Harvinaisten maametallien oksidien käyttö fluoresoivien lasien valmistamiseen
Harvinaisten maametallien oksidien käyttö fluoresoivien lasien valmistamiseen
Harvinaisten maametallien oksidien käyttö fluoresoivien lasien valmistamiseen
lähde: AZoMHarvinaisten maametallien sovelluksetVakiintuneet teollisuudenalat, kuten katalysaattorit, lasinvalmistus, valaistus ja metallurgia, ovat käyttäneet harvinaisia maametallielementtejä jo pitkään. Tällaisten teollisuudenalojen osuus maailman kokonaiskulutuksesta on yhteensä 59 prosenttia. Nyt uudemmat, nopeasti kasvavat alueet, kuten akkuseokset, keramiikka ja kestomagneetit, käyttävät myös harvinaisia maametallien alkuaineita, joiden osuus on loput 41 %.Harvinaiset maametallit lasintuotannossaLasintuotannon alalla harvinaisten maametallien oksideja on tutkittu pitkään. Tarkemmin sanottuna, kuinka lasin ominaisuudet voivat muuttua näitä yhdisteitä lisättäessä. Saksalainen tiedemies nimeltä Drossbach aloitti tämän työn 1800-luvulla, kun hän patentoi ja valmisti harvinaisten maametallien oksidien seoksen lasin värinpoistoon.Tämä oli ceriumin ensimmäinen kaupallinen käyttö, vaikka se oli raakamuodossa muiden harvinaisten maametallien oksidien kanssa. Englannin Crookes osoitti ceriumin olevan erinomainen ultraviolettisäteilyn absorptiossa antamatta väriä vuonna 1912. Tämä tekee siitä erittäin hyödyllisen suojalaseille.Erbium, ytterbium ja neodyymi ovat laajimmin käytettyjä REE:itä lasissa. Optinen viestintä käyttää laajasti erbium-seostettua piidioksidikuitua; teknisten materiaalien käsittelyssä käytetään ytterbium-seostettua piidioksidikuitua, ja lasilaserit, joita käytetään inertiatiivistysfuusiossa, käyttävät neodyymi-seostettua. Mahdollisuus muuttaa lasin fluoresoivia ominaisuuksia on yksi REO:n tärkeimmistä käyttötavoista lasissa.Fluoresoivat ominaisuudet harvinaisten maametallien oksideistaFluoresoivalla lasilla on ainutlaatuinen tapa näyttää tavalliselta näkyvässä valossa ja säteillä eloisia värejä tietyillä aallonpituuksilla, ja sillä on monia käyttökohteita lääketieteellisestä kuvantamisesta ja biolääketieteellisestä tutkimuksesta materiaalien, jäljitys- ja taidelasiemaalien testaukseen.Fluoresenssi voi jatkua käyttämällä REO:ita, jotka on sisällytetty suoraan lasimatriisiin sulatuksen aikana. Muut lasimateriaalit, joissa on vain fluoresoiva pinnoite, epäonnistuvat usein.Valmistuksen aikana harvinaisten maametallien ionien lisääminen rakenteeseen johtaa optiseen lasifluoresenssiin. REE:n elektronit nostetaan virittyneeseen tilaan, kun sisääntulevaa energialähdettä käytetään näiden aktiivisten ionien virittämiseen suoraan. Pitemmän aallonpituuden ja pienemmän energian valon emissio palauttaa virittyneen tilan perustilaan.Teollisissa prosesseissa tämä on erityisen hyödyllistä, koska se mahdollistaa epäorgaanisten lasimikropallojen lisäämisen erän valmistajan ja eränumeron tunnistamiseksi useille tuotetyypeille.Mikropallot eivät vaikuta tuotteen kuljetukseen, mutta erityinen valon väri syntyy, kun ultraviolettivaloa loistaa erä, mikä mahdollistaa materiaalin tarkan alkuperän määrittämisen. Tämä on mahdollista kaikenlaisilla materiaaleilla, mukaan lukien jauheet, muovit, paperit ja nesteet.Mikropalloissa on valtava valikoima muuttamalla parametrien määrää, kuten erilaisten REO:n tarkkaa suhdetta, hiukkaskokoa, hiukkaskokojakautumaa, kemiallista koostumusta, fluoresoivia ominaisuuksia, väriä, magneettisia ominaisuuksia ja radioaktiivisuutta.On myös edullista valmistaa lasista fluoresoivia mikropalloja, koska niitä voidaan seostaa eriasteisesti REO:illa, ne kestävät korkeita lämpötiloja, suuria rasituksia ja ovat kemiallisesti inerttejä. Polymeereihin verrattuna ne ovat ylivoimaisia kaikilla näillä alueilla, mikä mahdollistaa niiden käytön tuotteissa paljon pienempinä pitoisuuksina.REO:n suhteellisen alhainen liukoisuus piidioksidilasiin on yksi mahdollinen rajoitus, koska tämä voi johtaa harvinaisten maametallien klustereiden muodostumiseen, varsinkin jos seostuspitoisuus on suurempi kuin tasapainoliukoisuus, ja vaatii erityistoimenpiteitä klustereiden muodostumisen estämiseksi.
