Бейорганикалық материалдар туралы – церий оксиді
Церий оксидіCeO₂ химиялық формуласы бар бейорганикалық зат. Ол тығыздығы 7,13 г/см₃ және балқу температурасы 2397°C болатын бозғылт сары немесе сарғыш-қоңыр ұнтақ. Ол суда және сілтіде ерімейді, бірақ қышқылда аздап ериді. 2000°C және 15 МПа температурада церий оксидін сутегімен тотықсыздандырып,церий триоксиді2000°C және 5 МПа жоғары қысым аралығындағы температурада церий оксиді сарғыш-қызыл, кейде қызғылт түс көрсетеді. Ол жылтыратқыш материал, катализатор, катализатор тасымалдаушысы (қоспа), ультракүлгін сәулелерді сіңіргіш, отын элементінің электролиті, автомобиль шығарындыларын сіңіргіш және электрондық керамика ретінде қолданылады.
Ⅰ. Қолданылуы
Тотықтырғыш. Органикалық реакцияларға катализатор. Болат талдауына арналған сирек кездесетін жер металдарының стандарты. Тотығу-тотықсыздану титрлеу талдауы. Әйнекті түссіздендіру. Әйнек эмаліне арналған күннен қорғайтын крем. Ыстыққа төзімді қорытпа.
Шыны өнеркәсібінде қоспа ретінде, пластиналы әйнекті ұнтақтау материалы ретінде және косметикада ультракүлгін сәуле ингибиторы ретінде қолданылады. Ол ультракүлгін және электронды сәулелерді түссіздендіруді, мөлдірлендіруді және сіңіруді қамтамасыз ететін көзілдірік әйнегін, оптикалық линзаларды және катодтық сәуле түтіктерін жылтыратуды қамтитындай кеңейтілді.
Ⅱ. Сирек кездесетін жердің әсері
1. Сирек кездесетін жерЖылтырату әсерлері
Сирек кездесетін жер металдарын жылтырату ұнтақтары жылдам жылтырату жылдамдығы, жоғары өңдеу сапасы және ұзақ қызмет ету мерзімі сияқты артықшылықтарды ұсынады. Дәстүрлі темір оксидін жылтырату ұнтақтарымен салыстырғанда, олар экологиялық таза және ластаушы заттардан оңай тазартылады.Церий оксидін жылтырату ұнтақтарылинзаларды бір минут ішінде жылтырата алады, ал темір оксиді жылтыратқыш ұнтақтары 30-дан 60 минутқа дейін уақыт алады. Сондықтан, сирек кездесетін жер жылтыратқыш ұнтақтары төмен дозалау, жылдам жылтырату жылдамдығы және жоғары жылтырату тиімділігінің артықшылықтарын ұсынады. Олар сондай-ақ жылтырату сапасын және жұмыс ортасын жақсарта алады. Сирек кездесетін жер шыны жылтыратқыш ұнтақтары әдетте церийге бай оксидтерден жасалады. Церий оксиді өте тиімді жылтыратқыш қосылыс болып табылады, себебі ол химиялық ыдырау және механикалық үйкеліс арқылы әйнекті бір уақытта жылтырата алады. Сирек кездесетін жер церий жылтыратқыш ұнтақтары жылтырату камераларында, бейнекамера линзаларында, теледидарлық сурет түтіктерінде, көзілдірік линзаларында және басқа да қолданбаларда кеңінен қолданылады. Менің елімде ондаған сирек кездесетін жер жылтыратқыш ұнтақтарын шығаратын зауыттар бар, олардың оннан астам өндірістік қуаты 100 тоннадан асады. Қытай-шетел бірлескен кәсіпорны Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd. - менің елімдегі ең ірі сирек кездесетін жер жылтыратқыш ұнтақтарын өндірушілердің бірі, жылдық өндіріс қуаты 1200 тонна. Оның өнімдері ел ішінде және халықаралық деңгейде сатылады.
2. Шыны түссіздендіру
Барлық әйнектің құрамында темір оксиді бар, ол шыныға шикізат, құм, әктас және шыны партиясындағы куллет арқылы енуі мүмкін. Ол екі түрде болады: әйнекті қою көк түске айналдыратын екі валентті темір және оны сары түске айналдыратын үш валентті темір. Түссіздендіру екі валентті темір иондарын үш валентті темірге дейін тотықтыруды қамтиды, себебі үш валентті темірдің қарқындылығы екі валентті темірдің қарқындылығының оннан бір бөлігіне ғана тең. Содан кейін түсті ашық жасыл түске бейтараптандыру үшін түс түзеткіші қосылады.
