درباره مواد معدنی - اکسید سریم
اکسید سریمیک ماده معدنی با فرمول شیمیایی CeO₂ است. این ماده پودری به رنگ زرد کمرنگ یا قهوهای مایل به زرد با چگالی 7.13 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه ذوب 2397 درجه سانتیگراد است. در آب و قلیا نامحلول است، اما در اسید کمی محلول است. در دمای 2000 درجه سانتیگراد و فشار 15 مگاپاسکال، اکسید سریم را میتوان با هیدروژن کاهش داد تا ...تری اکسید سریمدر دمای بین ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد و فشارهای بالاتر از ۵ مگاپاسکال، اکسید سریم رنگی زرد-قرمز و گاهی صورتی از خود نشان میدهد. این ماده به عنوان ماده صیقلدهنده، کاتالیزور، حامل کاتالیزور (افزودنی)، جاذب اشعه ماوراء بنفش، الکترولیت پیل سوختی، جاذب اگزوز خودرو و سرامیکهای الکترونیکی استفاده میشود.
۱. موارد استفاده
اکسیدان. کاتالیزور برای واکنشهای آلی. استاندارد فلزات خاکی کمیاب برای آنالیز فولاد. آنالیز تیتراسیون اکسایش-کاهش. رنگزدایی شیشه. لعاب شیشهای ضد آفتاب. آلیاژ مقاوم در برابر حرارت.
به عنوان افزودنی در صنعت شیشه، به عنوان ماده ساینده برای شیشه بشقاب و در لوازم آرایشی به عنوان مهارکننده اشعه ماوراء بنفش استفاده میشود. این ماده گسترش یافته است تا شامل صیقل دادن شیشه عینک، لنزهای اپتیکی و لامپهای اشعه کاتدی نیز بشود و رنگزدایی، شفافسازی و جذب پرتوهای فرابنفش و الکترون را فراهم کند.
۲. اثرات عناصر کمیاب
۱. عناصر کمیاب زمیناثرات صیقلکاری
پودرهای صیقلدهندهی عناصر کمیاب مزایای سرعت بالای صیقلدهی، کیفیت بالای پرداخت و طول عمر بالا را ارائه میدهند. در مقایسه با پودرهای صیقلدهندهی اکسید آهن سنتی، این پودرها سازگار با محیط زیست هستند و به راحتی از آلودگیها پاک میشوند.پودرهای جلا دهنده اکسید سریممیتواند لنزها را در یک دقیقه صیقل دهد، در حالی که پودرهای صیقل اکسید آهن 30 تا 60 دقیقه طول میکشد. بنابراین، پودرهای صیقل عناصر خاکی کمیاب مزایای دوز کم، سرعت صیقل سریع و راندمان بالای صیقل را ارائه میدهند. آنها همچنین میتوانند کیفیت صیقل و محیط عملیاتی را بهبود بخشند. پودرهای صیقل شیشه عناصر خاکی کمیاب معمولاً از اکسیدهای غنی از سریم ساخته میشوند. اکسید سریم یک ترکیب صیقل بسیار مؤثر است زیرا میتواند شیشه را به طور همزمان از طریق تجزیه شیمیایی و اصطکاک مکانیکی صیقل دهد. پودرهای صیقل عناصر خاکی کمیاب به طور گسترده در صیقل دادن دوربینها، لنزهای دوربین فیلمبرداری، لامپهای تصویر تلویزیون، لنزهای عینک و سایر کاربردها استفاده میشوند. کشور من دهها کارخانه پودر صیقل عناصر خاکی کمیاب دارد که بیش از ده کارخانه ظرفیت تولید بیش از 100 تن دارند. شرکت پودر صیقل عناصر خاکی کمیاب بائوتو تیانجیائو چینگمی، یک سرمایهگذاری مشترک چینی-خارجی، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان پودر صیقل عناصر خاکی کمیاب در کشور من است که ظرفیت تولید سالانه 1200 تن را دارد. محصولات آن در داخل و خارج از کشور به فروش میرسد.
۲. رنگزدایی شیشه
تمام شیشهها حاوی اکسید آهن هستند که میتواند از طریق مواد اولیه، ماسه، سنگ آهک و خرده شیشه موجود در دسته شیشه، به شیشه وارد شود. این ماده به دو شکل وجود دارد: آهن دو ظرفیتی که شیشه را به رنگ آبی تیره تبدیل میکند و آهن سه ظرفیتی که آن را به رنگ زرد در میآورد. رنگزدایی شامل اکسیداسیون یونهای آهن دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی است، زیرا آهن سه ظرفیتی تنها یک دهم شدت آهن دو ظرفیتی خود را دارد. سپس یک اصلاحکننده رنگ برای خنثی کردن رنگ به سبز روشن اضافه میشود.
