Haruldaste muldmetallide oksiidide kasutamine fluorestseeruvate klaaside valmistamiseks
Haruldaste muldmetallide oksiidide kasutamine fluorestseeruvate klaaside valmistamiseks
Haruldaste muldmetallide oksiidide kasutamine fluorestseeruvate klaaside valmistamiseks
allikas: AZoMHaruldaste muldmetallide rakendusedVäljakujunenud tööstusharud, nagu katalüsaatorid, klaasitootmine, valgustus ja metallurgia, on haruldasi muldmetalli elemente kasutanud pikka aega. Sellised tööstusharud moodustavad kokku 59% kogu maailma tarbimisest. Nüüd kasutavad haruldased muldmetallid, mis moodustavad ülejäänud 41%, ka uuemad ja kiiresti kasvavad alad, nagu akusulamid, keraamika ja püsimagnetid.Haruldased muldmetallid klaasitootmisesKlaasitootmise valdkonnas on haruldasi muldmetallide oksiide pikka aega uuritud. Täpsemalt, kuidas võivad klaasi omadused nende ühendite lisamisel muutuda. Saksa teadlane Drossbach alustas seda tööd 1800. aastatel, kui patenteeris ja valmistas haruldaste muldmetallide oksiidide segu klaasi värvitustamiseks.Ehkki toores kujul koos teiste haruldaste muldmetallide oksiididega, oli see tseeriumi esimene kaubanduslik kasutus. Inglise Crookes näitas 1912. aastal, et tseerium on suurepärane ultraviolettkiirguse neeldumiseks ilma värvi andmata. See muudab selle kaitseprillide jaoks väga kasulikuks.Erbium, ütterbium ja neodüüm on klaasis kõige laialdasemalt kasutatavad REE-d. Optiline side kasutab laialdaselt erbiumiga legeeritud ränidioksiidi; insener-materjalide töötlemisel kasutatakse ütterbiumiga legeeritud ränidioksiidkiudu ja inertsiaalseks sulgemiseks kasutatavates klaaslaserites kasutatakse neodüümiga legeeritud. Võimalus muuta klaasi fluorestseeruvaid omadusi on REO üks olulisemaid kasutusalasid klaasis.Haruldaste muldmetallide oksiidide fluorestseeruvad omadusedFluorestseeruval klaasil on ainulaadne viis, et see võib nähtava valguse käes tavalisena tunduda ja teatud lainepikkustel ergastatuna eraldada erksaid värve. Sellel fluorestseeruval klaasil on palju rakendusi alates meditsiinilisest pildistamisest ja biomeditsiinilistest uuringutest kuni kandjate, jälgimis- ja kunstiklaasi emailide testimiseni.Fluorestsents võib püsida, kasutades sulamise ajal otse klaasmaatriksisse lisatud REO-sid. Muud klaasmaterjalid, millel on ainult fluorestseeruv kate, ebaõnnestuvad sageli.Tootmise ajal põhjustab haruldaste muldmetallide ioonide sisestamine struktuuri optilise klaasi fluorestsentsi. REE elektronid tõstetakse ergastatud olekusse, kui sissetulevat energiaallikat kasutatakse nende aktiivsete ioonide otseseks ergutamiseks. Pikema lainepikkuse ja väiksema energiaga valguse emissioon tagastab ergastatud oleku põhiolekusse.Tööstusprotsessides on see eriti kasulik, kuna see võimaldab anorgaanilisest klaasist mikrosfääre sisestada partiisse, et tuvastada paljude tootetüüpide tootja ja partii number.Mikrosfäärid ei mõjuta toote transporti, kuid ultraviolettvalguse kiirgamisel partiile tekib teatud värvi valgus, mis võimaldab materjali täpset päritolu määrata. See on võimalik kõigi materjalidega, sealhulgas pulbrite, plastide, paberite ja vedelikega.Mikrosfäärides pakutakse tohutut mitmekesisust, muutes parameetrite arvu, näiteks erinevate REO täpset suhet, osakeste suurust, osakeste suuruse jaotust, keemilist koostist, fluorestseeruvaid omadusi, värvi, magnetilisi omadusi ja radioaktiivsust.Samuti on kasulik toota klaasist fluorestseeruvaid mikrosfääre, kuna neid saab erineval määral legeerida REO-dega, taluvad kõrgeid temperatuure, suuri pingeid ja on keemiliselt inertsed. Võrreldes polümeeridega on need kõigis neis valdkondades paremad, mis võimaldab neid toodetes kasutada palju väiksemates kontsentratsioonides.REO suhteliselt madal lahustuvus ränidioksiidi klaasis on üks võimalikest piirangutest, kuna see võib viia haruldaste muldmetallide klastrite moodustumiseni, eriti kui dopingu kontsentratsioon on suurem kui lahustuvus tasakaalus, ja nõuab spetsiaalseid meetmeid klastrite moodustumise pärssimiseks.
