Anorgaaniliste materjalide kohta – tseeriumoksiid
Tseeriumoksiidon anorgaaniline aine keemilise valemiga CeO₂. See on kahvatukollane või kollakaspruun pulber tihedusega 7,13 g/cm₃ ja sulamistemperatuuriga 2397 °C. See ei lahustu vees ja leelistes, kuid lahustub vähe happes. Temperatuuril 2000 °C ja rõhul 15 MPa saab tseeriumoksiidi vesinikuga redutseerida, moodustadestseeriumtrioksiidTemperatuuril vahemikus 2000 °C kuni rõhul üle 5 MPa on tseeriumoksiidil kollakas-punakas, mõnikord roosa värvus. Seda kasutatakse poleerimismaterjalina, katalüsaatorina, katalüsaatori kandjana (lisandina), UV-kiirguse absorbeerijana, kütuseelementide elektrolüüdina, autode heitgaaside absorbeerijana ja elektroonikakeraamikana.
Ⅰ.Kasutusalad
Oksüdeerija. Orgaaniliste reaktsioonide katalüsaator. Haruldaste muldmetallide standard terase analüüsiks. Redokstiitrimise analüüs. Klaasi värvitustamine. Klaasiemaili päikesekaitsekreem. Kuumuskindel sulam.
Kasutatakse lisandina klaasitööstuses, lihvimismaterjalina klaasplaatidele ja kosmeetikas UV-inhibiitorina. Seda on laiendatud, et hõlmata prilliklaasi, optiliste läätsede ja elektronkiiretorude poleerimist, pakkudes värvitooni eemaldamist, selitamist ning ultraviolett- ja elektronkiirte neeldumist.
Haruldaste muldmetallide mõju
1. Haruldased muldmetallidPoleerivad efektid
Haruldaste muldmetallide poleerimispulbrid pakuvad eeliseid kiire poleerimiskiiruse, kõrge viimistluskvaliteedi ja pika kasutusea näol. Võrreldes traditsiooniliste raudoksiidist poleerimispulbritega on need keskkonnasõbralikud ja saasteainetest kergesti eemaldatavad.Tseeriumoksiidi poleerimispulbridsaab läätsesid poleerida ühe minutiga, samas kui raudoksiidi poleerimispulbrid võtaksid aega 30–60 minutit. Seetõttu pakuvad haruldaste muldmetallide poleerimispulbrid väikese annuse, kiire poleerimiskiiruse ja kõrge poleerimise efektiivsuse eeliseid. Need võivad parandada ka poleerimise kvaliteeti ja töökeskkonda. Haruldaste muldmetallide klaasist poleerimispulbrid on tavaliselt valmistatud tseeriumirikastest oksiididest. Tseeriumoksiid on äärmiselt tõhus poleerimissegu, kuna see suudab klaasi samaaegselt poleerida keemilise lagunemise ja mehaanilise hõõrdumise teel. Haruldaste muldmetallide tseeriumi poleerimispulbreid kasutatakse laialdaselt kaamerate, videokaamerate objektiivide, telerite pilditorude, prilliläätsede ja muude rakenduste poleerimisel. Minu riigis on kümneid haruldaste muldmetallide poleerimispulbri tehaseid, millest enam kui kümne tootmisvõimsus ületab 100 tonni. Hiina-välismaine ühisettevõte Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd. on üks minu riigi suurimaid haruldaste muldmetallide poleerimispulbri tootjaid, mille aastane tootmisvõimsus on 1200 tonni. Selle tooteid müüakse nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt.
2.Klaasi värvitustamine
Kogu klaas sisaldab raudoksiidi, mis võib klaasi sattuda klaasisegu toorainete, liiva, lubjakivi ja klaaskuuli kaudu. See esineb kahes vormis: kahevalentne raud, mis muudab klaasi tumesiniseks, ja kolmevalentne raud, mis muudab selle kollaseks. Värvusetus hõlmab kahevalentsete rauaioonide oksüdeerimist kolmevalentseks rauaks, kuna kolmevalentse raua intensiivsus on vaid kümnendiku võrra väiksem kui tema kahevalentse raua intensiivsus. Seejärel lisatakse värvikorrektor, et neutraliseerida värv heleroheliseks.
