Szervetlen anyagokról – Cérium-oxid
Cérium-oxidegy szervetlen anyag, amelynek kémiai képlete CeO₂. Halványsárga vagy sárgásbarna por, sűrűsége 7,13 g/cm₃, olvadáspontja 2397 °C. Vízben és lúgokban oldhatatlan, de savakban kismértékben oldódik. 2000 °C-on és 15 MPa nyomáson a cérium-oxid hidrogénnel redukálható, így keletkezikcérium-trioxid2000°C közötti hőmérsékleten és 5 MPa feletti nyomáson a cerium-oxid sárgás-vöröses, néha rózsaszínű színt mutat. Polírozóanyagként, katalizátorként, katalizátorhordozóként (adalékanyagként), UV-elnyelőként, üzemanyagcella-elektrolitként, autóipari kipufogógáz-elnyelőként és elektronikus kerámiákban használják.
Ⅰ.Felhasználások
Oxidáns. Katalizátor szerves reakciókhoz. Ritkaföldfém-standard acélanalízishez. Redox titrálásos analízis. Üveg színtelenítése. Üvegzománc fényvédő. Hőálló ötvözet.
Adalékanyagként használják az üvegiparban, síküveg csiszolóanyagaként, valamint kozmetikumokban UV-gátlóként. Kibővítették alkalmazását szemüvegüvegek, optikai lencsék és katódsugárcsövek polírozására is, elszíntelenítve, tisztítva és elnyelve az ultraibolya és elektronsugarakat.
II. Ritkaföldfém-hatások
1. RitkaföldfémPolírozó hatások
A ritkaföldfém polírozó porok a gyors polírozási sebességet, a kiváló felületminőséget és a hosszú élettartamot kínálják. A hagyományos vas-oxid polírozó porokkal összehasonlítva környezetbarátak és könnyen eltávolíthatók a szennyeződésektől.Cérium-oxid polírozó porokegy perc alatt polírozhatja a lencséket, míg a vas-oxid polírozó porok 30-60 percet vesznek igénybe. Ezért a ritkaföldfém polírozó porok az alacsony dózis, a gyors polírozási sebesség és a magas polírozási hatékonyság előnyeit kínálják. Javíthatják a polírozás minőségét és a működési környezetet is. A ritkaföldfém üvegpolírozó porokat jellemzően cériumban gazdag oxidokból készítik. A cérium-oxid rendkívül hatékony polírozó vegyület, mivel kémiai bomlás és mechanikai súrlódás révén egyidejűleg képes polírozni az üveget. A ritkaföldfém cérium polírozó porokat széles körben használják kamerák, videokamera-lencsék, televíziók képcsövek, szemüveglencsék polírozásában és más alkalmazásokban. Országomban több tucat ritkaföldfém polírozó por gyár található, amelyek közül több mint tíz meghaladja a 100 tonnát a termelési kapacitásban. A Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., egy kínai-külföldi közös vállalat, országom egyik legnagyobb ritkaföldfém polírozó por gyártója, éves termelési kapacitása 1200 tonna. Termékeiket belföldön és külföldön is értékesítik.
2. Üveg elszíntelenítése
Minden üveg tartalmaz vas-oxidot, amely nyersanyagokból, homokból, mészkőből és üvegtörmelékből kerülhet az üvegbe. Két formában létezik: két vegyértékű vas, amely sötétkékre festi az üveget, és három vegyértékű vas, amely sárgára festi. A színtelenítés során a két vegyértékű vasionokat három vegyértékű vassá oxidálják, mivel a három vegyértékű vas intenzitása csak tized akkora, mint a két vegyértékű megfelelőjének. Ezután egy színkorrekciós anyagot adnak hozzá, hogy a színt világoszöldre semlegesítsék.
Az üveg színtelenítéséhez használt ritkaföldfémek elsősorban a cérium-oxid és a neodímium-oxid. A ritkaföldfém üveg színtelenítői felváltják a hagyományos fehér arzénes színtelenítőket, javítva a hatékonyságot, miközben elkerülik az arzénszennyeződést. A cérium-oxid előnyei közé tartozik a magas hőmérsékleti stabilitás, az alacsony költség és a látható fény nem abszorpciója az üveg színtelenítése során.
3.Üveg színezés
A ritkaföldfém-ionok stabil, élénk színeket mutatnak magas hőmérsékleten, és különféle színes üvegek előállítására használják folyadékokhoz adva őket. A ritkaföldfém-oxidok, mint például a neodímium, a prazeodímium, az erbium és a cérium, kiváló üvegszínezékek. Amikor az ezekkel a színezékekkel ellátott átlátszó üveg elnyeli a látható fényt 400 és 700 nanométer között, gyönyörű színeket mutat. Ezek a színes üvegek felhasználhatók jelzőfények borításának létrehozására repülésben, navigációban és különféle közlekedési járművekben, valamint különféle exkluzív művészi dekorációkhoz.
Amikor neodímium-oxidot adunk a nátrium-mész és az ólomüveghez, az üveg színmélysége a vastagságtól, a neodímium-tartalomtól és a fényforrás intenzitásától függ. A vékony üveg halvány rózsaszínű, míg a vastagabb üveg kékeslila színű. Ezt a jelenséget neodímium-dikroizmusnak nevezik. A prazeodímium-oxid a krómhoz hasonló zöld színt hoz létre. Az erbium-oxid, amelyet fotokróm üvegekben és kristályüvegekben használnak, rózsaszín árnyalatot hoz létre. A cerium-oxid titán-dioxiddal kombinálva sárga árnyalatot hoz létre. A prazeodímium-oxid és a neodímium-oxid használható prazeodímium-neodímium fekete üvegben.
4. Ritkaföldfém-tisztítók
A hagyományos arzén-oxid helyett cérium-oxidot használnak üvegtisztítóként a buborékok és a nyomokban előforduló színezőanyagok eltávolítására. Ez különösen hatékony színtelen üvegpalackok előállításánál, mivel kristályfehér üveget eredményez, kiváló átlátszósággal, fokozott üvegszilárdsággal és jobb hőállósággal. Emellett kiküszöböli a környezet és maga az üveg arzénszennyezését is.
Továbbá,cérium-oxidhozzáadható mindennapi üvegekhez, például építészeti és autóipari üveghez, valamint kristályüveghez az UV-áteresztő képesség csökkentése érdekében. Ez az alkalmazás széles körben elterjedt Japánban és az Egyesült Államokban. Hazámban az életszínvonal javulásával várhatóan erős piacra is talál. A katódsugárcső üvegéhez adott neodímium-oxid kiküszöböli a vörös fény szóródását és fokozza az átlátszóságot. A ritkaföldfém-adalékokkal készült speciális üvegek közé tartoznak: a lantánüveg, magas törésmutatójával és alacsony szórásával, széles körben használatos különféle lencsék és fejlett fényképezőgép- és videokamera-objektívek gyártásában, különösen a nagy magasságban használt fényképészeti berendezésekben; a cérium-sugárzásálló üveg, amelyet autóipari üvegekben és televíziós üvegekben használnak; és a neodímium üveg, amely ideális anyag nagy lézerekhez, elsősorban szabályozott magfúziós eszközökben.