Аксід лютэцыя (III)
| Аксід лютэцыяУласцівасці |
| Сінонім | Лютэцыя аксід, лютэцыя сесквиоксид |
| Нумар CAS | 12032-20-1 |
| Хімічная формула | Lu2O3 |
| Малярная маса | 397,932 г/моль |
| Тэмпература плаўлення | 2490°C (4510°F; 2760K) |
| Тэмпература кіпення | 3980°C (7200°F; 4250K) |
| Растваральнасць у іншых растваральніках | Нерастваральны |
| Забароненая зона | 5,5 эВ |
Высокая чысціняАксід лютэцыяСпецыфікацыя
| Памер часціц (D50) | 2,85 мкм |
| Чысціня (Lu2O3) | ≧99,999% |
| TREO (Агульная колькасць аксідаў рэдказямельных участкаў) | 99,55% |
| Змест прымешак RE | праміле | Прымешкі, якія не з'яўляюцца РЗЭ | праміле |
| La2O3 | <1 | Fe2O3 | 1,39 |
| CeO2 | <1 | SiO2 | 10,75 |
| Pr6O11 | <1 | CaO | 23.49 |
| Nd2O3 | <1 | PbO | Nd |
| Sm2O3 | <1 | CL¯ | 86,64 |
| Eu2O3 | <1 | Закон аб намерах | 0,15% |
| Gd2O3 | <1 | ||
| Tb4O7 | <1 | ||
| Dy2O3 | <1 | ||
| Ho2O3 | <1 | ||
| Er2O3 | <1 | ||
| Tm2O3 | <1 | ||
| Yb2O3 | <1 | ||
| Y2O3 | <1 |
【Упакоўка】25 кг/мяшок Патрабаванні: вільгаценепранікальная, без пылу, сухая, вентыляваная і чыстая.
Што такоеАксід лютэцыявыкарыстоўваецца для?
Лазерныя крышталі і матэрыялы для асноўных матрыц цвёрдацельных лазераў:
Асноўныя сферы прымянення: Lu₂O₃ з'яўляецца ключавым зыходным матэрыялам для вытворчасці высокапрадукцыйных лазерных крышталяў, такіх як легаваны лютэцыем ітрыевы алюмініевы гранат і легаваны лютэцыем ітрыевы літый-фтарыд. Гэтыя крышталі звычайна пазначаюцца як Lu: YAG (ітрыевы алюмініевы гранат) або Lu: YLF (ітрыевы літый-фтарыд).
Механізм дзеяння: Іоны лютэцыя (Lu³⁺) самі па сабе звычайна не выкарыстоўваюцца ў якасці актыўных іёнаў (цэнтраў лазернага выпраменьвання). Тым не менш, як частка матрычнай рашоткі, яны могуць забяспечыць надзвычай стабільнае і кампактнае асяроддзе рашоткі. Пры легаванні іншымі іонамі рэдказямельных элементаў (такімі як Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺) крышталі на аснове Lu₂O₃ праяўляюць:
Высокая цеплаправоднасць: эфектыўна рассейвае цяпло, што дазваляе працаваць з магутным лазерам і памяншае эфекты цеплавой лінзы.
Высокая хімічная і механічная стабільнасць: Забяспечвае доўгатэрміновую надзейнасць лазераў у жорсткіх умовах.
Выдатныя ўласцівасці фаноннай энергіі: уплывае на час жыцця энергетычнага ўзроўню і квантавую эфектыўнасць лазерных іонаў.
Прымяненне: Гэтыя лазеры шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловай апрацоўцы матэрыялаў (рэзка, зварка, маркіроўка), медыцыне (афтальмалагічная хірургія, лячэнне скуры), навуковых даследаваннях, лідары і патэнцыйных даследаваннях інерцыйнага сінтэзу.
