съотношение на различни REO, размер на частиците, разпределение на размера на частиците, химичен състав, флуоресцентни свойства, цвят, магнитни свойства и радиоактивност.Също така е изгодно да се произвеждат флуоресцентни микросфери от стъкло, тъй като те могат да бъдат легирани в различна степен с REO, да издържат на високи температури, високи напрежения и са химически инертни. В сравнение с полимерите, те превъзхождат във всички тези области, което им позволява да се използват в много по-ниски концентрации в продуктите.Относително ниската разтворимост на REO в силициево стъкло е едно потенциално ограничение, тъй като това може да доведе до образуването на редкоземни клъстери, особено ако концентрацията на допинг е по-голяма от равновесната разтворимост и изисква специално действие за потискане на образуването на клъстери.
