Folosind oxizi de pământuri rare pentru a face ochelari fluorescenți
Folosind oxizi de pământuri rare pentru a face ochelari fluorescenți
Folosind oxizi de pământuri rare pentru a face ochelari fluorescenți
sursa: AZoMAplicații ale elementelor pământului rareIndustriile consacrate, cum ar fi catalizatorii, fabricarea sticlei, iluminatul și metalurgia, folosesc elemente de pământuri rare de mult timp. Astfel de industrii, atunci când sunt combinate, reprezintă 59% din consumul total la nivel mondial. Acum zonele mai noi, cu o creștere mare, cum ar fi aliajele pentru baterii, ceramica și magneții permanenți, folosesc și elemente de pământuri rare, care reprezintă celelalte 41%.Elemente de pământ rare în producția de sticlăÎn domeniul producției de sticlă, oxizii de pământuri rare au fost studiați de mult timp. Mai precis, cum se pot schimba proprietățile sticlei odată cu adăugarea acestor compuși. Un om de știință german pe nume Drossbach a început această lucrare în anii 1800 când a brevetat și a fabricat un amestec de oxizi de pământuri rare pentru decolorarea sticlei.Deși într-o formă brută cu alți oxizi de pământuri rare, aceasta a fost prima utilizare comercială a ceriului. Ceriul sa dovedit a fi excelent pentru absorbția ultravioletei fără a da culoare în 1912 de către Crookes din Anglia. Acest lucru îl face foarte util pentru ochelarii de protecție.Erbiul, iterbiul și neodimul sunt cele mai utilizate REE în sticlă. Comunicarea optică utilizează în mod extensiv fibre de silice dopate cu erbiu; prelucrarea materialelor de inginerie folosește fibră de silice dopată cu itterbiu, iar laserele de sticlă utilizate pentru fuziunea prin inerție se aplică dopată cu neodim. Capacitatea de a schimba proprietățile fluorescente ale sticlei este una dintre cele mai importante utilizări ale REO în sticlă.Proprietăți fluorescente ale oxizilor de pământuri rareUnică prin faptul că poate apărea obișnuită în lumina vizibilă și poate emite culori vii atunci când este excitată de anumite lungimi de undă, sticla fluorescentă are multe aplicații, de la imagistica medicală și cercetarea biomedicală, până la testarea mediilor, trasarea și emailurile din sticlă de artă.Fluorescența poate persista folosind REO-uri încorporate direct în matricea de sticlă în timpul topirii. Alte materiale de sticlă cu doar un strat fluorescent eșuează adesea.În timpul producției, introducerea ionilor de pământuri rare în structură are ca rezultat fluorescența sticlei optice. Electronii REE sunt ridicați la o stare excitată atunci când o sursă de energie este utilizată pentru a excita direct acești ioni activi. Emisia de lumină cu lungime de undă mai mare și energie mai mică readuce starea excitată la starea fundamentală.În procesele industriale, acest lucru este deosebit de util, deoarece permite introducerea microsferelor de sticlă anorganică într-un lot pentru a identifica producătorul și numărul de lot pentru numeroase tipuri de produse.Transportul produsului nu este afectat de microsfere, dar o anumită culoare a luminii este produsă atunci când lumina ultravioletă este strălucită pe lot, ceea ce permite determinarea exactă a provenienței materialului. Acest lucru este posibil cu toate tipurile de materiale, inclusiv pulberi, materiale plastice, hârtie și lichide.O varietate enormă este furnizată în microsfere prin modificarea numărului de parametri, cum ar fi raportul precis al diferitelor REO, dimensiunea particulelor, distribuția dimensiunii particulelor, compoziția chimică, proprietățile fluorescente, culoarea, proprietățile magnetice și radioactivitatea.De asemenea, este avantajos să se producă microsfere fluorescente din sticlă, deoarece acestea pot fi dopate în diferite grade cu REO, rezistă la temperaturi ridicate, solicitări mari și sunt inerte chimic. În comparație cu polimerii, aceștia sunt superiori în toate aceste domenii, ceea ce le permite să fie utilizate în concentrații mult mai mici în produse.Solubilitatea relativ scăzută a REO în sticlă de siliciu este o limitare potențială, deoarece aceasta poate duce la formarea de clustere de pământuri rare, în special dacă concentrația de dopaj este mai mare decât solubilitatea de echilibru și necesită o acțiune specială pentru a suprima formarea de clustere.
