Tietoja epäorgaanisista materiaaleista – ceriumoksidi
Ceriumoksidion epäorgaaninen aine, jonka kemiallinen kaava on CeO₂. Se on vaaleankeltainen tai kellertävänruskea jauhe, jonka tiheys on 7,13 g/cm₃ ja sulamispiste 2397 °C. Se ei liukene veteen eikä alkaliin, mutta liukenee hieman happoon. 2000 °C:n lämpötilassa ja 15 MPa:n paineessa ceriumoksidi voidaan pelkistää vedyllä, jolloin muodostuuceriumtrioksidiLämpötiloissa 2000 °C ja yli 5 MPa:n paineessa ceriumoksidi muuttuu kellertävän punertavaksi, joskus vaaleanpunaiseksi. Sitä käytetään kiillotusaineena, katalyyttinä, katalyytin kantajana (lisäaineena), UV-absorboijana, polttokennoelektrolyyttinä, autojen pakokaasujen absorboijana ja elektroniikkakeramiikassa.
Ⅰ.Käyttötarkoitukset
Hapetin. Katalyytti orgaanisille reaktioille. Harvinaisten maametallien standardi teräsanalyysiin. Redox-titrausanalyysi. Lasin värinpoistoaine. Lasiemali-aurinkosuoja. Lämmönkestävä seos.
Käytetään lisäaineena lasiteollisuudessa, tasolasin hioma-aineena ja kosmetiikassa UV-estoaineena. Sitä on laajennettu kattamaan silmälasien, optisten linssien ja katodisädeputkien kiillotus, värinpoisto, kirkastaminen ja ultravioletti- ja elektronisuihkujen absorptio.
Harvinaisten maametallien vaikutukset
1. Harvinaiset maametallitKiillotusvaikutukset
Harvinaisten maametallien kiillotusjauheiden etuna on nopea kiillotus, korkea viimeistelylaatu ja pitkä käyttöikä. Perinteisiin rautaoksidikiillotusjauheisiin verrattuna ne ovat ympäristöystävällisiä ja helposti poistettavissa epäpuhtauksista.Ceriumoksidikiillotusjauheetvoi kiillottaa linssejä minuutissa, kun taas rautaoksidikiillotusjauheilla se kestäisi 30–60 minuuttia. Siksi harvinaisten maametallien kiillotusjauheiden etuna on alhainen annos, nopea kiillotusnopeus ja korkea kiillotustehokkuus. Ne voivat myös parantaa kiillotuksen laatua ja käyttöympäristöä. Harvinaisten maametallien lasinkiillotusjauheet valmistetaan tyypillisesti ceriumpitoisista oksideista. Ceriumoksidi on erittäin tehokas kiillotusyhdiste, koska se voi kiillottaa lasia samanaikaisesti kemiallisen hajoamisen ja mekaanisen kitkan avulla. Harvinaisten maametallien ceriumkiillotusjauheita käytetään laajalti kameroiden, videokameroiden linssien, televisioiden kuvaputkien, silmälasien linssien ja muiden sovellusten kiillotuksessa. Maassani on kymmeniä harvinaisten maametallien kiillotusjauhetehtaita, joista yli kymmenen ylpeilee yli 100 tonnin tuotantokapasiteetilla. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., kiinalais-ulkomainen yhteisyritys, on yksi maani suurimmista harvinaisten maametallien kiillotusjauheiden valmistajista, ja sen vuotuinen tuotantokapasiteetti on 1 200 tonnia. Sen tuotteita myydään kotimaassa ja kansainvälisesti.
2. Lasin värjäytyminen
Kaikki lasi sisältää rautaoksidia, jota voi joutua lasiin lasiseoksen raaka-aineiden, hiekan, kalkkikiven ja murskan kautta. Sitä esiintyy kahdessa muodossa: kaksiarvoisena rautana, joka muuttaa lasin tummansiniseksi, ja kolmiarvoisena rautana, joka muuttaa sen keltaiseksi. Värinpoistossa kaksiarvoiset rauta-ionit hapetetaan kolmiarvoiseksi raudaksi, koska kolmiarvoisen raudan intensiteetti on vain kymmenesosa kaksiarvoisen vastineensa intensiteetistä. Sitten lisätään värinkorjaaja, joka neutraloi värin vaaleanvihreäksi.
