nguồn: AZoMỨng dụng của các nguyên tố đất hiếmCác ngành công nghiệp lâu đời như chất xúc tác, sản xuất thủy tinh, chiếu sáng và luyện kim đã sử dụng các nguyên tố đất hiếm trong một thời gian dài. Những ngành công nghiệp như vậy, khi kết hợp lại, chiếm 59% tổng lượng tiêu thụ trên toàn thế giới. Giờ đây, các lĩnh vực mới hơn, có tốc độ tăng trưởng cao hơn, chẳng hạn như hợp kim pin, gốm sứ và nam châm vĩnh cửu, cũng đang sử dụng các nguyên tố đất hiếm, chiếm 41% còn lại.Các nguyên tố đất hiếm trong sản xuất thủy tinhTrong lĩnh vực sản xuất thủy tinh, oxit đất hiếm đã được nghiên cứu từ lâu. Cụ thể hơn, tính chất của thủy tinh có thể thay đổi như thế nào khi bổ sung các hợp chất này. Một nhà khoa học người Đức tên là Drossbach đã bắt đầu công việc này vào những năm 1800 khi ông được cấp bằng sáng chế và sản xuất hỗn hợp các oxit đất hiếm để khử màu thủy tinh.Mặc dù ở dạng thô cùng với các oxit đất hiếm khác, đây là ứng dụng thương mại đầu tiên của xeri. Xeri đã được Crookes ở Anh chứng minh là có khả năng hấp thụ tia cực tím tuyệt vời mà không tạo màu vào năm 1912. Điều này làm cho nó rất hữu ích cho kính bảo vệ.Erbium, ytterbium và neodymium là những REE được sử dụng rộng rãi nhất trong thủy tinh. Truyền thông quang học sử dụng rộng rãi sợi silica pha tạp erbium; xử lý vật liệu kỹ thuật sử dụng sợi silica pha tạp ytterbium và tia laser thủy tinh dùng cho phản ứng tổng hợp giam cầm quán tính sử dụng pha tạp neodymium. Khả năng thay đổi tính chất huỳnh quang của thủy tinh là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của REO trong thủy tinh.Tính chất huỳnh quang từ oxit đất hiếmĐộc đáo ở chỗ nó có thể trông bình thường dưới ánh sáng khả kiến và có thể phát ra màu sắc sống động khi bị kích thích bởi các bước sóng nhất định, thủy tinh huỳnh quang có nhiều ứng dụng từ hình ảnh y tế và nghiên cứu y sinh, đến phương tiện thử nghiệm, truy tìm và tráng men thủy tinh nghệ thuật.Sự phát huỳnh quang có thể tồn tại khi sử dụng REO được tích hợp trực tiếp vào nền thủy tinh trong quá trình nóng chảy. Các vật liệu thủy tinh khác chỉ có lớp phủ huỳnh quang thường bị hỏng.Trong quá trình sản xuất, việc đưa các ion đất hiếm vào cấu trúc sẽ tạo ra huỳnh quang thủy tinh quang học. Các electron của REE được nâng lên trạng thái kích thích khi một nguồn năng lượng tới được sử dụng để kích thích trực tiếp các ion hoạt động này. Sự phát xạ ánh sáng có bước sóng dài hơn và năng lượng thấp hơn sẽ đưa trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản.Trong các quy trình công nghiệp, điều này đặc biệt hữu ích vì nó cho phép đưa các vi cầu thủy tinh vô cơ vào một lô để xác định nhà sản xuất và số lô của nhiều loại sản phẩm.Quá trình vận chuyển sản phẩm không bị ảnh hưởng bởi các vi hạt, nhưng một màu ánh sáng cụ thể được tạo ra khi tia cực tím chiếu vào lô, cho phép xác định chính xác nguồn gốc xuất xứ của vật liệu. Điều này có thể thực hiện được với tất cả các loại vật liệu, bao gồm bột, nhựa, giấy và chất lỏng.Rất nhiều loại được cung cấp trong các vi cầu bằng cách thay đổi số lượng tham số, chẳng hạn như tỷ lệ chính xác của các REO khác nhau, kích thước hạt, phân bố kích thước hạt, thành phần hóa học, tính chất huỳnh quang, màu sắc, tính chất từ tính và độ phóng xạ.Việc sản xuất các kính hiển vi huỳnh quang từ thủy tinh cũng có lợi vì chúng có thể được pha tạp REO ở các mức độ khác nhau, chịu được nhiệt độ cao, ứng suất cao và trơ về mặt hóa học. So với polyme, chúng vượt trội hơn ở tất cả các lĩnh vực này, điều này cho phép chúng được sử dụng ở nồng độ thấp hơn nhiều trong các sản phẩm.Độ hòa tan tương đối thấp của REO trong thủy tinh silica là một hạn chế tiềm tàng vì điều này có thể dẫn đến sự hình thành các cụm đất hiếm, đặc biệt nếu nồng độ pha tạp lớn hơn độ hòa tan cân bằng và cần có hành động đặc biệt để ngăn chặn sự hình thành các cụm.
