O anorganických materiáloch – oxid céru
Oxid céruje anorganická látka s chemickým vzorcom CeO₂. Je to svetložltý alebo žltkastohnedý prášok s hustotou 7,13 g/cm₃ a bodom topenia 2397 °C. Je nerozpustný vo vode a zásadách, ale mierne rozpustný v kyselinách. Pri teplote 2000 °C a tlaku 15 MPa sa môže oxid céru redukovať vodíkom za vznikuoxid céruPri teplotách medzi 2000 °C a tlakom nad 5 MPa vykazuje oxid céru žltočervenkastú, niekedy ružovú farbu. Používa sa ako leštiaci materiál, katalyzátor, nosič katalyzátora (prísada), UV absorbér, elektrolyt do palivových článkov, absorbér výfukových plynov automobilov a elektronická keramika.
Ⅰ.Použitia
Oxidačné činidlo. Katalyzátor pre organické reakcie. Štandard vzácnych kovov pre analýzu ocele. Redoxná titračná analýza. Odfarbenie skla. Sklo smaltovaný opaľovací krém. Tepelne odolná zliatina.
Používa sa ako prísada v sklárskom priemysle, ako brúsny materiál na ploché sklo a v kozmetike ako UV inhibítor. Jeho použitie sa rozšírilo aj na leštenie skla okuliarov, optických šošoviek a katódových trubíc, kde zabezpečuje odfarbenie, čírenie a absorpciu ultrafialových a elektrónových lúčov.
Ⅱ.Účinky vzácnych zemín
1. Vzácna zemLeštiace účinky
Leštiace prášky na kovy vzácnych zemín ponúkajú výhody rýchleho leštenia, vysokej kvality povrchu a dlhej životnosti. V porovnaní s tradičnými leštiacimi práškami na báze oxidu železa sú šetrné k životnému prostrediu a ľahko sa odstraňujú z nečistôt.Leštiace prášky z oxidu cérudokážu vyleštiť šošovky za jednu minútu, zatiaľ čo leštiace prášky na báze oxidu železa by trvali 30 až 60 minút. Preto leštiace prášky na báze vzácnych zemín ponúkajú výhody nízkeho dávkovania, rýchleho leštenia a vysokej účinnosti leštenia. Môžu tiež zlepšiť kvalitu leštenia a prevádzkové prostredie. Leštiace prášky na sklo zo vzácnych zemín sa zvyčajne vyrábajú z oxidov bohatých na cér. Oxid céru je mimoriadne účinná leštiaca zmes, pretože dokáže leštiť sklo súčasne chemickým rozkladom a mechanickým trením. Leštiace prášky na báze céru zo vzácnych zemín sa široko používajú pri leštení fotoaparátov, objektívov videokamier, obrazoviek televízorov, šošoviek okuliarov a iných aplikácií. V mojej krajine sú desiatky tovární na leštiace prášky zo vzácnych zemín, z ktorých viac ako desať sa môže pochváliť výrobnou kapacitou presahujúcou 100 ton. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., čínsko-zahraničný spoločný podnik, je jedným z najväčších výrobcov leštiacie prášky zo vzácnych zemín v mojej krajine s ročnou výrobnou kapacitou 1 200 ton. Jej produkty sa predávajú na domácom aj medzinárodnom trhu.
2. Odfarbenie skla
Všetko sklo obsahuje oxid železa, ktorý sa do skla môže dostať prostredníctvom surovín, piesku, vápenca a črepov v sklárskej zmesi. Existuje v dvoch formách: dvojmocné železo, ktoré sfarbuje sklo na tmavomodrú farbu, a trojmocné železo, ktoré ho sfarbuje na žltú. Odfarbenie zahŕňa oxidáciu dvojmocných iónov železa na trojmocné železo, pretože trojmocné železo má iba desatinu intenzity svojho dvojmocného náprotivku. Potom sa pridá korektor farby, ktorý neutralizuje farbu na svetlozelenú.
Prvky vzácnych zemín používané na odfarbovanie skla sú predovšetkým oxid céru a oxid neodýmu. Odfarbovače skla zo vzácnych zemín nahrádzajú tradičné biele odfarbovače arzénu, čím zlepšujú účinnosť a zároveň zabraňujú kontaminácii arzénom. Oxid céru má výhody stability pri vysokých teplotách, nízkych nákladov a neabsorbcie viditeľného svetla pri odfarbovaní skla.
3.Farbenie skla
Ióny vzácnych zemín vykazujú stabilné, žiarivé farby pri vysokých teplotách a používajú sa na výrobu rôznych farebných skiel pridaním do kvapalín. Oxidy vzácnych zemín, ako je neodým, prazeodým, erbium a cér, sú vynikajúcimi farbivami skla. Keď priehľadné sklo s týmito farbivami absorbuje viditeľné svetlo medzi 400 a 700 nanometrami, vykazuje krásne farby. Tieto farebné sklá sa dajú použiť na výrobu krytov smerových svetiel pre letectvo, navigáciu a rôzne dopravné prostriedky, ako aj na rôzne umelecké dekorácie vysokej kvality.
Keď sa do sodnovo-vápenatého a olovnatého skla pridá oxid neodýmu, hĺbka farby skla závisí od hrúbky, obsahu neodýmu a intenzity svetelného zdroja. Tenké sklo sa javí ako svetloružové, zatiaľ čo hrubšie sklo sa javí ako modrofialové. Tento jav je známy ako neodýmový dichroizmus. Oxid prazeodýmu vytvára zelenú farbu podobnú chrómu. Oxid erbia, používaný vo fotochromatickom skle a krištáľovom skle, vytvára ružový odtieň. Oxid céru v kombinácii s oxidom titaničitým vytvára žltý odtieň. Oxid prazeodýmu a oxid neodýmu sa môžu použiť v prazeodýmovo-neodýmovom čiernom skle.
4. Čističe vzácnych zemín
Oxid céru sa namiesto tradičného oxidu arzénu používa ako čistič skla na odstránenie bublín a stopových farebných prvkov. Toto je obzvlášť účinné pri výrobe bezfarebných sklenených fliaš, výsledkom čoho je krištáľovo biele sklo s vynikajúcou priehľadnosťou, zvýšenou pevnosťou skla a zlepšenou tepelnou odolnosťou. Taktiež eliminuje znečistenie životného prostredia a samotného skla arzénom.
Okrem toho,oxid céruMôže sa pridávať do bežného skla, ako je architektonické a automobilové sklo a krištáľové sklo, na zníženie priepustnosti UV žiarenia. Táto aplikácia sa široko uplatňuje v Japonsku a Spojených štátoch. So zlepšením životnej úrovne v mojej krajine sa očakáva aj silný trh. Oxid neodýmu, pridávaný do skla katódových trubíc, eliminuje rozptyl červeného svetla a zvyšuje jasnosť. Medzi špeciálne sklá s prísadami vzácnych zemín patria: lantánové sklo s vysokým indexom lomu a nízkou disperziou, ktoré sa široko používa pri výrobe rôznych objektívov a pokročilých objektívov pre fotoaparáty a videokamery, najmä tých, ktoré sú určené pre vysokohorské fotografické zariadenia; cérové sklo odolné voči žiareniu, používané v automobilovom skle a televíznom skle; a neodýmové sklo, ideálny materiál pre veľké lasery, predovšetkým v zariadeniach s riadenou jadrovou fúziou.