希土類元素「ガオ・フシュアイ」 応用万能「セリウムドクター」

セリウムという名前は、小惑星セレスの英語名に由来しています。地球の地殻中のセリウムの含有量は約0.0046%であり、希土類元素の中で最も豊富な種です。セリウムは主にモナザイトとバストネサイトに存在しますが、ウラン、トリウム、プルトニウムの核分裂生成物にも存在します。物理学および材料科学における研究のホットスポットの 1 つです。

入手可能な情報によると、セリウムはほぼすべてのレアアース応用分野で分離できません。レアアース元素の「リッチでハンサム」であり、応用面では万能の「セリウムドクター」と言えます。

酸化セリウムは、研磨粉、燃料添加剤、ガソリン触媒、排ガス浄化促進剤などとして直接使用できます。また、水素貯蔵材料、熱電材料、セリウムタングステン電極、セラミックコンデンサ、圧電セラミックス、セリウムの成分としても使用できます。炭化ケイ素研磨材、燃料電池原料、永久磁石材料、塗料、化粧品、ゴム、各種合金鋼、レーザー、非鉄金属など

近年では、高純度酸化セリウム製品がチップのコーティングやウエハー、半導体材料等の研磨に応用されており、高純度酸化セリウムは、新しい薄膜液晶ディスプレイ (LFT-LED) の添加剤、研磨剤、回路腐食剤に使用されます。高純度炭酸セリウムは回路研磨用の高純度研磨粉の製造に、高純度硝酸セリウムアンモニウムは回路基板の腐食剤や飲料の殺菌・防腐剤として使用されています。

硫化セリウムは、環境や人体に有害で顔料に使用される鉛、カドミウム、その他の金属の代替として使用できます。プラスチックを着色できるほか、塗料、インク、製紙業界でも使用できます。

Ce:LiSAF レーザー システムは、米国によって開発された固体レーザーです。トリプトファンの濃度を監視することで生物兵器の検出に使用でき、また医療にも使用できます。

セリウムのガラスへの応用は多岐にわたっています。

酸化セリウムは建築ガラスや自動車ガラス、クリスタルガラスなどの生活用ガラスに添加されており、紫外線の透過率を下げる効果があり、日本やアメリカで広く使用されています。

酸化セリウムと酸化ネオジムはガラスの脱色に使用され、従来の白色ヒ素脱色剤に代わって、効率が向上するだけでなく、白色ヒ素の汚染も回避されます。

酸化セリウムも優れたガラス着色剤です。希土類色素を添加した透明ガラスは、波長400～700ナノメートルの可視光を吸収すると、美しい色を呈します。これらの色ガラスは、航空、ナビゲーション、さまざまな車両のパイロット ライト、およびさまざまな高級美術装飾品の製造に使用できます。酸化セリウムと二酸化チタンを組み合わせると、ガラスが黄色く見えることがあります。

酸化セリウムは、気泡や微量の着色成分を除去できるガラス清澄剤として従来の酸化ヒ素に代わるものです。無色のガラス瓶の製造に大きな効果を発揮します。完成した製品は、明るく白く、透明度が高く、ガラスの強度と耐熱性が向上し、同時にヒ素による環境やガラスへの汚染を排除します。

また、酸化セリウム研磨粉でレンズを磨くと1分で30～60分かかります。酸化鉄磨き粉を使用する場合は30～60分程度かかります。酸化セリウム研磨粉は、使用量が少なく、研磨速度が速く、研磨効率が高いという利点があり、研磨品質と作業環境を変えることができます。カメラ、カメラレンズ、テレビ受像管、眼鏡レンズなどの研磨に広く使用されています。