عناصر خاکی کمیاب مورد استفاده برای رنگزدایی شیشه، عمدتاً اکسید سریم و اکسید نئودیمیم هستند. رنگزداهای شیشهای خاکی کمیاب جایگزین رنگزداهای سنتی آرسنیک سفید میشوند و ضمن جلوگیری از آلودگی آرسنیک، راندمان را بهبود میبخشند. اکسید سریم مزایای پایداری در دمای بالا، هزینه کم و عدم جذب نور مرئی را برای رنگزدایی شیشه دارد.
3.رنگآمیزی شیشه
یونهای عناصر خاکی کمیاب در دماهای بالا رنگهای پایدار و پر جنب و جوشی از خود نشان میدهند و با افزودن آنها به مایعات، برای ایجاد شیشههای رنگی مختلف استفاده میشوند. اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب مانند نئودیمیم، پرازئودیمیم، اربیوم و سریم رنگدهندههای شیشهای عالی هستند. وقتی شیشه شفاف با این رنگدهندهها نور مرئی بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را جذب میکند، رنگهای زیبایی از خود نشان میدهد. این شیشههای رنگی را میتوان برای ایجاد پوششهای چراغ نشانگر برای هوانوردی، ناوبری و وسایل نقلیه مختلف حمل و نقل و همچنین تزئینات هنری سطح بالا استفاده کرد.
وقتی اکسید نئودیمیوم به شیشه سودا-آهک و سربی اضافه میشود، عمق رنگ شیشه به ضخامت، میزان نئودیمیوم و شدت منبع نور بستگی دارد. شیشه نازک به رنگ صورتی کمرنگ و شیشه ضخیمتر به رنگ بنفش مایل به آبی دیده میشود. این پدیده به عنوان دورنگنمایی نئودیمیوم شناخته میشود. اکسید پراسئودیمیوم، رنگی سبز شبیه به کروم ایجاد میکند. اکسید اربیم که در شیشه فتوکرومیک و شیشه کریستالی استفاده میشود، رنگی صورتی ایجاد میکند. اکسید سریم در ترکیب با دیاکسید تیتانیوم، رنگی زرد ایجاد میکند. اکسید پراسئودیمیوم و اکسید نئودیمیوم را میتوان در شیشه مشکی پراسئودیمیوم-نئودیمیوم استفاده کرد.
۴. زلالسازهای عناصر نادر خاکی
اکسید سریم، به جای اکسید آرسنیک سنتی، به عنوان شفافکننده شیشه برای حذف حبابها و عناصر رنگی جزئی استفاده میشود. این امر به ویژه در تولید بطریهای شیشهای بیرنگ مؤثر است و منجر به شیشهای سفید کریستالی با شفافیت عالی، استحکام شیشهای افزایش یافته و مقاومت حرارتی بهبود یافته میشود. همچنین آلودگی آرسنیک را به محیط زیست و خود شیشه از بین میبرد.
علاوه بر این،اکسید سریممیتوان آن را به شیشههای روزمره، مانند شیشههای معماری و خودرو، و شیشههای کریستالی، برای کاهش انتقال اشعه ماوراء بنفش اضافه کرد. این کاربرد به طور گسترده در ژاپن و ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفته است. با بهبود استانداردهای زندگی در کشور من، انتظار میرود که بازار قویای نیز پیدا کند. اکسید نئودیمیوم، که به شیشه لامپ پرتو کاتدی اضافه میشود، پراکندگی نور قرمز را از بین میبرد و وضوح را افزایش میدهد. شیشههای مخصوص با افزودنیهای عناصر خاکی کمیاب عبارتند از: شیشه لانتانیم، با ضریب شکست بالا و پراکندگی کم، به طور گسترده در ساخت لنزهای مختلف و لنزهای دوربین و دوربین فیلمبرداری پیشرفته، به ویژه آنهایی که برای تجهیزات عکاسی در ارتفاعات بالا استفاده میشوند، استفاده میشود. شیشه ضد تابش سریم، که در شیشه خودرو و شیشه تلویزیون استفاده میشود. و شیشه نئودیمیوم، مادهای ایدهآل برای لیزرهای بزرگ، در درجه اول در دستگاههای همجوشی هستهای کنترلشده.