Apie neorganines medžiagas – cerio oksidą
Cerio oksidasyra neorganinė medžiaga, kurios cheminė formulė yra CeO₂. Tai šviesiai geltoni arba gelsvai rudi milteliai, kurių tankis yra 7,13 g/cm₃, o lydymosi temperatūra – 2397 °C. Jis netirpsta vandenyje ir šarmuose, bet šiek tiek tirpsta rūgštyje. Esant 2000 °C temperatūrai ir 15 MPa slėgiui, cerio oksidas gali būti redukuojamas vandeniliu ir susidarocerio trioksidasEsant 2000 °C temperatūrai ir didesniam nei 5 MPa slėgiui, cerio oksidas įgauna gelsvai rausvą, kartais rausvą spalvą. Jis naudojamas kaip poliravimo medžiaga, katalizatorius, katalizatoriaus nešiklis (priedas), UV spindulių absorberis, kuro elementų elektrolitas, automobilių išmetamųjų dujų absorberis ir elektroninė keramika.
Ⅰ.Naudojimas
Oksidatorius. Organinių reakcijų katalizatorius. Retųjų žemių metalų standartas plieno analizei. Redokso titravimo analizė. Stiklo spalvos mažinimas. Stiklo emalio apsauga nuo saulės. Karščiui atsparus lydinys.
Naudojamas kaip priedas stiklo pramonėje, kaip šlifavimo medžiaga lakštiniam stiklui ir kosmetikoje kaip UV inhibitorius. Jo naudojimas išplėstas, įtraukiant akinių stiklo, optinių lęšių ir katodinių spindulių vamzdelių poliravimą, užtikrinant spalvos pašalinimą, skaidrinimą ir ultravioletinių bei elektronų spindulių absorbciją.
II. Retųjų žemių efektai
1. Retųjų žemių metalaiPoliravimo efektai
Retųjų žemių poliravimo milteliai pasižymi dideliu poliravimo greičiu, aukšta apdailos kokybe ir ilgu tarnavimo laiku. Palyginti su tradiciniais geležies oksido poliravimo milteliais, jie yra ekologiški ir lengvai pašalinami nuo teršalų.Cerio oksido poliravimo milteliaigali nupoliruoti lęšius per vieną minutę, o geležies oksido poliravimo milteliai užtruktų nuo 30 iki 60 minučių. Todėl retųjų žemių poliravimo milteliai pasižymi maža doze, dideliu poliravimo greičiu ir dideliu poliravimo efektyvumu. Jie taip pat gali pagerinti poliravimo kokybę ir darbo aplinką. Retųjų žemių stiklo poliravimo milteliai paprastai gaminami iš cerio turtingų oksidų. Cerio oksidas yra itin efektyvi poliravimo masė, nes ji gali vienu metu poliruoti stiklą cheminio skaidymosi ir mechaninės trinties būdu. Retųjų žemių cerio poliravimo milteliai plačiai naudojami fotoaparatų, vaizdo kamerų objektyvų, televizorių kineskopų, akinių lęšių ir kitose srityse poliruojant. Mano šalyje yra dešimtys retųjų žemių poliravimo miltelių gamyklų, iš kurių daugiau nei dešimties gamybos pajėgumai viršija 100 tonų. „Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd.“, Kinijos ir užsienio bendra įmonė, yra viena didžiausių retųjų žemių poliravimo miltelių gamintojų mano šalyje, kurios metinis gamybos pajėgumas siekia 1200 tonų. Jos produktai parduodami šalies viduje ir tarptautiniu mastu.
2. Stiklo spalvos pašalinimas
Visame stikle yra geležies oksido, kuris į stiklą gali patekti su žaliavomis, smėliu, kalkakmeniu ir stiklo šukėmis. Jis egzistuoja dviem pavidalais: dvivalentė geležis, kuri stiklą nudažo tamsiai mėlyna spalva, ir trivalentė geležis, kuri jį nudažo geltona spalva. Spalvos mažinimas apima dvivalentės geležies jonų oksidavimą iki trivalentės geležies, nes trivalentės geležies intensyvumas yra tik dešimtadalis jos dvivalentės geležies. Tada pridedama spalvos korektoriaus, kad spalva būtų neutralizuota iki šviesiai žalios.
