Bruk av sjeldne jordartsoksider for å lage fluorescerende briller
Bruk av sjeldne jordartsoksider for å lage fluorescerende briller
Bruk av sjeldne jordartsoksider for å lage fluorescerende briller
kilde: AZoMAnvendelser av sjeldne jordelementerEtablerte industrier, som katalysatorer, glassproduksjon, belysning og metallurgi, har brukt sjeldne jordartselementer i lang tid. Slike næringer, når de kombineres, står for 59 % av det totale verdensomspennende forbruket. Nå bruker også nyere områder med høy vekst, som batterilegeringer, keramikk og permanente magneter, sjeldne jordartselementer, som står for de andre 41 %.Sjeldne jordelementer i glassproduksjonInnen glassproduksjon har sjeldne jordartsoksider lenge blitt studert. Mer spesifikt, hvordan egenskapene til glasset kan endres ved tilsetning av disse forbindelsene. En tysk vitenskapsmann ved navn Drossbach begynte dette arbeidet på 1800-tallet da han patenterte og produserte en blanding av sjeldne jordartsoksider for avfarging av glass.Om enn i rå form med andre sjeldne jordartsoksider, var dette den første kommersielle bruken av cerium. Cerium ble vist å være utmerket for ultrafiolett absorpsjon uten å gi farge i 1912 av Crookes of England. Dette gjør det svært nyttig for beskyttelsesbriller.Erbium, ytterbium og neodym er de mest brukte REE-ene i glass. Optisk kommunikasjon bruker i stor grad erbium-dopet silikafiber; prosessering av ingeniørmaterialer bruker ytterbium-dopet silikafiber, og glasslasere som brukes til treghet inneslutning fusjon bruker neodym-dopet. Evnen til å endre glassets fluorescerende egenskaper er en av de viktigste bruksområdene til REO i glass.Fluorescerende egenskaper fra sjeldne jordoksiderUnikt på den måten at det kan virke vanlig under synlig lys og kan avgi livlige farger når det begeistres av visse bølgelengder, fluorescerende glass har mange bruksområder fra medisinsk bildebehandling og biomedisinsk forskning, til testing av medier, sporing og kunstglassemaljer.Fluorescensen kan vedvare ved å bruke REO-er direkte innlemmet i glassmatrisen under smelting. Andre glassmaterialer med kun et fluorescerende belegg svikter ofte.Under produksjon resulterer introduksjonen av sjeldne jordarter i strukturen i optisk glassfluorescens. REEs elektroner heves til en eksitert tilstand når en innkommende energikilde brukes til å eksitere disse aktive ionene direkte. Lysemisjon med lengre bølgelengde og lavere energi returnerer den eksiterte tilstanden til grunntilstanden.I industrielle prosesser er dette spesielt nyttig ettersom det lar uorganiske glassmikrokuler settes inn i en batch for å identifisere produsenten og lotnummeret for en rekke produkttyper.Transporten av produktet påvirkes ikke av mikrosfærene, men en spesiell lysfarge produseres når ultrafiolett lys skinner på partiet, noe som gjør det mulig å bestemme nøyaktig herkomst av materialet. Dette er mulig med alle slags materialer, inkludert pulver, plast, papir og væsker.En enorm variasjon tilveiebringes i mikrosfærene ved å endre antall parametere, slik som det nøyaktige forholdet mellom forskjellige REO, partikkelstørrelse, partikkelstørrelsesfordeling, kjemisk sammensetning, fluorescerende egenskaper, farge, magnetiske egenskaper og radioaktivitet.Det er også fordelaktig å produsere fluorescerende mikrosfærer av glass da de kan dopes i varierende grad med REO, tåler høye temperaturer, høye påkjenninger og er kjemisk inerte. Sammenlignet med polymerer er de overlegne på alle disse områdene, noe som gjør at de kan brukes i mye lavere konsentrasjoner i produktene.Den relativt lave løseligheten til REO i silikaglass er en potensiell begrensning da dette kan føre til dannelse av sjeldne jordartsklynger, spesielt hvis dopingkonsentrasjonen er større enn likevektsløseligheten, og krever spesiell handling for å undertrykke dannelsen av klynger.
