O anorganskih materialih – cerijevem oksidu
Cerijev oksidje anorganska snov s kemijsko formulo CeO₂. Je bledo rumen ali rumenkasto rjav prah z gostoto 7,13 g/cm₃ in tališčem 2397 °C. Je netopen v vodi in alkalijah, vendar rahlo topen v kislini. Pri 2000 °C in 15 MPa se lahko cerijev oksid reducira z vodikom, da nastanecerijev trioksidPri temperaturah med 2000 °C in tlakom nad 5 MPa ima cerijev oksid rumenkasto-rdečkasto, včasih rožnato barvo. Uporablja se kot polirni material, katalizator, nosilec katalizatorja (aditiv), UV-absorber, elektrolit za gorivne celice, absorber izpušnih plinov avtomobilov in elektronska keramika.
Ⅰ.Uporabe
Oksidant. Katalizator za organske reakcije. Standard redkih zemeljskih kovin za analizo jekla. Redoks titracijska analiza. Razbarvanje stekla. Steklena emajlirana snov za zaščito pred soncem. Toplotno odporna zlitina.
Uporablja se kot dodatek v steklarski industriji, kot brusilni material za ploščato steklo in v kozmetiki kot UV-inhibitor. Razširili so ga na poliranje očalnega stekla, optičnih leč in katodnih cevi, kjer zagotavlja razbarvanje, bistrenje in absorpcijo ultravijoličnih in elektronskih žarkov.
Ⅱ.Učinki redkih zemelj
1. Redka zemljaUčinki poliranja
Polirni praški iz redkih zemelj ponujajo prednosti hitrega poliranja, visoke kakovosti končne obdelave in dolge življenjske dobe. V primerjavi s tradicionalnimi polirnimi praški iz železovega oksida so okolju prijazni in jih je enostavno odstraniti iz onesnaževalcev.Praški za poliranje iz cerijevega oksidalahko spolira leče v eni minuti, medtem ko bi poliranje s praški iz železovega oksida trajalo od 30 do 60 minut. Zato poliranje s praški iz redkih zemelj ponuja prednosti nizkega odmerka, hitrega poliranja in visoke učinkovitosti poliranja. Izboljšajo lahko tudi kakovost poliranja in delovno okolje. Praški za poliranje stekla iz redkih zemelj so običajno izdelani iz oksidov, bogatih s cerijem. Cerijev oksid je izjemno učinkovita polirna spojina, saj lahko hkrati polira steklo s kemično razgradnjo in mehanskim trenjem. Praški za poliranje s cerijem iz redkih zemelj se pogosto uporabljajo pri poliranju kamer, leč video kamer, televizijskih cevi, leč očal in drugih aplikacij. V moji državi je na desetine tovarn poliranja s praški iz redkih zemelj, od katerih jih več kot deset ima proizvodno zmogljivost, ki presega 100 ton. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., kitajsko-tuje skupno podjetje, je eden največjih proizvajalcev poliranja s praški iz redkih zemelj v moji državi z letno proizvodno zmogljivostjo 1200 ton. Njegovi izdelki se prodajajo doma in v tujini.
2. Razbarvanje stekla
Vse steklo vsebuje železov oksid, ki ga je mogoče v steklo vnesti s surovinami, peskom, apnencem in odpadnim drobcem v stekleni mešanici. Obstaja v dveh oblikah: dvovalentno železo, ki steklo obarva temno modro, in trivalentno železo, ki ga obarva rumeno. Razbarvanje vključuje oksidacijo dvovalentnih železovih ionov v trivalentno železo, saj ima trivalentno železo le desetino intenzivnosti svojega dvovalentnega dvojnika. Nato se doda korektor barve, ki nevtralizira barvo v svetlo zeleno.
Redkozemeljska elementa, ki se uporabljata za razbarvanje stekla, sta predvsem cerijev oksid in neodimov oksid. Razbarvalniki stekla iz redkozemeljskih elementov nadomeščajo tradicionalne razbarvalnike belega arzena, s čimer izboljšajo učinkovitost in hkrati preprečijo kontaminacijo z arzenom. Cerijev oksid ima prednosti stabilnosti pri visokih temperaturah, nizkih stroškov in neabsorbiranja vidne svetlobe za razbarvanje stekla.
3.Barvanje stekla
Redkozemeljski ioni kažejo stabilne, žive barve pri visokih temperaturah in se uporabljajo za ustvarjanje različnih barvnih stekel z dodajanjem tekočinam. Redkozemeljski oksidi, kot so neodim, prazeodim, erbij in cerij, so odlična barvila za steklo. Ko prozorno steklo s temi barvili absorbira vidno svetlobo med 400 in 700 nanometri, kaže čudovite barve. Ta barvna stekla se lahko uporabljajo za izdelavo pokrovov indikatorskih luči za letalstvo, navigacijo in različna transportna vozila, pa tudi za različne vrhunske umetniške okraske.
Ko se neodimov oksid doda natrijevemu apnenemu in svinčevemu steklu, je globina barve stekla odvisna od debeline, vsebnosti neodima in intenzivnosti svetlobnega vira. Tanko steklo je videti bledo rožnato, debelejše pa modrikasto-vijolično. Ta pojav je znan kot neodimov dikroizem. Prazeodimov oksid ustvari zeleno barvo, podobno kromu. Erbijev oksid, ki se uporablja v fotokromatskem steklu in kristalnem steklu, ustvari rožnat odtenek. Cerijev oksid v kombinaciji s titanovim dioksidom ustvari rumen odtenek. Prazeodimov oksid in neodimov oksid se lahko uporabljata v prazeodim-neodimovem črnem steklu.
4. Čistilniki redkih zemelj
Cerijev oksid se namesto tradicionalnega arzenovega oksida uporablja kot čistilo za steklo za odstranjevanje mehurčkov in sledov barvnih elementov. To je še posebej učinkovito pri izdelavi brezbarvnih steklenic, kar ima za posledico kristalno belo steklo z odlično prosojnostjo, izboljšano trdnostjo stekla in izboljšano toplotno odpornostjo. Prav tako odpravlja onesnaževanje okolja in samega stekla z arzenom.
Poleg tega,cerijev oksidse lahko doda vsakdanjemu steklu, kot je arhitekturno in avtomobilsko steklo ter kristalno steklo, za zmanjšanje prepustnosti UV-žarkov. Ta uporaba je bila široko sprejeta na Japonskem in v Združenih državah Amerike. Z izboljšanjem življenjskega standarda v moji državi se pričakuje tudi močan trg. Neodimov oksid, dodan steklu katodnih cevi, odpravlja disperzijo rdeče svetlobe in povečuje jasnost. Posebna stekla z dodatki redkih zemelj vključujejo: lantanovo steklo z visokim lomnim količnikom in nizko disperzijo, ki se pogosto uporablja pri izdelavi različnih leč in naprednih objektivov za fotoaparate in videokamere, zlasti tistih za opremo za fotografiranje na velikih nadmorskih višinah; cerijevo steklo, odporno proti sevanju, ki se uporablja v avtomobilskem steklu in televizijskem steklu; in neodimovo steklo, idealen material za velike laserje, predvsem v napravah za nadzorovano jedrsko fuzijo.