เกี่ยวกับวัสดุอนินทรีย์ – เซเรียมออกไซด์
เซเรียมออกไซด์เซเรียมออกไซด์เป็นสารอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมี CeO₂ เป็นผงสีเหลืองอ่อนหรือเหลืองน้ำตาล มีความหนาแน่น 7.13 กรัม/ซม³ และจุดหลอมเหลว 2397°C ไม่ละลายในน้ำและด่าง แต่ละลายได้เล็กน้อยในกรด ที่อุณหภูมิ 2000°C และความดัน 15 MPa เซเรียมออกไซด์สามารถถูกรีดิวซ์ด้วยไฮโดรเจนเพื่อผลิต...เซเรียมไตรออกไซด์ที่อุณหภูมิระหว่าง 2000°C และความดันสูงกว่า 5 MPa เซเรียมออกไซด์จะมีสีเหลืองอมแดง บางครั้งก็เป็นสีชมพู มีการนำไปใช้เป็นวัสดุขัดเงา ตัวเร่งปฏิกิริยา สารรองรับตัวเร่งปฏิกิริยา (สารเติมแต่ง) สารดูดซับรังสียูวี อิเล็กโทรไลต์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิง สารดูดซับไอเสียรถยนต์ และเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์
Ⅰ.การใช้งาน
สารออกซิไดซ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาอินทรีย์ โลหะหายากมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์เหล็ก การวิเคราะห์ไทเทรตแบบรีดอกซ์ สารฟอกสีแก้ว สารกันแดดเคลือบแก้ว โลหะผสมทนความร้อน
ใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมแก้ว เป็นวัสดุขัดเงาสำหรับกระจกแผ่น และในเครื่องสำอางเป็นสารยับยั้งรังสียูวี นอกจากนี้ยังมีการขยายการใช้งานไปถึงการขัดเงากระจกแว่นตา เลนส์ออปติคอล และหลอดรังสีแคโทด โดยให้ผลลัพธ์ในการลดสี เพิ่มความใส และดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและลำแสงอิเล็กตรอน
Ⅱ. ผลกระทบของธาตุหายาก
1. ธาตุหายากเอฟเฟ็กต์การขัดเงา
ผงขัดเงาจากธาตุหายากมีข้อดีคือ ขัดเงาได้เร็ว คุณภาพผิวงานสูง และอายุการใช้งานยาวนาน เมื่อเทียบกับผงขัดเงาจากเหล็กออกไซด์แบบดั้งเดิมแล้ว ผงขัดเงาจากธาตุหายากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและกำจัดสิ่งสกปรกออกได้ง่ายกว่าผงขัดเงาเซเรียมออกไซด์ผงขัดเงาจากธาตุหายากสามารถขัดเลนส์ได้ภายในหนึ่งนาที ในขณะที่ผงขัดเงาจากเหล็กออกไซด์จะใช้เวลา 30 ถึง 60 นาที ดังนั้น ผงขัดเงาจากธาตุหายากจึงมีข้อดีคือใช้ปริมาณน้อย ขัดเงาได้เร็ว และมีประสิทธิภาพในการขัดเงาสูง นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงคุณภาพการขัดเงาและสภาพแวดล้อมในการทำงานได้อีกด้วย ผงขัดเงาแก้วจากธาตุหายากมักทำจากออกไซด์ที่อุดมด้วยซีเรียม ออกไซด์ของซีเรียมเป็นสารประกอบขัดเงาที่มีประสิทธิภาพสูงมาก เนื่องจากสามารถขัดแก้วได้พร้อมกันทั้งโดยการสลายตัวทางเคมีและการเสียดสีเชิงกล ผงขัดเงาซีเรียมจากธาตุหายากถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขัดกล้องถ่ายรูป เลนส์กล้องวิดีโอ หลอดภาพโทรทัศน์ เลนส์แว่นตา และการใช้งานอื่นๆ ประเทศของฉันมีโรงงานผลิตผงขัดเงาจากธาตุหายากหลายสิบแห่ง โดยกว่าสิบแห่งมีกำลังการผลิตเกิน 100 ตัน บริษัท Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd. ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่างจีนและต่างประเทศ เป็นหนึ่งในผู้ผลิตผงขัดเงาจากธาตุหายากรายใหญ่ที่สุดของประเทศ โดยมีกำลังการผลิตต่อปี 1,200 ตัน ผลิตภัณฑ์ของบริษัทจำหน่ายทั้งในประเทศและต่างประเทศ
2. การกำจัดสีออกจากกระจก