Klaasi värvitooni eemaldamiseks kasutatavad haruldased muldmetallid on peamiselt tseeriumoksiid ja neodüümoksiid. Haruldaste muldmetallide klaasist värvitooni eemaldajad asendavad traditsioonilisi valgeid arseeni sisaldavaid värvitooni eemaldajaid, parandades efektiivsust ja vältides samal ajal arseeni saastumist. Tseeriumoksiidi eelised klaasi värvitooni eemaldamisel on kõrge temperatuuri stabiilsus, madal hind ja nähtava valguse neeldumise puudumine.
3.Klaasi värvimine
Haruldaste muldmetallide ioonid omavad kõrgetel temperatuuridel stabiilseid ja erksaid värve ning neid kasutatakse vedelikele lisades mitmesuguste värviliste klaaside valmistamiseks. Haruldaste muldmetallide oksiidid, nagu neodüüm, praseodüüm, erbium ja tseerium, on suurepärased klaasivärvained. Kui nende värvainetega läbipaistev klaas neelab nähtavat valgust vahemikus 400–700 nanomeetrit, annab see kauneid värve. Neid värvilisi klaase saab kasutada lennunduse, navigatsiooni ja mitmesuguste transpordivahendite suunatulede katete loomiseks, samuti mitmesuguste tipptasemel kunstiliste kaunistuste valmistamiseks.
Kui sooda-lubjaklaasile ja pliiklaasile lisatakse neodüümoksiidi, sõltub klaasi värvuse sügavus paksusest, neodüümi sisaldusest ja valgusallika intensiivsusest. Õhuke klaas on kahvaturoosa, paksem klaas aga sinakaslilla. Seda nähtust nimetatakse neodüümdikroismiks. Praseodüümoksiid annab kroomile sarnase rohelise tooni. Fotokroomses klaasis ja kristallklaasis kasutatav erbiumoksiid annab roosa tooni. Tseeriumoksiid koos titaandioksiidiga loob kollase tooni. Praseodüümoksiidi ja neodüümoksiidi saab kasutada praseodüüm-neodüümmustas klaasis.
4. Haruldaste muldmetallide selitajad
Traditsioonilise arseenoksiidi asemel kasutatakse klaasi selitajana mullide ja värvainete jälgede eemaldamiseks tseeriumoksiidi. See on eriti efektiivne värvitute klaaspudelite tootmisel, mille tulemuseks on kristallvalge klaas, millel on suurepärane läbipaistvus, suurem klaasi tugevus ja parem kuumakindlus. See kõrvaldab ka arseeni saastumise keskkonnas ja klaasis endas.
Lisakstseeriumoksiidsaab lisada igapäevasele klaasile, näiteks arhitektuuri- ja autoklaasile ning kristallklaasile, et vähendada UV-läbilaskvust. See rakendus on laialdaselt kasutusele võetud Jaapanis ja Ameerika Ühendriikides. Elutaseme paranemisega minu riigis eeldatakse ka tugeva turu leidmist. Neodüümoksiid, mida lisatakse elektronkiiretoru klaasile, kõrvaldab punase valguse hajumise ja suurendab selgust. Haruldaste muldmetallide lisanditega spetsiaalsed klaasid hõlmavad järgmist: lantaanklaas, millel on kõrge murdumisnäitaja ja madal hajuvus, on laialdaselt kasutusel mitmesuguste objektiivide ja täiustatud kaamera- ja videokaameraobjektiivide valmistamisel, eriti kõrgmäestikufotograafia seadmete puhul; tseeriumkiirguskindel klaas, mida kasutatakse autoklaasis ja teleriklaasis; ja neodüümklaas, mis on ideaalne materjal suurte laserite jaoks, peamiselt kontrollitud tuumasünteesiseadmetes.