Retzemju oksīdu izmantošana fluorescējošu briļļu izgatavošanai
Retzemju oksīdu izmantošana fluorescējošu briļļu izgatavošanai
Retzemju oksīdu izmantošana fluorescējošu briļļu izgatavošanai
avots: AZoMRetzemju elementu pielietojumiTādas nozares kā katalizatori, stikla ražošana, apgaismojums un metalurģija jau ilgu laiku ir izmantojušas retzemju elementus. Šādas nozares kopā veido 59% no kopējā pasaules patēriņa. Tagad jaunākās, strauji augošās teritorijas, piemēram, akumulatoru sakausējumi, keramika un pastāvīgie magnēti, arī izmanto retzemju elementus, kas veido pārējos 41%.Retzemju elementi stikla ražošanāStikla ražošanas jomā retzemju oksīdi ir pētīti jau sen. Konkrētāk, kā stikla īpašības var mainīties, pievienojot šos savienojumus. Vācu zinātnieks Drosbahs sāka šo darbu 1800. gados, kad patentēja un ražoja retzemju oksīdu maisījumu stikla krāsas noņemšanai.Lai gan neapstrādātā veidā ar citiem retzemju oksīdiem, šī bija pirmā cērija komerciālā izmantošana. Anglijas Crookes 1912. gadā pierādīja, ka cerijs ir lieliski piemērots ultravioleto staru absorbcijai, nedodot krāsu. Tas padara to ļoti noderīgu aizsargbrillēm.Erbijs, iterbijs un neodīms ir visplašāk izmantotie REE stiklā. Optiskā komunikācija plaši izmanto ar erbiju leģētu silīcija dioksīda šķiedru; inženiertehnisko materiālu apstrādē izmanto ar iterbija leģētu silīcija dioksīda šķiedru, un stikla lāzeros, ko izmanto inerciālai saplūšanai, izmanto ar neodīmu leģētu. Spēja mainīt stikla fluorescējošās īpašības ir viens no svarīgākajiem REO lietojumiem stiklā.Retzemju oksīdu fluorescējošās īpašībasUnikāls ar to, ka redzamā gaismā tas var izskatīties parasts un var izstarot spilgtas krāsas, ja to ierosina noteikti viļņu garumi, fluorescējošajam stiklam ir daudz pielietojumu, sākot no medicīniskās attēlveidošanas un biomedicīnas pētījumiem līdz datu nesēju, izsekošanas un mākslas stikla emalju testēšanai.Fluorescence var saglabāties, izmantojot REO, kas kušanas laikā ir tieši iekļauti stikla matricā. Citi stikla materiāli ar tikai fluorescējošu pārklājumu bieži neizdodas.Ražošanas laikā retzemju jonu ievadīšana struktūrā rada optiskā stikla fluorescenci. REE elektroni tiek pacelti ierosinātā stāvoklī, kad tiek izmantots ienākošais enerģijas avots, lai tiešā veidā ierosinātu šos aktīvos jonus. Gaismas emisija ar garāku viļņa garumu un zemāku enerģiju atgriež ierosināto stāvokli pamatstāvoklī.Rūpnieciskajos procesos tas ir īpaši noderīgi, jo ļauj partijā ievietot neorganiskā stikla mikrosfēras, lai identificētu ražotāju un partijas numuru daudziem produktu veidiem.Produkta transportēšanu neietekmē mikrosfēras, bet, kad partija tiek apspīdēta ultravioletā gaisma, rodas īpaša gaismas krāsa, kas ļauj precīzi noteikt materiāla izcelsmi. Tas ir iespējams ar visu veidu materiāliem, ieskaitot pulveri, plastmasu, papīru un šķidrumus.Mikrosfērās tiek nodrošināta milzīga dažādība, mainot parametru skaitu, piemēram, dažādu REO precīzu attiecību, daļiņu izmēru, daļiņu izmēru sadalījumu, ķīmisko sastāvu, fluorescējošās īpašības, krāsu, magnētiskās īpašības un radioaktivitāti.Ir arī izdevīgi ražot fluorescējošas mikrosfēras no stikla, jo tās dažādās pakāpēs var būt leģētas ar REO, iztur augstas temperatūras, lielu spriegumu un ir ķīmiski inertas. Salīdzinot ar polimēriem, tie ir pārāki visās šajās jomās, kas ļauj tos izmantot daudz zemākās koncentrācijās produktos.Relatīvi zemā REO šķīdība silīcija dioksīda stiklā ir viens no iespējamiem ierobežojumiem, jo tas var izraisīt retzemju kopu veidošanos, jo īpaši, ja dopinga koncentrācija ir lielāka par līdzsvara šķīdību, un ir nepieciešama īpaša darbība, lai nomāktu klasteru veidošanos.
