Använder sällsynta jordartsoxider för att göra fluorescerande glasögon
Använder sällsynta jordartsoxider för att göra fluorescerande glasögon
Använder sällsynta jordartsoxider för att göra fluorescerande glasögon
källa: AZoMTillämpningar av sällsynta jordartselementEtablerade industrier, såsom katalysatorer, glastillverkning, belysning och metallurgi, har använt sällsynta jordartsmetaller under lång tid. Sådana industrier står tillsammans för 59 % av den totala världsomspännande konsumtionen. Nu använder nyare områden med hög tillväxt, som batterilegeringar, keramik och permanentmagneter, också sällsynta jordartsmetaller, vilket står för de övriga 41 %.Sällsynta jordartselement i glasproduktionInom glasproduktionen har sällsynta jordartsmetalloxider länge studerats. Mer specifikt, hur egenskaperna hos glaset kan förändras med tillsatsen av dessa föreningar. En tysk vetenskapsman vid namn Drossbach började detta arbete på 1800-talet när han patenterade och tillverkade en blandning av sällsynta jordartsmetaller för avfärgning av glas.Även om det var i rå form med andra sällsynta jordartsmetalloxider, var detta den första kommersiella användningen av cerium. Cerium visade sig vara utmärkt för ultraviolett absorption utan att ge färg 1912 av Crookes of England. Detta gör det mycket användbart för skyddsglasögon.Erbium, ytterbium och neodym är de mest använda REEs i glas. Optisk kommunikation använder i stor utsträckning erbiumdopad kiseldioxidfiber; bearbetning av ingenjörsmaterial använder ytterbiumdopad kiseldioxidfiber, och glaslasrar som används för tröghetsinneslutningsfusion tillämpar neodymdopad. Möjligheten att ändra glasets fluorescerande egenskaper är en av de viktigaste användningsområdena för REO i glas.Fluorescerande egenskaper från sällsynta jordartsoxiderUnikt på det sättet att det kan framstå som vanligt under synligt ljus och kan avge livfulla färger när det exciteras av vissa våglängder, fluorescerande glas har många tillämpningar från medicinsk bildbehandling och biomedicinsk forskning, till testmedia, spårning och konstglasemaljer.Fluorescensen kan bestå med användning av REOs direkt införlivade i glasmatrisen under smältning. Andra glasmaterial med endast en fluorescerande beläggning misslyckas ofta.Under tillverkningen resulterar införandet av sällsynta jordartsmetalljoner i strukturen i optisk glasfluorescens. REE:s elektroner höjs till ett exciterat tillstånd när en inkommande energikälla används för att excitera dessa aktiva joner direkt. Ljusemission med längre våglängd och lägre energi återför det exciterade tillståndet till grundtillståndet.I industriella processer är detta särskilt användbart eftersom det gör att oorganiska glasmikrosfärer kan infogas i en batch för att identifiera tillverkaren och lotnummer för många produkttyper.Transporten av produkten påverkas inte av mikrosfärerna, men en speciell ljusfärg skapas när ultraviolett ljus lyser på partiet, vilket gör det möjligt att bestämma materialets exakta härkomst. Detta är möjligt med alla möjliga material, inklusive pulver, plast, papper och vätskor.En enorm variation tillhandahålls i mikrosfärerna genom att ändra antalet parametrar, såsom det exakta förhållandet mellan olika REO, partikelstorlek, partikelstorleksfördelning, kemisk sammansättning, fluorescerande egenskaper, färg, magnetiska egenskaper och radioaktivitet.Det är också fördelaktigt att tillverka fluorescerande mikrosfärer av glas då de kan dopas i varierande grad med REO, tål höga temperaturer, höga påfrestningar och är kemiskt inerta. I jämförelse med polymerer är de överlägsna inom alla dessa områden, vilket gör att de kan användas i mycket lägre koncentrationer i produkterna.Den relativt låga lösligheten av REO i kiseldioxidglas är en potentiell begränsning eftersom detta kan leda till bildandet av kluster av sällsynta jordartsmetaller, särskilt om dopningskoncentrationen är större än jämviktslösligheten, och kräver speciell åtgärd för att undertrycka bildandet av kluster.
