Usando óxidos de terras raras para fazer vidros fluorescentes
Usando óxidos de terras raras para fazer vidros fluorescentes
Usando óxidos de terras raras para fazer vidros fluorescentes
fonte:AZoMAplicações de elementos de terras rarasIndústrias estabelecidas, como catalisadores, fabricação de vidro, iluminação e metalurgia, utilizam elementos de terras raras há muito tempo. Essas indústrias, quando combinadas, respondem por 59% do consumo total mundial. Agora, áreas mais novas e de alto crescimento, como ligas de baterias, cerâmica e ímãs permanentes, também estão utilizando elementos de terras raras, que representam os outros 41%.Elementos de terras raras na produção de vidroNo campo da produção de vidro, os óxidos de terras raras têm sido estudados há muito tempo. Mais especificamente, como as propriedades do vidro podem mudar com a adição destes compostos. Um cientista alemão chamado Drossbach iniciou este trabalho em 1800, quando patenteou e fabricou uma mistura de óxidos de terras raras para descolorir vidro.Embora na forma bruta com outros óxidos de terras raras, este foi o primeiro uso comercial do cério. O cério demonstrou ser excelente para absorção ultravioleta sem dar cor em 1912 por Crookes da Inglaterra. Isso o torna muito útil para óculos de proteção.Érbio, itérbio e neodímio são os REEs mais amplamente utilizados em vidro. A comunicação óptica utiliza extensivamente fibra de sílica dopada com érbio; o processamento de materiais de engenharia usa fibra de sílica dopada com itérbio, e os lasers de vidro usados para fusão por confinamento inercial aplicam dopado com neodímio. A capacidade de alterar as propriedades fluorescentes do vidro é um dos usos mais importantes do REO no vidro.Propriedades fluorescentes de óxidos de terras rarasÚnico na forma como pode parecer comum sob a luz visível e pode emitir cores vivas quando excitado por determinados comprimentos de onda, o vidro fluorescente tem muitas aplicações, desde imagens médicas e pesquisas biomédicas até testes de meios, traçados e esmaltes de vidro artístico.A fluorescência pode persistir usando REOs diretamente incorporados na matriz de vidro durante a fusão. Outros materiais de vidro com apenas revestimento fluorescente geralmente falham.Durante a fabricação, a introdução de íons de terras raras na estrutura resulta na fluorescência do vidro óptico. Os elétrons do REE são elevados a um estado excitado quando uma fonte de energia recebida é usada para excitar diretamente esses íons ativos. A emissão de luz de maior comprimento de onda e menor energia retorna o estado excitado ao estado fundamental.Em processos industriais, isto é particularmente útil porque permite que microesferas de vidro inorgânico sejam inseridas num lote para identificar o fabricante e o número de lote para vários tipos de produtos.O transporte do produto não é afetado pelas microesferas, mas uma cor particular de luz é produzida quando a luz ultravioleta incide sobre o lote, o que permite determinar com precisão a procedência do material. Isto é possível com todos os tipos de materiais, incluindo pós, plásticos, papéis e líquidos.Uma enorme variedade é fornecida nas microesferas alterando o número de parâmetros, como a proporção precisa de vários REO, tamanho de partícula, distribuição de tamanho de partícula, composição química, propriedades fluorescentes, cor, propriedades magnéticas e radioatividade.Também é vantajoso produzir microesferas fluorescentes a partir de vidro, pois elas podem ser dopadas em vários graus com REO, suportam altas temperaturas, altas tensões e são quimicamente inertes. Em comparação aos polímeros, são superiores em todas essas áreas, o que permite que sejam utilizados em concentrações muito menores nos produtos.A solubilidade relativamente baixa do REO em vidro de sílica é uma limitação potencial, pois pode levar à formação de aglomerados de terras raras, particularmente se a concentração de dopagem for maior que a solubilidade de equilíbrio, e requer ação especial para suprimir a formação de aglomerados.
