O anorganskim materijalima – cerijevom oksidu
Cerijev oksidje anorganska tvar kemijske formule CeO₂. To je blijedožuti ili žućkastosmeđi prah gustoće 7,13 g/cm₃ i talištem od 2397 °C. Netopljiv je u vodi i lužinama, ali slabo topljiv u kiselini. Pri 2000 °C i 15 MPa, cerijev oksid može se reducirati vodikom da bi se dobiocerijev trioksidNa temperaturama između 2000°C i tlakovima iznad 5 MPa, cerijev oksid pokazuje žućkasto-crvenkastu, ponekad ružičastu boju. Koristi se kao materijal za poliranje, katalizator, nosač katalizatora (aditiv), UV apsorber, elektrolit za gorivne ćelije, apsorber ispušnih plinova automobila i elektronička keramika.
Ⅰ.Upotrebe
Oksidans. Katalizator za organske reakcije. Standard rijetkih zemnih metala za analizu čelika. Redoks titracijska analiza. Obezbojenje stakla. Zaštita od sunca na bazi emajla. Legura otporna na toplinu.
Koristi se kao aditiv u staklarskoj industriji, kao materijal za brušenje pločastog stakla i u kozmetici kao UV inhibitor. Prošireno je na poliranje naočala, optičkih leća i katodnih cijevi, omogućujući uklanjanje boje, bistrenje i apsorpciju ultraljubičastih i elektronskih zraka.
Ⅱ. Učinci rijetkih zemalja
1. Rijetka zemljaEfekti poliranja
Praškovi za poliranje rijetkih zemalja nude prednosti velike brzine poliranja, visoke kvalitete završne obrade i dugog vijeka trajanja. U usporedbi s tradicionalnim praškovima za poliranje od željeznog oksida, ekološki su prihvatljivi i lako se uklanjaju s nečistoća.Praškovi za poliranje od cerijevog oksidamogu polirati leće u jednoj minuti, dok bi poliranje prahovima od željeznog oksida trajalo 30 do 60 minuta. Stoga, praškovi za poliranje rijetkih zemalja nude prednosti niskog doziranja, velike brzine poliranja i visoke učinkovitosti poliranja. Također mogu poboljšati kvalitetu poliranja i radno okruženje. Praškovi za poliranje stakla od rijetkih zemalja obično se izrađuju od oksida bogatih cerijem. Cerijev oksid izuzetno je učinkovit spoj za poliranje jer može istovremeno polirati staklo kemijskom razgradnjom i mehaničkim trenjem. Praškovi za poliranje od rijetkih zemalja cerija široko se koriste u poliranju kamera, leća video kamera, televizijskih cijevi, leća naočala i drugih primjena. Moja zemlja ima desetke tvornica praškova za poliranje rijetkih zemalja, s preko deset s proizvodnim kapacitetom većim od 100 tona. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., kinesko-strano zajedničko ulaganje, jedan je od najvećih proizvođača praškova za poliranje rijetkih zemalja u mojoj zemlji, s godišnjim proizvodnim kapacitetom od 1200 tona. Njegovi proizvodi prodaju se u zemlji i inozemstvu.
2. Izbjeljivanje stakla
Svo staklo sadrži željezov oksid, koji se u staklo može unijeti putem sirovina, pijeska, vapnenca i krhotina u staklenoj smjesi. Postoji u dva oblika: dvovalentno željezo, koje staklo boji u tamnoplavo, i trovalentno željezo, koje ga boji u žuto. Dekolorizacija uključuje oksidaciju dvovalentnih željezovih iona u trovalentno željezo, budući da trovalentno željezo ima samo desetinu intenziteta svog dvovalentnog ekvivalenta. Zatim se dodaje korektor boje kako bi se neutralizirala boja u svijetlozelenu.
Rijetkozemni elementi koji se koriste za obezbojenje stakla prvenstveno su cerijev oksid i neodimijev oksid. Rijetkozemni elementi za obezbojenje stakla zamjenjuju tradicionalne bijele arsenove elemente za obezbojenje, poboljšavajući učinkovitost i izbjegavajući kontaminaciju arsenom. Cerijev oksid ima prednosti stabilnosti na visokim temperaturama, niske cijene i neapsorpcije vidljive svjetlosti za obezbojenje stakla.
3.Bojanje stakla
Rijetkozemni ioni pokazuju stabilne, žive boje na visokim temperaturama i koriste se za izradu raznih obojenih stakala dodavanjem u tekućine. Rijetkozemni oksidi poput neodimija, prazeodimija, erbija i cerija izvrsna su bojila za staklo. Kada prozirno staklo s ovim bojilima apsorbira vidljivu svjetlost između 400 i 700 nanometara, ono pokazuje prekrasne boje. Ova obojena stakla mogu se koristiti za izradu poklopaca indikatorskih svjetala za zrakoplovstvo, navigaciju i razna transportna vozila, kao i za razne vrhunske umjetničke ukrase.
Kada se neodimijski oksid doda natrij-vapnu i olovnom staklu, dubina boje stakla ovisi o debljini, sadržaju neodimija i intenzitetu izvora svjetlosti. Tanko staklo izgleda blijedoružičasto, dok deblje staklo izgleda plavkasto-ljubičasto. Ovaj fenomen poznat je kao neodimijski dikroizam. Prazeodimijski oksid stvara zelenu boju sličnu kromu. Erbijev oksid, koji se koristi u fotokromatskom staklu i kristalnom staklu, stvara ružičastu nijansu. Cerijev oksid u kombinaciji s titanijevim dioksidom stvara žutu nijansu. Prazeodimijski oksid i neodimijski oksid mogu se koristiti u prazeodimij-neodim crnom staklu.
4. Pročišćivači rijetkih zemalja
Cerijev oksid, umjesto tradicionalnog arsenovog oksida, koristi se kao sredstvo za bistrenje stakla za uklanjanje mjehurića i tragova elemenata za bojenje. To je posebno učinkovito u proizvodnji bezbojnih staklenih boca, što rezultira kristalno bijelim staklom s izvrsnom prozirnošću, poboljšanom čvrstoćom stakla i poboljšanom otpornošću na toplinu. Također uklanja onečišćenje okoliša i samog stakla arsenom.
Dodatno,cerijev oksidmože se dodati svakodnevnom staklu, poput arhitektonskog i automobilskog stakla te kristalnog stakla, kako bi se smanjila UV propusnost. Ova je primjena široko prihvaćena u Japanu i Sjedinjenim Državama. S poboljšanjem životnog standarda u mojoj zemlji očekuje se i da će pronaći snažno tržište. Neodimijski oksid, dodan staklu katodnih cijevi, uklanja disperziju crvene svjetlosti i poboljšava jasnoću. Specijalna stakla s dodacima rijetkih zemalja uključuju: lantanovo staklo, s visokim indeksom loma i niskom disperzijom, široko se koristi u proizvodnji raznih leća i naprednih leća za fotoaparate i kamkordere, posebno onih za opremu za fotografiranje na velikim visinama; cerijevo staklo otporno na zračenje, koje se koristi u automobilskom staklu i staklu televizora; i neodimij staklo, idealan materijal za velike lasere, prvenstveno u uređajima za kontroliranu nuklearnu fuziju.