Om uorganiske materialer – Ceriumoxid
Ceriumoxider et uorganisk stof med den kemiske formel CeO₂. Det er et lysegult eller gulbrunt pulver med en densitet på 7,13 g/cm₃ og et smeltepunkt på 2397°C. Det er uopløseligt i vand og alkali, men let opløseligt i syre. Ved 2000°C og 15 MPa kan ceriumoxid reduceres med hydrogen for at producereceriumtrioxidVed temperaturer mellem 2000 °C og tryk over 5 MPa udviser ceriumoxid en gullig-rødlig, undertiden lyserød, farve. Det bruges som poleringsmateriale, katalysator, katalysatorbærer (additiv), UV-absorber, brændselscelleelektrolyt, udstødningsabsorber til biler og elektronisk keramik.
Ⅰ.Anvendelser
Oxidant. Katalysator til organiske reaktioner. Standard for sjældne jordarters metaller til stålanalyse. Redox-titreringsanalyse. Affarvning af glas. Solcreme til glasemalje. Varmebestandig legering.
Bruges som tilsætningsstof i glasindustrien, som slibemateriale til spejlglas og i kosmetik som UV-hæmmer. Det er blevet udvidet til at omfatte polering af brilleglas, optiske linser og katodestrålerør, hvilket giver affarvning, klaring og absorption af ultraviolette stråler og elektronstråler.
Ⅱ. Sjældne jordarters effekter
1. Sjælden jordPoleringseffekter
Sjældne jordartspoleringspulvere tilbyder fordelene ved hurtig poleringshastighed, høj finishkvalitet og lang levetid. Sammenlignet med traditionelle jernoxidpoleringspulvere er de miljøvenlige og nemme at fjerne fra forurenende stoffer.Ceriumoxid poleringspulverkan polere linser på et minut, mens poleringspulver af jernoxid tager 30 til 60 minutter. Derfor tilbyder poleringspulver af sjældne jordarter fordelene ved lav dosering, hurtig poleringshastighed og høj poleringseffektivitet. De kan også forbedre poleringskvaliteten og driftsmiljøet. Poleringspulver af sjældne jordarters glas er typisk lavet af ceriumrige oxider. Ceriumoxid er en ekstremt effektiv poleringsforbindelse, fordi den kan polere glas samtidigt gennem kemisk nedbrydning og mekanisk friktion. Poleringspulver af sjældne jordarters cerium anvendes i vid udstrækning til polering af kameraer, videokameraobjektiver, tv-billedrør, brilleglas og andre anvendelser. Mit land har snesevis af fabrikker til poleringspulver af sjældne jordarter, med over ti med en produktionskapacitet på over 100 tons. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., et kinesisk-udenlandsk joint venture, er en af mit lands største producenter af poleringspulver af sjældne jordarter med en årlig produktionskapacitet på 1.200 tons. Virksomhedens produkter sælges indenlandsk og internationalt.
2. Affarvning af glas
Alt glas indeholder jernoxid, som kan indføres i glasset gennem råmaterialer, sand, kalksten og glasskår i glasblandingen. Det findes i to former: divalent jern, som gør glasset mørkeblåt, og trivalent jern, som gør det gult. Affarvning involverer oxidation af de divalente jernioner til trivalent jern, da trivalent jern kun har en tiendedel af intensiteten af dets divalente modstykke. En farvekorrigerer tilsættes derefter for at neutralisere farven til en lysegrøn.
De sjældne jordarter, der anvendes til affarvning af glas, er primært ceriumoxid og neodymoxid. Affarvningsmidler til sjældne jordarters glas erstatter traditionelle affarvningsmidler til hvid arsen, hvilket forbedrer effektiviteten og undgår arsenforurening. Ceriumoxid har fordelene ved høj temperaturstabilitet, lave omkostninger og ikke-absorption af synligt lys til affarvning af glas.
3.Glasfarvning
Sjældne jordarters ioner udviser stabile, levende farver ved høje temperaturer og bruges til at skabe forskellige farvede glasarter ved at tilsætte dem til væsker. Sjældne jordarters oxider såsom neodym, praseodym, erbium og cerium er fremragende glasfarvestoffer. Når transparent glas med disse farvestoffer absorberer synligt lys mellem 400 og 700 nanometer, udviser det smukke farver. Disse farvede glastyper kan bruges til at skabe indikatorlysdæksler til luftfart, navigation og forskellige transportmidler, samt forskellige kunstneriske dekorationer i høj kvalitet.
Når neodymoxid tilsættes natronkalk og blyglas, afhænger glassets farvedybde af tykkelsen, neodymindholdet og lyskildens intensitet. Tyndt glas fremstår lyserosa, mens tykkere glas fremstår blålig-lilla. Dette fænomen er kendt som neodymdikroisme. Praseodymoxid producerer en grøn farve, der ligner krom. Erbiumoxid, der anvendes i fotokrom glas og krystalglas, producerer en lyserød nuance. Ceriumoxid kombineret med titandioxid skaber en gul nuance. Praseodymoxid og neodymoxid kan anvendes i praseodym-neodym sort glas.
4. Sjældne jordarters klarningsmidler
Ceriumoxid bruges i stedet for traditionel arsenoxid som et glasklarningsmiddel til at fjerne bobler og spor af farvestoffer. Dette er især effektivt til fremstilling af farveløse glasflasker, hvilket resulterer i et krystalhvidt glas med fremragende gennemsigtighed, forbedret glasstyrke og forbedret varmebestandighed. Det eliminerer også arsenforurening af miljøet og selve glasset.
Derudover,ceriumoxidkan tilsættes hverdagsglas, såsom arkitektonisk glas og bilglas, samt krystalglas, for at reducere UV-transmission. Denne anvendelse er blevet bredt anvendt i Japan og USA. Med forbedringen af levestandarden i mit land forventes det også at finde et stærkt marked. Neodymoxid, tilsat katodestrålerørsglas, eliminerer spredning af rødt lys og forbedrer klarheden. Specialglas med tilsætninger af sjældne jordarter omfatter: lanthanumglas, med sit høje brydningsindeks og lave spredning, bruges i vid udstrækning i fremstillingen af forskellige linser og avancerede kamera- og videokameralinser, især dem til fotograferingsudstyr i stor højde; ceriumstrålingsbeskyttet glas, der bruges i bilglas og fjernsynsglas; og neodymglas, et ideelt materiale til store lasere, primært i kontrollerede nukleare fusionsanordninger.