Lasin värinpoistossa käytetyt harvinaiset maametallit ovat pääasiassa ceriumoksidia ja neodyymioksidia. Harvinaisten maametallien lasin värinpoistoaineet korvaavat perinteiset valkoiset arseenipohjaiset värinpoistoaineet parantaen tehokkuutta ja välttäen samalla arseenikontaminaation. Ceriumoksidin etuna on korkean lämpötilan stabiilius, alhaiset kustannukset ja näkyvän valon absorboimattomuus lasin värinpoistossa.
3.Lasin väritys
Harvinaisten maametallien ionit säilyttävät vakaat ja kirkkaat värit korkeissa lämpötiloissa, ja niitä käytetään erilaisten värillisten lasien valmistukseen lisäämällä niitä nesteisiin. Harvinaisten maametallien oksidit, kuten neodyymi, praseodyymi, erbium ja cerium, ovat erinomaisia lasin väriaineita. Kun läpinäkyvä lasi, jossa on näitä väriaineita, absorboi näkyvää valoa 400–700 nanometrin aallonpituuksilla, se tuottaa kauniita värejä. Näitä värillisiä laseja voidaan käyttää merkkivalojen suojusten valmistukseen ilmailussa, navigoinnissa ja erilaisissa kuljetusvälineissä sekä erilaisiin korkealuokkaisiin taiteellisiin koriste-esineisiin.
Kun neodyymioksidia lisätään soodakalkki- ja lyijylasiin, lasin värin syvyys riippuu paksuudesta, neodyymipitoisuudesta ja valonlähteen voimakkuudesta. Ohut lasi näyttää vaaleanpunaiselta, kun taas paksumpi lasi näyttää sinertävän violetilta. Tätä ilmiötä kutsutaan neodyymidikroismiksi. Praseodyymioksidi tuottaa vihreän, joka muistuttaa kromia. Erbiumoksidi, jota käytetään fotokromaattisessa lasissa ja kristallilasissa, tuottaa vaaleanpunaisen sävyn. Ceriumoksidi yhdessä titaanidioksidin kanssa luo keltaisen sävyn. Praseodyymioksidia ja neodyymioksidia voidaan käyttää praseodyymi-neodyymimustassa lasissa.
4. Harvinaisten maametallien kirkastimet
Ceriumoksidia käytetään perinteisen arseenioksidin sijaan lasinkirkastimena kuplien ja hivenväriaineiden poistamiseen. Tämä on erityisen tehokasta värittömien lasipullojen valmistuksessa, jolloin tuloksena on kristallinvalkoinen lasi, jolla on erinomainen läpinäkyvyys, parempi lasin lujuus ja parempi lämmönkestävyys. Se myös poistaa arseenisaasteen ympäristöstä ja itse lasista.
Lisäksi,ceriumoksidivoidaan lisätä jokapäiväiseen lasiin, kuten arkkitehtuuri- ja autolasiin sekä kristallilasiin, UV-läpäisyn vähentämiseksi. Tämä sovellus on otettu laajalti käyttöön Japanissa ja Yhdysvalloissa. Elintason parantuessa maassani sille odotetaan myös löytävän vahvat markkinat. Katodiputkilasiin lisätty neodyymioksidi poistaa punaisen valon hajaantumisen ja parantaa kirkkautta. Harvinaisia maametalleja sisältäviä erikoislaseja ovat: lantaanilasi, jolla on korkea taitekerroin ja alhainen hajonta, on laajalti käytössä erilaisten linssien ja edistyneiden kameroiden ja videokameroiden linssien valmistuksessa, erityisesti korkealla sijaitsevien valokuvauslaitteiden linssien; cerium-säteilyä kestävä lasi, jota käytetään autolasissa ja televisiolasissa; ja neodyymilasi, joka on ihanteellinen materiaali suurille lasereille, pääasiassa kontrolloiduissa ydinfuusiolaitteissa.