แก้วทุกชนิดมีส่วนประกอบของเหล็กออกไซด์ ซึ่งอาจปนเปื้อนเข้ามาในแก้วได้จากวัตถุดิบ เช่น ทราย หินปูน และเศษแก้วในกระบวนการผลิต เหล็กออกไซด์มีอยู่สองรูปแบบ คือ เหล็กไดวาเลนต์ ซึ่งทำให้แก้วมีสีน้ำเงินเข้ม และเหล็กไตรวาเลนต์ ซึ่งทำให้แก้วมีสีเหลือง กระบวนการลดสีเกี่ยวข้องกับการออกซิไดซ์ไอออนของเหล็กไดวาเลนต์ให้กลายเป็นเหล็กไตรวาเลนต์ เนื่องจากเหล็กไตรวาเลนต์มีความเข้มข้นเพียงหนึ่งในสิบของเหล็กไดวาเลนต์ จากนั้นจึงเติมสารปรับสีเพื่อทำให้สีเป็นกลางและมีสีเขียวอ่อน
ธาตุหายากที่ใช้ในการฟอกสีแก้วส่วนใหญ่คือซีเรียมออกไซด์และนีโอไดเมียมออกไซด์ สารฟอกสีแก้วจากธาตุหายากเข้ามาแทนที่สารฟอกสีแก้วสีขาวแบบดั้งเดิมที่มีสารหนูเป็นส่วนประกอบ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของสารหนู ซีเรียมออกไซด์มีข้อดีคือมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ต้นทุนต่ำ และไม่ดูดซับแสงที่มองเห็นได้ จึงเหมาะสำหรับการฟอกสีแก้ว
3.การระบายสีแก้ว
ไอออนของธาตุหายากแสดงสีสันสดใสและคงตัวที่อุณหภูมิสูง และถูกนำมาใช้สร้างแก้วสีต่างๆ โดยการเติมลงในของเหลว ออกไซด์ของธาตุหายาก เช่น นีโอดีเมียม พราซีโอดีเมียม เออร์เบียม และซีเรียม เป็นสารให้สีแก้วที่ดีเยี่ยม เมื่อแก้วใสที่มีสารให้สีเหล่านี้ดูดซับแสงที่มองเห็นได้ในช่วง 400 ถึง 700 นาโนเมตร จะแสดงสีสันที่สวยงาม แก้วสีเหล่านี้สามารถนำไปใช้สร้างฝาครอบไฟแสดงสถานะสำหรับการบิน การนำทาง และยานพาหนะขนส่งต่างๆ รวมถึงของตกแต่งศิลปะชั้นสูงต่างๆ ได้อีกด้วย
เมื่อเติมนีโอไดเมียมออกไซด์ลงในแก้วโซดาไลม์และแก้วตะกั่ว ความเข้มของสีแก้วจะขึ้นอยู่กับความหนา ปริมาณนีโอไดเมียม และความเข้มของแหล่งกำเนิดแสง แก้วบางจะมีสีชมพูอ่อน ในขณะที่แก้วหนาจะมีสีม่วงอมน้ำเงิน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า นีโอไดเมียมไดโครอิซึม พราซีโอไดเมียมออกไซด์จะให้สีเขียวคล้ายกับโครเมียม เออร์เบียมออกไซด์ซึ่งใช้ในแก้วโฟโตโครมิกและแก้วคริสตัลจะให้สีชมพู เซเรียมออกไซด์ที่ผสมกับไทเทเนียมไดออกไซด์จะให้สีเหลือง พราซีโอไดเมียมออกไซด์และนีโอไดเมียมออกไซด์สามารถใช้ในแก้วดำพราซีโอไดเมียม-นีโอไดเมียมได้
4. สารทำให้ใสที่มีธาตุหายาก
แทนที่สารหนูออกไซด์แบบดั้งเดิม มีการใช้ซีเรียมออกไซด์เป็นสารทำให้แก้วใสเพื่อกำจัดฟองอากาศและสารให้สีที่ตกค้าง วิธีนี้มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการผลิตขวดแก้วไร้สี ทำให้ได้แก้วสีขาวใสที่มีความโปร่งใสดีเยี่ยม แข็งแรงขึ้น และทนความร้อนได้ดีขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยกำจัดมลพิษจากสารหนูต่อสิ่งแวดล้อมและตัวแก้วเองด้วย
นอกจากนี้เซเรียมออกไซด์สามารถเติมลงในกระจกทั่วไป เช่น กระจกสำหรับงานสถาปัตยกรรมและยานยนต์ รวมถึงกระจกคริสตัล เพื่อลดการส่งผ่านรังสียูวี การใช้งานนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา และด้วยการพัฒนาคุณภาพชีวิตในประเทศของฉัน คาดว่าจะพบตลาดที่แข็งแกร่งเช่นกัน นีโอไดเมียมออกไซด์ที่เติมลงในกระจกหลอดภาพรังสีเอกซ์ ช่วยลดการกระจายแสงสีแดงและเพิ่มความคมชัด กระจกชนิดพิเศษที่เติมธาตุหายาก ได้แก่ กระจกแลนทานัม ซึ่งมีดัชนีหักเหสูงและการกระจายแสงต่ำ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเลนส์ต่างๆ และเลนส์กล้องและกล้องวิดีโอขั้นสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ถ่ายภาพในที่สูง กระจกกันรังสีซีเรียม ใช้ในกระจกรถยนต์และกระจกโทรทัศน์ และกระจกนีโอไดเมียม ซึ่งเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเลเซอร์ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ควบคุมการหลอมรวมนิวเคลียร์