Korištenje oksida rijetkih zemalja za izradu fluorescentnih stakala
Korištenje oksida rijetkih zemalja za izradu fluorescentnih stakala
Korištenje oksida rijetkih zemalja za izradu fluorescentnih stakala
izvor: AZoMPrimjena elemenata rijetkih zemaljaUtvrđene industrije, kao što su katalizatori, proizvodnja stakla, rasvjeta i metalurgija, već dugo koriste elemente rijetke zemlje. Takve industrije, kada se kombiniraju, čine 59% ukupne svjetske potrošnje. Sada novija područja visokog rasta, kao što su legure baterija, keramika i trajni magneti, također koriste elemente rijetke zemlje, što čini preostalih 41%.Elementi rijetkih zemalja u proizvodnji staklaU području proizvodnje stakla, oksidi rijetkih zemalja već se dugo proučavaju. Točnije, kako se svojstva stakla mogu promijeniti s dodatkom ovih spojeva. Njemački znanstvenik po imenu Drossbach započeo je ovaj rad 1800-ih kada je patentirao i proizveo mješavinu oksida rijetkih zemalja za obezbojenje stakla.Iako u sirovom obliku s drugim oksidima rijetkih zemalja, ovo je bila prva komercijalna uporaba cerija. Cerij je 1912. Crookes iz Engleske pokazao izvrsnim za apsorpciju ultraljubičastog zračenja bez davanja boje. To ga čini vrlo korisnim za zaštitne naočale.Erbij, iterbij i neodimij su najčešće korišteni REE u staklu. Optička komunikacija u velikoj mjeri koristi vlakna silika dopirana erbijem; obrada inženjerskih materijala koristi vlakna od silicijevog dioksida dopirana iterbijem, a stakleni laseri koji se koriste za inercijalnu ograničenu fuziju primjenjuju dopirane neodimijem. Sposobnost mijenjanja fluorescentnih svojstava stakla jedna je od najvažnijih upotreba REO u staklu.Fluorescentna svojstva oksida rijetkih zemaljaJedinstveno po tome što može izgledati obično pod vidljivim svjetlom i može emitirati žive boje kada je pobuđeno određenim valnim duljinama, fluorescentno staklo ima mnoge primjene od medicinskih slika i biomedicinskih istraživanja do testiranja medija, ocrtavanja i umjetničkih staklenih emajla.Fluorescencija može postojati korištenjem REO izravno ugrađenih u staklenu matricu tijekom taljenja. Ostali stakleni materijali samo s fluorescentnim premazom često ne uspiju.Tijekom proizvodnje, uvođenje iona rijetkih zemalja u strukturu rezultira fluorescencijom optičkog stakla. Elektroni REE podižu se u pobuđeno stanje kada se dolazni izvor energije koristi za izravno pobuđivanje ovih aktivnih iona. Emisija svjetlosti veće valne duljine i niže energije vraća pobuđeno stanje u osnovno stanje.U industrijskim procesima ovo je osobito korisno jer omogućuje umetanje anorganskih staklenih mikrosfera u seriju kako bi se identificirao proizvođač i broj serije za brojne vrste proizvoda.Mikrosfere ne utječu na transport proizvoda, ali posebna boja svjetlosti nastaje kada se šarža obasja ultraljubičastim svjetlom, što omogućuje precizno određivanje porijekla materijala. To je moguće sa svim vrstama materijala, uključujući prah, plastiku, papir i tekućine.Ogromna raznolikost omogućena je u mikrosferama mijenjanjem broja parametara, kao što je točan omjer različitih REO, veličina čestica, raspodjela veličine čestica, kemijski sastav, fluorescentna svojstva, boja, magnetska svojstva i radioaktivnost.Također je korisno proizvoditi fluorescentne mikrosfere od stakla budući da se one mogu dopirati u različitim stupnjevima s REO, podnose visoke temperature, velika naprezanja i kemijski su inertne. U usporedbi s polimerima, oni su superiorni u svim tim područjima, što im omogućuje upotrebu u puno manjim koncentracijama u proizvodima.Relativno niska topljivost REO u silicij-dioksidnom staklu jedno je od mogućih ograničenja jer to može dovesti do stvaranja klastera rijetkih zemalja, osobito ako je koncentracija dopinga veća od ravnotežne topljivosti, i zahtijeva posebnu akciju za suzbijanje stvaranja klastera.
