Uso de óxidos de tierras raras para fabricar gafas fluorescentes
Uso de óxidos de tierras raras para fabricar gafas fluorescentes
Uso de óxidos de tierras raras para fabricar gafas fluorescentes
fuente: AZoMAplicaciones de los elementos de tierras rarasLas industrias establecidas, como las de catalizadores, fabricación de vidrio, iluminación y metalurgia, utilizan elementos de tierras raras desde hace mucho tiempo. Estas industrias, combinadas, representan el 59% del consumo mundial total. Ahora, áreas más nuevas y de alto crecimiento, como las aleaciones para baterías, la cerámica y los imanes permanentes, también utilizan elementos de tierras raras, que representan el 41% restante.Elementos de tierras raras en la producción de vidrioEn el campo de la producción de vidrio, los óxidos de tierras raras se estudian desde hace mucho tiempo. Más concretamente, cómo pueden cambiar las propiedades del vidrio con la adición de estos compuestos. Un científico alemán llamado Drossbach comenzó este trabajo en el siglo XIX cuando patentó y fabricó una mezcla de óxidos de tierras raras para decolorar el vidrio.Aunque en forma cruda con otros óxidos de tierras raras, este fue el primer uso comercial del cerio. Crookes de Inglaterra demostró en 1912 que el cerio era excelente para la absorción ultravioleta sin dar color. Esto lo hace muy útil para gafas protectoras.El erbio, el iterbio y el neodimio son los REE más utilizados en vidrio. La comunicación óptica utiliza ampliamente fibra de sílice dopada con erbio; el procesamiento de materiales de ingeniería utiliza fibra de sílice dopada con iterbio, y los láseres de vidrio utilizados para la fusión por confinamiento inercial aplican neodimio dopado. La capacidad de cambiar las propiedades fluorescentes del vidrio es uno de los usos más importantes de REO en vidrio.Propiedades fluorescentes de los óxidos de tierras rarasÚnico en la forma en que puede parecer normal bajo luz visible y puede emitir colores vivos cuando se excita con ciertas longitudes de onda, el vidrio fluorescente tiene muchas aplicaciones, desde imágenes médicas e investigación biomédica hasta medios de prueba, calco y esmaltes de vidrio artístico.La fluorescencia puede persistir utilizando REO incorporados directamente en la matriz de vidrio durante la fusión. Otros materiales de vidrio con sólo una capa fluorescente fallan a menudo.Durante la fabricación, la introducción de iones de tierras raras en la estructura da como resultado la fluorescencia del vidrio óptico. Los electrones del REE se elevan a un estado excitado cuando se utiliza una fuente de energía entrante para excitar estos iones activos directamente. La emisión de luz de mayor longitud de onda y menor energía devuelve el estado excitado al estado fundamental.En procesos industriales, esto es particularmente útil ya que permite insertar microesferas de vidrio inorgánico en un lote para identificar el fabricante y el número de lote de numerosos tipos de productos.El transporte del producto no se ve afectado por las microesferas, pero se produce un color de luz particular cuando se ilumina el lote con luz ultravioleta, lo que permite determinar con precisión la procedencia del material. Esto es posible con todo tipo de materiales, incluidos polvos, plásticos, papeles y líquidos.Se proporciona una enorme variedad en las microesferas al alterar el número de parámetros, como la proporción precisa de varios REO, el tamaño de las partículas, la distribución del tamaño de las partículas, la composición química, las propiedades fluorescentes, el color, las propiedades magnéticas y la radiactividad.También es ventajoso producir microesferas fluorescentes a partir de vidrio, ya que se pueden dopar en diversos grados con REO, soportan altas temperaturas, altas tensiones y son químicamente inertes. En comparación con los polímeros, son superiores en todas estas áreas, lo que permite su uso en concentraciones mucho más bajas en los productos.La solubilidad relativamente baja de REO en vidrio de sílice es una limitación potencial, ya que esto puede conducir a la formación de grupos de tierras raras, particularmente si la concentración de dopaje es mayor que la solubilidad de equilibrio, y requiere una acción especial para suprimir la formación de grupos.
