Použití oxidů vzácných zemin k výrobě fluorescenčních brýlí
Použití oxidů vzácných zemin k výrobě fluorescenčních brýlí
Použití oxidů vzácných zemin k výrobě fluorescenčních brýlí
zdroj: AZOMAplikace prvků vzácných zeminZavedené průmyslové podniky, jako jsou katalyzátory, sklářství, osvětlení a metalurgie, používají prvky vzácných zemin již dlouhou dobu. Tato odvětví, když se spojí, představují 59 % celkové celosvětové spotřeby. Nyní novější, rychle rostoucí oblasti, jako jsou slitiny baterií, keramika a permanentní magnety, také využívají prvky vzácných zemin, což představuje zbývajících 41 %.Prvky vzácných zemin ve výrobě sklaV oblasti výroby skla se již dlouho zkoumají oxidy vzácných zemin. Přesněji řečeno, jak se vlastnosti skla mohou změnit přidáním těchto sloučenin. Německý vědec jménem Drossbach začal tuto práci v roce 1800, když patentoval a vyrobil směs oxidů vzácných zemin pro odbarvování skla.Ačkoli v surové formě s jinými oxidy vzácných zemin, toto bylo první komerční použití ceru. Cerium bylo v roce 1912 Crookesem z Anglie ukázáno jako vynikající pro absorpci ultrafialového záření bez zabarvení. Díky tomu je velmi užitečný pro ochranné brýle.Erbium, ytterbium a neodym jsou nejrozšířenějšími REE ve skle. Optická komunikace ve velké míře využívá křemičité vlákno dopované erbiem; strojírenské zpracování materiálů využívá křemičitá vlákna dopovaná ytterbiem a skleněné lasery používané pro inerciální fúzi využívají neodymem. Schopnost měnit fluorescenční vlastnosti skla je jedním z nejdůležitějších použití REO ve skle.Fluorescenční vlastnosti z oxidů vzácných zeminFluorescenční sklo, jedinečné ve způsobu, jakým se může jevit jako obyčejné pod viditelným světlem a může vyzařovat živé barvy, když je excitováno určitými vlnovými délkami, má mnoho aplikací od lékařského zobrazování a biomedicínského výzkumu až po testovací média, trasovací a umělecké skloviny.Fluorescence může přetrvávat pomocí REO přímo zabudovaných do skleněné matrice během tavení. Jiné skleněné materiály pouze s fluorescenčním povlakem často selhávají.Během výroby vede zavedení iontů vzácných zemin do struktury k fluorescenci optického skla. Elektrony REE jsou zvednuty do excitovaného stavu, když je k přímému vybuzení těchto aktivních iontů použit příchozí zdroj energie. Emise světla delší vlnové délky a nižší energie vrací excitovaný stav do základního stavu.V průmyslových procesech je to zvláště užitečné, protože to umožňuje vložení anorganických skleněných mikrokuliček do šarže k identifikaci výrobce a čísla šarže pro mnoho typů produktů.Transport produktu není ovlivněn mikrokuličkami, ale při ozáření šarže ultrafialovým světlem vzniká zvláštní barva světla, což umožňuje přesné určení původu materiálu. To je možné u všech druhů materiálů, včetně prášků, plastů, papírů a kapalin.Obrovská rozmanitost mikrokuliček je poskytována změnou počtu parametrů, jako je přesný poměr různých REO, velikost částic, distribuce velikosti částic, chemické složení, fluorescenční vlastnosti, barva, magnetické vlastnosti a radioaktivita.Je také výhodné vyrábět fluorescenční mikrokuličky ze skla, protože mohou být dopovány v různé míře REO, odolávají vysokým teplotám, vysokému namáhání a jsou chemicky inertní. Ve srovnání s polymery jsou ve všech těchto oblastech lepší, což umožňuje jejich použití v produktech v mnohem nižších koncentracích.Relativně nízká rozpustnost REO v křemičitém skle je jedním z potenciálních omezení, protože to může vést k tvorbě shluků vzácných zemin, zejména pokud je koncentrace dopingu vyšší než rovnovážná rozpustnost, a vyžaduje zvláštní opatření k potlačení tvorby shluků.
