Utiliser des oxydes de terres rares pour fabriquer des lunettes fluorescentes
Utiliser des oxydes de terres rares pour fabriquer des lunettes fluorescentes
Utiliser des oxydes de terres rares pour fabriquer des lunettes fluorescentes
source：AZoMApplications des éléments de terres raresDes industries bien établies, telles que celles des catalyseurs, de la verrerie, de l’éclairage et de la métallurgie, utilisent depuis longtemps des éléments de terres rares. Ces industries, une fois combinées, représentent 59 % de la consommation mondiale totale. Désormais, des domaines plus récents et à forte croissance, tels que les alliages pour batteries, les céramiques et les aimants permanents, utilisent également des éléments de terres rares, qui représentent les 41 % restants.Éléments de terres rares dans la production de verreDans le domaine de la production de verre, les oxydes de terres rares sont étudiés depuis longtemps. Plus précisément, comment les propriétés du verre peuvent changer avec l'ajout de ces composés. Un scientifique allemand nommé Drossbach a commencé ce travail dans les années 1800 lorsqu'il a breveté et fabriqué un mélange d'oxydes de terres rares pour décolorer le verre.Bien que sous forme brute avec d’autres oxydes de terres rares, il s’agissait de la première utilisation commerciale du cérium. Le cérium s'est révélé excellent pour l'absorption des ultraviolets sans donner de couleur en 1912 par Crookes d'Angleterre. Cela le rend très utile pour les lunettes de protection.L'erbium, l'ytterbium et le néodyme sont les ETR les plus utilisés dans le verre. La communication optique utilise largement des fibres de silice dopées à l'erbium ; le traitement des matériaux techniques utilise des fibres de silice dopées à l'ytterbium, et les lasers en verre utilisés pour la fusion par confinement inertiel appliquent des fibres dopées au néodyme. La capacité de modifier les propriétés fluorescentes du verre est l’une des utilisations les plus importantes du REO dans le verre.Propriétés fluorescentes des oxydes de terres raresUnique dans la mesure où il peut paraître ordinaire sous la lumière visible et émettre des couleurs vives lorsqu'il est excité par certaines longueurs d'onde, le verre fluorescent a de nombreuses applications allant de l'imagerie médicale et de la recherche biomédicale aux tests de supports, au traçage et aux émaux de verre artistique.La fluorescence peut persister grâce aux REO directement incorporés dans la matrice de verre lors de la fusion. D'autres matériaux en verre dotés uniquement d'un revêtement fluorescent échouent souvent.Lors de la fabrication, l'introduction d'ions de terres rares dans la structure entraîne une fluorescence du verre optique. Les électrons des ETR sont élevés à un état excité lorsqu'une source d'énergie entrante est utilisée pour exciter directement ces ions actifs. L'émission de lumière de longueur d'onde plus longue et d'énergie plus faible ramène l'état excité à l'état fondamental.Dans les processus industriels, cela est particulièrement utile car cela permet d'insérer des microsphères de verre inorganiques dans un lot pour identifier le fabricant et le numéro de lot pour de nombreux types de produits.Le transport du produit n'est pas affecté par les microsphères, mais une couleur de lumière particulière est produite lorsque la lumière ultraviolette est projetée sur le lot, ce qui permet de déterminer avec précision la provenance du matériau. Cela est possible avec toutes sortes de matériaux, notamment les poudres, les plastiques, les papiers et les liquides.Une énorme variété est fournie dans les microsphères en modifiant le nombre de paramètres, tels que le rapport précis des différents REO, la taille des particules, la distribution granulométrique, la composition chimique, les propriétés fluorescentes, la couleur, les propriétés magnétiques et la radioactivité.Il est également avantageux de produire des microsphères fluorescentes à partir de verre car elles peuvent être dopées à des degrés divers avec des REO, résister à des températures élevées, à des contraintes élevées et sont chimiquement inertes. Par rapport aux polymères, ils sont supérieurs dans tous ces domaines, ce qui leur permet d’être utilisés à des concentrations bien inférieures dans les produits.La solubilité relativement faible du REO dans le verre de silice constitue une limitation potentielle, car elle peut conduire à la formation d'amas de terres rares, en particulier si la concentration de dopage est supérieure à la solubilité à l'équilibre, et nécessite une action particulière pour supprimer la formation d'amas.
