Χρήση οξειδίων σπάνιων γαιών για την κατασκευή γυαλιών φθορισμού
Χρήση οξειδίων σπάνιων γαιών για την κατασκευή γυαλιών φθορισμού
Χρήση οξειδίων σπάνιων γαιών για την κατασκευή γυαλιών φθορισμού
πηγή:AZoMΕφαρμογές Στοιχείων Σπάνιων ΓηςΟι καθιερωμένες βιομηχανίες, όπως οι καταλύτες, η υαλουργία, ο φωτισμός και η μεταλλουργία, χρησιμοποιούν στοιχεία σπάνιων γαιών εδώ και πολύ καιρό.Τέτοιες βιομηχανίες, όταν συνδυαστούν, αντιπροσωπεύουν το 59% της συνολικής παγκόσμιας κατανάλωσης.Τώρα, οι νεότερες περιοχές υψηλής ανάπτυξης, όπως τα κράματα μπαταριών, τα κεραμικά και οι μόνιμοι μαγνήτες, χρησιμοποιούν επίσης στοιχεία σπάνιων γαιών, τα οποία αντιπροσωπεύουν το υπόλοιπο 41%.Στοιχεία σπάνιων γαιών στην παραγωγή γυαλιούΣτον τομέα της παραγωγής γυαλιού, τα οξείδια των σπάνιων γαιών έχουν μελετηθεί από καιρό.Πιο συγκεκριμένα, πώς μπορεί να αλλάξουν οι ιδιότητες του γυαλιού με την προσθήκη αυτών των ενώσεων.Ένας Γερμανός επιστήμονας ονόματι Drossbach ξεκίνησε αυτή τη δουλειά το 1800 όταν κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και κατασκεύασε ένα μείγμα οξειδίων σπάνιων γαιών για τον αποχρωματισμό του γυαλιού.Αν και σε ακατέργαστη μορφή με άλλα οξείδια σπάνιων γαιών, αυτή ήταν η πρώτη εμπορική χρήση δημητρίου.Το δημήτριο αποδείχθηκε εξαιρετικό για την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας χωρίς να δίνει χρώμα το 1912 από τους Crookes της Αγγλίας.Αυτό το καθιστά πολύ χρήσιμο για προστατευτικά γυαλιά.Το έρβιο, το υττέρβιο και το νεοδύμιο είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα REE στο γυαλί.Η οπτική επικοινωνία χρησιμοποιεί εκτενώς ίνες πυριτίου με πρόσμειξη ερβίου.Η επεξεργασία υλικών μηχανικής χρησιμοποιεί ίνες πυριτίου με προσμείξεις υττερβίου και τα λέιζερ γυαλιού που χρησιμοποιούνται για τη σύντηξη αδρανειακής περιορισμού εφαρμόζονται με πρόσμειξη νεοδυμίου.Η δυνατότητα αλλαγής των ιδιοτήτων φθορισμού του γυαλιού είναι μια από τις πιο σημαντικές χρήσεις του REO στο γυαλί.Φθορίζουσες ιδιότητες από οξείδια σπάνιων γαιώνΜοναδικό στον τρόπο που μπορεί να φαίνεται συνηθισμένο κάτω από το ορατό φως και να εκπέμπει ζωηρά χρώματα όταν διεγείρεται από συγκεκριμένα μήκη κύματος, το φθορίζον γυαλί έχει πολλές εφαρμογές από ιατρική απεικόνιση και βιοϊατρική έρευνα, έως τη δοκιμή μέσων, την ανίχνευση και τα σμάλτα γυαλιού τέχνης.Ο φθορισμός μπορεί να παραμείνει χρησιμοποιώντας REO που ενσωματώνονται απευθείας στη γυάλινη μήτρα κατά την τήξη.Άλλα υλικά γυαλιού με μόνο φθορίζουσα επίστρωση συχνά αποτυγχάνουν.Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, η εισαγωγή ιόντων σπανίων γαιών στη δομή έχει ως αποτέλεσμα οπτικό φθορισμό γυαλιού.Τα ηλεκτρόνια του REE ανυψώνονται σε διεγερμένη κατάσταση όταν χρησιμοποιείται μια εισερχόμενη πηγή ενέργειας για να διεγείρει απευθείας αυτά τα ενεργά ιόντα.Η εκπομπή φωτός μεγαλύτερου μήκους κύματος και χαμηλότερης ενέργειας επιστρέφει τη διεγερμένη κατάσταση στη βασική κατάσταση.Σε βιομηχανικές διεργασίες, αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο καθώς επιτρέπει την εισαγωγή ανόργανων γυάλινων μικροσφαιρών σε μια παρτίδα για τον προσδιορισμό του κατασκευαστή και του αριθμού παρτίδας για πολλούς τύπους προϊόντων.Η μεταφορά του προϊόντος δεν επηρεάζεται από τις μικροσφαίρες, αλλά παράγεται ένα συγκεκριμένο χρώμα φωτός όταν εκπέμπεται υπεριώδες φως στην παρτίδα, το οποίο επιτρέπει τον ακριβή προσδιορισμό της προέλευσης του υλικού.Αυτό είναι δυνατό με όλα τα υλικά, συμπεριλαμβανομένων των σκονών, των πλαστικών, των χαρτιών και των υγρών.Μια τεράστια ποικιλία παρέχεται στις μικροσφαίρες αλλάζοντας τον αριθμό των παραμέτρων, όπως η ακριβής αναλογία διαφόρων REO, το μέγεθος των σωματιδίων, η κατανομή μεγέθους σωματιδίων, η χημική σύνθεση, οι ιδιότητες φθορισμού, το χρώμα, οι μαγνητικές ιδιότητες και η ραδιενέργεια.Είναι επίσης πλεονεκτικό να παράγονται φθορίζουσες μικροσφαίρες από γυαλί, καθώς μπορούν να εμποτιστούν σε διάφορους βαθμούς με REO, αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες, υψηλές καταπονήσεις και είναι χημικά αδρανή.Σε σύγκριση με τα πολυμερή, υπερτερούν σε όλους αυτούς τους τομείς, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε πολύ χαμηλότερες συγκεντρώσεις στα προϊόντα.Η σχετικά χαμηλή διαλυτότητα του REO σε γυαλί πυριτίου είναι ένας πιθανός περιορισμός καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό συστάδων σπάνιων γαιών, ιδιαίτερα εάν η συγκέντρωση ντόπινγκ είναι μεγαλύτερη από τη διαλυτότητα ισορροπίας και απαιτεί ειδική δράση για την καταστολή του σχηματισμού συστάδων.