Шыны түссіздендіру үшін қолданылатын сирек кездесетін жер элементтері негізінен церий оксиді және неодим оксиді болып табылады. Сирек кездесетін жер шыны түссіздендіру құралдары дәстүрлі ақ мышьяк түссіздендіру құралдарын ауыстырады, бұл тиімділікті арттыра отырып, мышьяктың ластануын болдырмайды. Церий оксидінің жоғары температуралық тұрақтылық, төмен баға және шыны түссіздендіру үшін көрінетін жарықты сіңірмеу артықшылықтары бар.
3.Әйнекті бояу
Сирек кездесетін жер иондары жоғары температурада тұрақты, жарқын түстер көрсетеді және оларды сұйықтықтарға қосу арқылы әртүрлі түсті әйнектер жасау үшін қолданылады. Неодим, празеодим, эрбий және церий сияқты сирек кездесетін жер оксидтері тамаша шыны бояғыштары болып табылады. Бұл бояғыштары бар мөлдір әйнек 400-ден 700 нанометрге дейінгі көрінетін жарықты сіңіргенде, ол әдемі түстер көрсетеді. Бұл түрлі-түсті әйнектерді авиация, навигация және әртүрлі көлік құралдары үшін индикатор шамдарының қақпақтарын, сондай-ақ әртүрлі жоғары деңгейлі көркемдік әшекейлерді жасау үшін пайдалануға болады.
Неодим оксидін сода-әк және қорғасын шынысына қосқанда, шыны түсінің тереңдігі қалыңдығына, неодимнің мөлшеріне және жарық көзінің қарқындылығына байланысты. Жұқа шыны бозғылт қызғылт түсті, ал қалың шыны көкшіл-күлгін түсті болып көрінеді. Бұл құбылыс неодим дихроизмі деп аталады. Празеодим оксиді хромға ұқсас жасыл түс береді. Фотохромды шыны мен кристалды шыныда қолданылатын эрбий оксиді қызғылт реңк береді. Церий оксиді титан диоксидімен бірге сары реңк жасайды. Празеодим оксиді мен неодим оксидін празеодим-неодим қара шынысында қолдануға болады.
4. Сирек кездесетін жер тазартқыштары
Дәстүрлі мышьяк оксидінің орнына церий оксиді көпіршіктер мен іздік бояғыш элементтерді кетіру үшін шыны мөлдірлегіш ретінде қолданылады. Бұл әсіресе түссіз шыны бөтелкелерді өндіруде тиімді, нәтижесінде мөлдірлігі жоғары, әйнектің беріктігі жоғары және ыстыққа төзімділігі жақсарған кристалдай ақ шыны алынады. Сондай-ақ, ол қоршаған ортаға және әйнектің өзіне мышьяктың ластануын жояды.
Сонымен қатар,церий оксидіКүнделікті қолданылатын әйнекке, мысалы, сәулет және автомобиль әйнегіне, сондай-ақ хрусталь әйнегіне ультракүлгін сәулеленуді азайту үшін қосуға болады. Бұл қолдану Жапония мен Америка Құрама Штаттарында кеңінен қолданылды. Менің елімдегі өмір сүру деңгейінің жақсаруымен ол да күшті нарыққа шығады деп күтілуде. Катод сәулесі түтігінің әйнегіне қосылған неодим оксиді қызыл жарықтың дисперсиясын жояды және мөлдірлікті арттырады. Сирек кездесетін жер қоспалары бар арнайы әйнектерге мыналар жатады: жоғары сыну көрсеткіші және төмен дисперсиясы бар лантан әйнегі әртүрлі линзалар мен озық камера мен бейнекамера линзаларын, әсіресе биік таулы фотосурет жабдықтарына арналған линзаларды өндіруде кеңінен қолданылады; автомобиль әйнегі мен теледидар әйнегінде қолданылатын церий радиациясына төзімді әйнек; және негізінен басқарылатын ядролық синтез құрылғыларында үлкен лазерлер үшін тамаша материал болып табылатын неодим әйнегі.