Относно неорганичните материали – цериев оксид
Цериев оксиде неорганично вещество с химична формула CeO₂. Представлява бледожълт или жълтеникавокафяв прах с плътност 7,13 g/cm₃ и точка на топене 2397°C. Неразтворим е във вода и основи, но е слабо разтворим в киселина. При 2000°C и 15 MPa, цериевият оксид може да се редуцира с водород, за да се получицериев триоксидПри температури между 2000°C и налягане над 5 MPa, цериевият оксид проявява жълтеникаво-червеникав, понякога розов цвят. Използва се като полиращ материал, катализатор, носител (добавка) на катализатор, UV абсорбатор, електролит за горивни клетки, абсорбатор на автомобилни отработени газове и електронна керамика.
Ⅰ.Употреби
Окислител. Катализатор за органични реакции. Стандарт за редкоземни метали за анализ на стомана. Редокс титруващ анализ. Обезцветяване на стъкло. Слънцезащитен емайл за стъкло. Термоустойчива сплав.
Използва се като добавка в стъкларската промишленост, като шлифовъчен материал за плоско стъкло и в козметиката като UV инхибитор. Разширено е, за да включва полиране на стъкло за очила, оптични лещи и катодно-лъчеви тръби, осигурявайки обезцветяване, избистряне и абсорбция на ултравиолетови и електронни лъчи.
Ⅱ.Ефекти от редкоземни елементи
1. Редки земни елементиПолиращи ефекти
Полиращите прахове от редкоземни метали предлагат предимствата на бърза скорост на полиране, високо качество на завършека и дълъг експлоатационен живот. В сравнение с традиционните полиращи прахове от железен оксид, те са екологични и лесни за отстраняване на замърсители.Полиращи прахове от цериев оксидможе да полира лещи за една минута, докато полиращите прахове с железен оксид биха отнели от 30 до 60 минути. Следователно, полиращите прахове от редкоземни елементи предлагат предимствата на ниска доза, бърза скорост на полиране и висока ефективност на полиране. Те могат също така да подобрят качеството на полиране и работната среда. Полиращите прахове от редкоземни стъкло обикновено се произвеждат от богати на церий оксиди. Цериевият оксид е изключително ефективно полиращо съединение, защото може да полира стъкло едновременно чрез химическо разлагане и механично триене. Полиращите прахове от редкоземни церии се използват широко при полиране на камери, обективи на видеокамери, телевизионни кинескопи, лещи за очила и други приложения. В моята страна има десетки фабрики за полиращи прахове от редкоземни елементи, като над десет от тях имат производствен капацитет над 100 тона. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., китайско-чуждестранно съвместно предприятие, е един от най-големите производители на полиращи прахове от редкоземни елементи в моята страна, с годишен производствен капацитет от 1200 тона. Продуктите му се продават на вътрешния и международния пазар.
2. Обезцветяване на стъклото
Всяко стъкло съдържа железен оксид, който може да бъде въведен в стъклото чрез суровини, пясък, варовик и трошки в стъкларската смес. Той съществува в две форми: двувалентно желязо, което оцветява стъклото в тъмносиньо, и тривалентно желязо, което го оцветява в жълто. Обезцветяването включва окисляване на двувалентните железни йони до тривалентно желязо, тъй като тривалентното желязо има само една десета от интензитета на своя двувалентен аналог. След това се добавя коректор на цвета, за да се неутрализира цветът до светлозелен.
Редкоземните елементи, използвани за обезцветяване на стъкло, са предимно цериев оксид и неодимов оксид. Обезцветителите за стъкло от редкоземни елементи заместват традиционните обезцветители с бял арсен, като подобряват ефективността, като същевременно избягват замърсяване с арсен. Цериевият оксид има предимствата на висока температурна стабилност, ниска цена и неабсорбция на видима светлина за обезцветяване на стъкло.
3.Оцветяване на стъкло
Редкоземните йони показват стабилни, живи цветове при високи температури и се използват за създаване на различни цветни стъкла чрез добавянето им към течности. Редкоземните оксиди като неодим, празеодим, ербий и церий са отлични оцветители за стъкло. Когато прозрачното стъкло с тези оцветители абсорбира видимата светлина между 400 и 700 нанометра, то показва красиви цветове. Тези цветни стъкла могат да се използват за създаване на капаци за индикаторни светлини за авиацията, навигацията и различни транспортни средства, както и за различни висококачествени художествени декорации.
Когато неодимов оксид се добави към натриево-калциево и оловно стъкло, дълбочината на цвета на стъклото зависи от дебелината, съдържанието на неодим и интензитета на източника на светлина. Тънкото стъкло изглежда бледорозово, докато по-дебелото стъкло изглежда синкаво-лилаво. Това явление е известно като неодимов дихроизъм. Празеодимовият оксид произвежда зелен цвят, подобен на хрома. Ербиевият оксид, използван във фотохромно стъкло и кристално стъкло, произвежда розов оттенък. Цериевият оксид, комбиниран с титанов диоксид, създава жълт оттенък. Празеодимовият оксид и неодимовият оксид могат да се използват в празеодимово-неодимово черно стъкло.
4. Утаители за редки земни елементи
Цериевият оксид, вместо традиционния арсенов оксид, се използва като пречиствател за стъкло за отстраняване на мехурчета и следи от оцветяващи елементи. Това е особено ефективно при производството на безцветни стъклени бутилки, което води до кристално бяло стъкло с отлична прозрачност, подобрена здравина на стъклото и подобрена топлоустойчивост. Освен това елиминира замърсяването с арсен на околната среда и самото стъкло.
Освен това,цериев оксидМоже да се добавя към ежедневно стъкло, като архитектурно и автомобилно стъкло, както и към кристално стъкло, за намаляване на UV пропускливостта. Това приложение е широко възприето в Япония и Съединените щати. С подобряването на жизнения стандарт в моята страна се очаква да намери и силен пазар. Неодимовият оксид, добавен към стъклото на катодно-лъчевите тръби, елиминира дисперсията на червената светлина и подобрява яснотата. Специалните стъкла с добавки от редкоземни елементи включват: лантаново стъкло, с високия си коефициент на пречупване и ниска дисперсия, се използва широко в производството на различни обективи и усъвършенствани обективи за фотоапарати и видеокамери, особено тези за оборудване за фотографиране на голяма надморска височина; цериево радиационно устойчиво стъкло, използвано в автомобилно стъкло и телевизионно стъкло; и неодимово стъкло, идеален материал за големи лазери, предимно в устройства за контролиран ядрен синтез.