Використання рідкоземельних оксидів для виготовлення люмінесцентних стекол
Використання рідкоземельних оксидів для виготовлення люмінесцентних стекол
Використання рідкоземельних оксидів для виготовлення люмінесцентних стекол
Джерело: AZoMЗастосування рідкоземельних елементівТакі відомі галузі промисловості, як виробництво каталізаторів, виробництво скла, світлотехніка та металургія, вже давно використовують рідкоземельні елементи. На такі галузі, разом узяті, припадає 59% загального світового споживання. Зараз нові, швидкозростаючі галузі, такі як сплави акумуляторів, кераміка та постійні магніти, також використовують рідкоземельні елементи, на які припадає інший 41%.Рідкоземельні елементи у виробництві склаУ галузі виробництва скла рідкоземельні оксиди вивчаються давно. Точніше, як можуть змінюватися властивості скла з додаванням цих сполук. Німецький вчений на ім’я Дроссбах розпочав цю роботу в 1800-х роках, коли він запатентував і виготовив суміш рідкоземельних оксидів для знебарвлення скла.Це було перше комерційне використання церію, хоч і в сирому вигляді з іншими рідкоземельними оксидами. У 1912 році Крукс з Англії показав, що церій чудово поглинає ультрафіолет без забарвлення. Це робить його дуже корисним для захисних окулярів.Ербій, ітербій і неодим є найбільш широко використовуваними РЗЕ у склі. Оптичний зв’язок широко використовує кремнеземне волокно, леговане ербієм; Для обробки інженерних матеріалів використовується кремнеземне волокно, леговане ітербієм, а скляні лазери, що використовуються для термоядерного синтезу з інерційним обмеженням, використовують леговане неодимом. Здатність змінювати флуоресцентні властивості скла є одним із найважливіших застосувань REO у склі.Флуоресцентні властивості рідкісноземельних оксидівФлуоресцентне скло унікальне тим, що воно може виглядати звичайним у видимому світлі та випромінювати яскраві кольори під час хвилі певної довжини. Флуоресцентне скло має багато застосувань від медичних зображень і біомедичних досліджень до тестування носіїв, кальки та художніх скляних емалей.Флуоресценція може зберігатися за допомогою REO, безпосередньо включеного в скляну матрицю під час плавлення. Інші скляні матеріали лише з флуоресцентним покриттям часто виходять з ладу.Під час виробництва введення в структуру рідкоземельних іонів призводить до флуоресценції оптичного скла. Електрони РЗЕ переходять у збуджений стан, коли вхідне джерело енергії використовується для безпосереднього збудження цих активних іонів. Випромінювання світла з більшою довжиною хвилі та меншою енергією повертає збуджений стан до основного.У промислових процесах це особливо корисно, оскільки дозволяє вставляти мікросфери з неорганічного скла в партію, щоб ідентифікувати виробника та номер партії для багатьох типів продукції.Мікросфери не впливають на транспортування продукту, але особливий колір світла виробляється, коли ультрафіолетове світло освітлює партію, що дозволяє точно визначити походження матеріалу. Це можливо з будь-якими матеріалами, включаючи порошки, пластик, папір і рідини.Величезна різноманітність мікросфер забезпечується зміною ряду параметрів, таких як точне співвідношення різних REO, розмір частинок, розподіл частинок за розміром, хімічний склад, флуоресцентні властивості, колір, магнітні властивості та радіоактивність.Також вигідно виробляти флуоресцентні мікросфери зі скла, оскільки вони можуть бути різною мірою леговані REO, витримують високі температури, високі навантаження та є хімічно інертними. У порівнянні з полімерами вони перевершують усі ці сфери, що дозволяє використовувати їх у значно менших концентраціях у продуктах.Відносно низька розчинність РЗО в кремнеземному склі є одним із потенційних обмежень, оскільки це може призвести до утворення рідкоземельних кластерів, особливо якщо концентрація легування перевищує рівноважну розчинність, і вимагає спеціальних дій для придушення утворення кластерів.
