Ritkaföldfém-oxidok használata fluoreszkáló szemüveg előállításához
Ritkaföldfém-oxidok használata fluoreszkáló szemüveg előállításához
Ritkaföldfém-oxidok használata fluoreszkáló szemüveg előállításához
forrás: AZoMRitkaföldfémek alkalmazásaiAz olyan bevált iparágak, mint a katalizátorok, az üveggyártás, a világítás és a kohászat, már régóta használják a ritkaföldfémeket. Az ilyen iparágak együttesen a teljes világfogyasztás 59%-át teszik ki. Mostanra az újabb, gyorsan növekvő területek, mint például az akkumulátorötvözetek, a kerámiák és az állandó mágnesek, szintén ritkaföldfémeket használnak, amelyek a többi 41%-ot teszik ki.Ritkaföldfémek az üveggyártásbanAz üveggyártás területén a ritkaföldfém-oxidokat régóta tanulmányozzák. Pontosabban, hogyan változhatnak az üveg tulajdonságai ezen vegyületek hozzáadásával. Egy Drossbach nevű német tudós kezdte ezt a munkát az 1800-as években, amikor szabadalmaztatta és előállította ritkaföldfém-oxidok keverékét az üveg színtelenítésére.Bár más ritkaföldfém-oxidokkal együtt nyers formában, ez volt a cérium első kereskedelmi felhasználása. A cériumot 1912-ben az angliai Crookes kimutatta, hogy kiválóan alkalmas ultraibolya elnyelésre anélkül, hogy színt adna. Ez nagyon hasznossá teszi a védőszemüvegekhez.Az üvegben legszélesebb körben használt REE-k az erbium, az itterbium és a neodímium. Az optikai kommunikáció széles körben használ erbiummal adalékolt szilícium-dioxid szálat; A mérnöki anyagok feldolgozása ytterbiummal adalékolt szilícium-dioxid szálat használ, az inerciális zárt fúzióhoz használt üveglézerek pedig neodímiummal adalékolt. Az üveg fluoreszcens tulajdonságainak megváltoztatása a REO egyik legfontosabb felhasználási módja az üvegben.Fluoreszkáló tulajdonságok a ritkaföldfém-oxidokbólA fluoreszkáló üveg egyedülálló abban a tekintetben, hogy látható fényben közönségesnek tűnhet, és bizonyos hullámhosszokon gerjesztett élénk színeket bocsát ki. A fluoreszkáló üvegnek számos felhasználási területe van az orvosi képalkotástól és az orvosbiológiai kutatástól kezdve a hordozók teszteléséig, a nyomkövető és a műüvegzománcok teszteléséig.A fluoreszcencia fennmaradhat az üvegmátrixba az olvasztás során közvetlenül beépített REO-k használatával. Más üveganyagok, amelyek csak fluoreszkáló bevonattal rendelkeznek, gyakran meghibásodnak.A gyártás során ritkaföldfém-ionok bevitele a szerkezetbe optikai üvegfluoreszcenciát eredményez. A REE elektronjai gerjesztett állapotba kerülnek, amikor egy bejövő energiaforrást használnak az aktív ionok közvetlen gerjesztésére. A hosszabb hullámhosszú és kisebb energiájú fénykibocsátás visszaadja a gerjesztett állapotot az alapállapotba.Ipari eljárásokban ez különösen hasznos, mivel lehetővé teszi szervetlen üveg mikrogömbök beillesztését egy tételbe a gyártó és a tételszám azonosítása érdekében számos terméktípus esetében.A termék szállítását a mikrogömbök nem befolyásolják, de egy adott színű fény keletkezik, amikor ultraibolya fényt világítanak meg a tételen, ami lehetővé teszi az anyag származásának pontos meghatározását. Ez mindenféle anyaggal lehetséges, beleértve a porokat, műanyagokat, papírokat és folyadékokat.A mikrogömbök óriási változatosságot biztosítanak a paraméterek számának megváltoztatásával, mint például a különböző REO-k pontos aránya, a részecskeméret, a részecskeméret-eloszlás, a kémiai összetétel, a fluoreszcens tulajdonságok, a szín, a mágneses tulajdonságok és a radioaktivitás.Előnyös az is, hogy üvegből fluoreszkáló mikrogömböket állítanak elő, mivel ezek különböző mértékben adalékolhatók REO-kkal, ellenállnak a magas hőmérsékletnek, nagy igénybevételnek és kémiailag semlegesek. Összehasonlítva a polimerekkel, ezek mindegyikén jobbak, ami lehetővé teszi, hogy sokkal alacsonyabb koncentrációban használják őket a termékekben.A REO viszonylag alacsony oldhatósága szilícium-dioxid üvegben az egyik lehetséges korlát, mivel ez ritkaföldfém-klaszterek kialakulásához vezethet, különösen, ha az adalékkoncentráció nagyobb, mint az egyensúlyi oldhatóság, és speciális intézkedést igényel a klaszterek kialakulásának visszaszorítása.