Stiklo spalvos pašalinimui daugiausia naudojami retųjų žemių elementai yra cerio oksidas ir neodimio oksidas. Retųjų žemių stiklo spalvos pašalintojai pakeičia tradicinius baltojo arseno spalvos pašalintojus, pagerindami efektyvumą ir išvengdami arseno užteršimo. Cerio oksidas pasižymi aukšto temperatūros stabilumu, maža kaina ir matomos šviesos neabsorbcija stiklo spalvos pašalinimui.
3.Stiklo dažymas
Retųjų žemių jonai aukštoje temperatūroje pasižymi stabiliomis, ryškiomis spalvomis ir yra naudojami įvairių spalvų stiklui gaminti, įdedant juos į skysčius. Retųjų žemių oksidai, tokie kaip neodimas, praseodimas, erbis ir ceris, yra puikūs stiklo dažikliai. Kai skaidrus stiklas su šiais dažikliais sugeria matomą šviesą nuo 400 iki 700 nanometrų, jis išgauna gražias spalvas. Šie spalvoti stiklai gali būti naudojami aviacijos, navigacijos ir įvairių transporto priemonių indikatorių šviestuvų gaubtams, taip pat įvairioms aukštos klasės meninėms dekoracijoms kurti.
Kai į natrio kalkių ir švino stiklą pridedama neodimio oksido, stiklo spalvos gylis priklauso nuo storio, neodimio kiekio ir šviesos šaltinio intensyvumo. Plonas stiklas atrodo šviesiai rausvas, o storesnis – melsvai violetinis. Šis reiškinys žinomas kaip neodimio dichroizmas. Prazeodimio oksidas suteikia žalią spalvą, panašią į chromo. Erbio oksidas, naudojamas fotochrominiame stikle ir krištolo stikle, suteikia rausvą atspalvį. Cerio oksidas kartu su titano dioksidu sukuria geltoną atspalvį. Prazeodimio oksidas ir neodimio oksidas gali būti naudojami praseodimio-neodimio juodame stikle.
4. Retųjų žemių skaidrintuvai
Cerio oksidas, vietoj tradicinio arseno oksido, naudojamas kaip stiklo skaidriklis burbuliukams ir dažančiųjų elementų pėdsakams pašalinti. Tai ypač efektyvu gaminant bespalvius stiklinius butelius, todėl gaunamas krištolo baltumo stiklas, pasižymintis puikiu skaidrumu, padidintu stiklo stiprumu ir atsparumu karščiui. Tai taip pat pašalina arseno taršą aplinkoje ir pačiame stikle.
Be to,cerio oksidasgali būti dedamas į kasdienį stiklą, pavyzdžiui, architektūrinį ir automobilių stiklą, bei krištolinį stiklą, siekiant sumažinti UV spindulių pralaidumą. Ši paskirtis plačiai pritaikyta Japonijoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose. Pagerėjus gyvenimo lygiui mano šalyje, tikimasi, kad ji taip pat ras didelę rinką. Neodimio oksidas, dedamas į katodinių spindulių vamzdelių stiklą, pašalina raudonos šviesos sklaidą ir pagerina skaidrumą. Specializuoti stiklai su retųjų žemių priedais: lantano stiklas, pasižymintis dideliu lūžio rodikliu ir maža sklaida, plačiai naudojamas įvairių lęšių ir pažangių fotoaparatų bei vaizdo kamerų lęšių, ypač skirtų didelio aukščio fotografijos įrangai, gamyboje; cerio spinduliuotei atsparus stiklas, naudojamas automobilių stikle ir televizorių stikle; ir neodimio stiklas – ideali medžiaga dideliems lazeriams, daugiausia valdomuose branduolių sintezės įrenginiuose.