การใช้แรร์เอิร์ธออกไซด์เพื่อสร้างแว่นตาเรืองแสง
การใช้แรร์เอิร์ธออกไซด์เพื่อสร้างแว่นตาเรืองแสง
อุตสาหกรรมที่ก่อตั้งขึ้นแล้ว เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา การทำแก้ว แสง และโลหะวิทยา ได้ใช้ธาตุหายากมาเป็นเวลานาน อุตสาหกรรมดังกล่าวเมื่อรวมกันแล้วจะคิดเป็น 59% ของการบริโภคทั่วโลก ขณะนี้พื้นที่ใหม่ที่มีการเติบโตสูง เช่น โลหะผสมของแบตเตอรี่ เซรามิก และแม่เหล็กถาวร ต่างก็ใช้ธาตุหายากเช่นกัน ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนอีก 41% ในด้านการผลิตแก้ว มีการศึกษาออกไซด์ของธาตุหายากมานานแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสมบัติของแก้วอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเติมสารประกอบเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Drossbach เริ่มงานนี้ในปี 1800 เมื่อเขาจดสิทธิบัตรและผลิตส่วนผสมของแรร์เอิร์ธออกไซด์สำหรับกำจัดสีบนกระจก แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบดิบร่วมกับออกไซด์ของแรร์เอิร์ธออกไซด์อื่นๆ แต่นี่ถือเป็นการใช้ซีเรียมในเชิงพาณิชย์ครั้งแรก ซีเรียมแสดงให้เห็นว่ายอดเยี่ยมในการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตโดยไม่ให้สีในปี 1912 โดย Crookes of England ทำให้มีประโยชน์มากสำหรับแว่นตาป้องกัน เออร์เบียม อิตเทอร์เบียม และนีโอไดเมียมเป็น REE ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแก้ว การสื่อสารด้วยแสงใช้เส้นใยซิลิกาเจือเออร์เบียมอย่างกว้างขวาง การประมวลผลวัสดุทางวิศวกรรมใช้เส้นใยซิลิกาที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียม และเลเซอร์แก้วที่ใช้สำหรับการหลอมรวมที่จำกัดแรงเฉื่อยนั้นใช้สารเจือด้วยนีโอไดเมียม ความสามารถในการเปลี่ยนคุณสมบัติการเรืองแสงของแก้วถือเป็นหนึ่งในการใช้งาน REO ที่สำคัญที่สุดในแก้ว คุณสมบัติเรืองแสงจากออกไซด์ของธาตุหายาก กระจกฟลูออเรสเซนต์มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่สามารถปรากฏเป็นธรรมดาภายใต้แสงที่มองเห็นได้และสามารถเปล่งสีที่สดใสเมื่อตื่นเต้นด้วยความยาวคลื่นที่กำหนด สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมายตั้งแต่การสร้างภาพทางการแพทย์และการวิจัยทางชีวการแพทย์ ไปจนถึงการทดสอบสื่อ การลอกลาย และการเคลือบกระจกอาร์ต แสงเรืองแสงสามารถคงอยู่ได้โดยใช้ REO ที่รวมเข้ากับเมทริกซ์แก้วโดยตรงในระหว่างการหลอมละลาย วัสดุกระจกอื่นๆ ที่มีเพียงสารเคลือบฟลูออเรสเซนต์มักจะใช้งานไม่ได้ ในระหว่างการผลิต ไอออนของธาตุหายากในโครงสร้างส่งผลให้เกิดการเรืองแสงของแก้วแสง อิเล็กตรอนของ REE จะถูกยกขึ้นสู่สถานะตื่นเต้นเมื่อมีการใช้แหล่งพลังงานที่เข้ามาเพื่อกระตุ้นไอออนแอคทีฟเหล่านี้โดยตรง การปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นนานขึ้นและพลังงานที่ต่ำกว่าจะคืนสถานะตื่นเต้นกลับสู่สถานะพื้น ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถใส่ไมโครสเฟียร์แก้วอนินทรีย์ลงในชุดเพื่อระบุผู้ผลิตและหมายเลขล็อตสำหรับผลิตภัณฑ์หลายประเภท การขนส่งผลิตภัณฑ์ไม่ได้รับผลกระทบจากไมโครสเฟียร์ แต่แสงสีเฉพาะจะเกิดขึ้นเมื่อมีการฉายแสงอัลตราไวโอเลตบนชุด ซึ่งช่วยให้สามารถระบุแหล่งที่มาของวัสดุได้อย่างแม่นยำ ซึ่งสามารถทำได้กับวัสดุทุกประเภท รวมถึงผง พลาสติก กระดาษ และของเหลว ไมโครสเฟียร์มีความหลากหลายมหาศาลโดยการเปลี่ยนจำนวนพารามิเตอร์ เช่น อัตราส่วนที่แม่นยำของ REO ต่างๆ ขนาดอนุภาค การกระจายขนาดอนุภาค องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติเรืองแสง สี คุณสมบัติทางแม่เหล็ก และกัมมันตภาพรังสี นอกจากนี้ การผลิตไมโครสเฟียร์ฟลูออเรสเซนต์จากแก้วยังเป็นประโยชน์อีกด้วย เนื่องจากสามารถเจือสาร REO ได้หลายองศา ทนต่ออุณหภูมิสูง ความเครียดสูง และไม่มีปฏิกิริยาเฉื่อยทางเคมี เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์ พวกมันมีความเหนือกว่าในทุกด้าน ซึ่งช่วยให้สามารถนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่ามาก ความสามารถในการละลายที่ค่อนข้างต่ำของ REO ในแก้วซิลิกาเป็นข้อจำกัดที่อาจเกิดขึ้นประการหนึ่ง เนื่องจากอาจนำไปสู่การก่อตัวของกระจุกแร่หายาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความเข้มข้นของสารเติมแต่งมากกว่าความสามารถในการละลายในสภาวะสมดุล และต้องมีการดำเนินการพิเศษเพื่อระงับการก่อตัวของกระจุก
เวลาโพสต์: Nov-29-2021