Použitie oxidov vzácnych zemín na výrobu fluorescenčných okuliarov
Použitie oxidov vzácnych zemín na výrobu fluorescenčných okuliarov
Použitie oxidov vzácnych zemín na výrobu fluorescenčných okuliarov
zdroj: AZOMAplikácie prvkov vzácnych zemínZavedené priemyselné odvetvia, ako sú katalyzátory, sklárstvo, osvetlenie a hutníctvo, používajú prvky vzácnych zemín už dlho. Tieto odvetvia, keď sa spoja, predstavujú 59 % celkovej celosvetovej spotreby. Teraz novšie oblasti s vysokým rastom, ako sú zliatiny batérií, keramika a permanentné magnety, tiež využívajú prvky vzácnych zemín, čo predstavuje zvyšných 41 %.Prvky vzácnych zemín vo výrobe sklaV oblasti výroby skla sa už dlho skúmajú oxidy vzácnych zemín. Presnejšie povedané, ako sa môžu zmeniť vlastnosti skla pridaním týchto zlúčenín. Nemecký vedec menom Drossbach začal túto prácu v roku 1800, keď patentoval a vyrobil zmes oxidov vzácnych zemín na odfarbovanie skla.Aj keď v surovej forme s inými oxidmi vzácnych zemín, toto bolo prvé komerčné využitie céru. Crookes z Anglicka v roku 1912 ukázal, že cér je vynikajúci na absorpciu ultrafialového žiarenia bez zafarbenia. Vďaka tomu je veľmi užitočný pre ochranné okuliare.Erbium, ytterbium a neodým sú najpoužívanejšie REE v skle. Optická komunikácia vo veľkej miere využíva kremičité vlákno dopované erbiom; spracovanie inžinierskych materiálov využíva kremičité vlákno dopované ytterbiom a sklenené lasery používané na inerciálnu fúziu využívajú neodýmom. Schopnosť meniť fluorescenčné vlastnosti skla je jedným z najdôležitejších použití REO v skle.Fluorescenčné vlastnosti oxidov vzácnych zemínFluorescenčné sklo, jedinečné v tom, že sa môže javiť ako obyčajné vo viditeľnom svetle a môže vyžarovať živé farby, keď je vzrušené určitými vlnovými dĺžkami, má mnoho aplikácií od lekárskeho zobrazovania a biomedicínskeho výskumu až po testovacie médiá, trasovacie a umelecké sklo smalty.Fluorescencia môže pretrvávať pomocou REO priamo zabudovaných do sklenenej matrice počas tavenia. Iné sklenené materiály len s fluorescenčným povlakom často zlyhávajú.Počas výroby má zavedenie iónov vzácnych zemín do štruktúry za následok fluorescenciu optického skla. Elektróny REE sa zdvihnú do excitovaného stavu, keď sa na priame vybudenie týchto aktívnych iónov použije prichádzajúci zdroj energie. Emisia svetla dlhšej vlnovej dĺžky a nižšej energie vracia excitovaný stav do základného stavu.V priemyselných procesoch je to obzvlášť užitočné, pretože umožňuje vloženie mikroguľôčok z anorganického skla do šarže na identifikáciu výrobcu a čísla šarže pre mnohé typy produktov.Preprava produktu nie je ovplyvnená mikroguľôčkami, ale pri žiarení ultrafialového svetla na šaržu vzniká určitá farba svetla, čo umožňuje presné určenie pôvodu materiálu. To je možné so všetkými druhmi materiálov, vrátane práškov, plastov, papiera a tekutín.Obrovská rozmanitosť mikroguľôčok je poskytovaná zmenou množstva parametrov, ako je presný pomer rôznych REO, veľkosť častíc, distribúcia veľkosti častíc, chemické zloženie, fluorescenčné vlastnosti, farba, magnetické vlastnosti a rádioaktivita.Je tiež výhodné vyrábať fluorescenčné mikroguľôčky zo skla, pretože môžu byť v rôznej miere dopované REO, odolávajú vysokým teplotám, vysokému namáhaniu a sú chemicky inertné. V porovnaní s polymérmi sú lepšie vo všetkých týchto oblastiach, čo umožňuje ich použitie vo výrobkoch v oveľa nižších koncentráciách.Relatívne nízka rozpustnosť REO v kremičitom skle je jedným z možných obmedzení, pretože to môže viesť k tvorbe zhlukov vzácnych zemín, najmä ak je koncentrácia dopingu väčšia ako rovnovážna rozpustnosť, a vyžaduje si špeciálne opatrenia na potlačenie tvorby zhlukov.