Спецыяльная кераміка і шкло:
Аптычнае шкло з высокім паказчыкам праламлення/нізкай дысперсіяй: Lu₂O₃ выкарыстоўваецца для вырабу спецыяльнага аптычнага шкла (напрыклад, аптычнага шкла з лантанідамі) з надзвычай высокім паказчыкам праламлення і надзвычай нізкімі характарыстыкамі дысперсіі. Гэта шкло неабходна для карэкцыі храматычнай аберацыі ў перадавых аптычных сістэмах (такіх як аб'ектывы мікраскопаў, высакаякасныя аб'ектывы камер і літаграфічныя сістэмы).
Празрыстая кераміка: Lu₂O₃ сам па сабе або ў спалучэнні з іншымі аксідамі (напрыклад, Y₂O₃) можа быць выкарыстаны для вырабу празрыстай полікрышталічнай керамікі. Гэтая кераміка мае аптычную аднастайнасць і каэфіцыент прапускання святла, падобныя да монакрышталяў, але большая па памеры, мае вышэйшую механічную трываласць і можа быць таннейшай у вытворчасці. Прымяненне ўключае лазерныя носьбіты ўзмацнення, інфрачырвоныя вокны, абцякальнікі ракет і абажуры для высокаінтэнсіўнага асвятлення.
Структурныя керамічныя дабаўкі: невялікая колькасць Lu₂O₃ можа быць дададзена ў якасці дапаможнага рэчыва для спякання або агента для інжынерыі межаў зерня для паляпшэння механічных уласцівасцей пры высокіх тэмпературах, устойлівасці да акіслення і ўстойлівасці да паўзучасці іншых перадавых керамічных вырабаў (напрыклад, нітрыду крэмнію і карбіду крэмнію), і выкарыстоўваецца ў падшыпніках, рэжучых інструментах і кампанентах турбінных рухавікоў, якія працуюць пры высокіх тэмпературах.
Сцынтылятар і дэтэктар выпраменьвання:
Асноўная сыравіна: Lu₂O₃ — незаменная сыравіна для сінтэзу высокапрадукцыйных монакрышталяў і керамікі сцынтылятараў на аснове лютэцыя. Найважнейшымі прадстаўнікамі з'яўляюцца:
Сілікат лютэцыя: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ і яго вытворныя крышталі. Дзякуючы высокай шчыльнасці (~7,4 г/см³), высокаму эфектыўнаму атамнаму нумару, хуткаму часу распаду і высокай светлавой аддачы, гэта найбольш перадавы матэрыял для дэтэктараў у пазітронна-эмісійнай тамаграфіі.
Лютэцый-ітрыевы алюмінат: (Lu, Y)₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ кераміка. Спалучаючы перавагі высокай светлавой аддачы, хуткага згасання, добрага энергетычнага разрознення і керамікі, якую можна вырабляць у вялікія памеры і складаныя формы, ён шырока выкарыстоўваецца ў медыцынскай візуалізацыі (ПЭТ/КТ), эксперыментах па фізіцы высокіх энергій, бяспецы радзімы (сканаванне багажу/грузаў) і каротажы нафтавых свідравін.
Перавагі: Высокі атамны нумар (71) лютэцыя надае матэрыялу выдатную здольнасць блакіраваць высокаэнергетычныя фатоны (рэнтгенаўскае, гама-выпраменьванне), павышаючы эфектыўнасць выяўлення.
Люмінасцэнтныя і люмінесцэнтныя матэрыялы:
Матрычныя матэрыялы: Lu₂O₃ можа быць выкарыстаны ў якасці эфектыўнай матрыцы для люмінесцэнтных матэрыялаў, актываваных іонамі рэдказямельных элементаў. Пры легаванні іонамі еўропію (Eu³⁺) ён можа выпраменьваць вельмі чыстую чырвоную флуарэсцэнцыю (асноўны пік ~611 нм) з вузкай паласой выпраменьвання і высокай чысцінёй колеру.
Прымяненне: У асноўным выкарыстоўваецца ў высакаякасных тэхналогіях дысплеяў (напрыклад, медыцынскіх экранах з высокім разрозненнем для ўзмацнення рэнтгенаўскага малюнка, некаторых тыпах дысплеяў палявой эмісіі) і флуарэсцэнтных зондах (біямаркерах, датчыках). Яго выдатная хімічная і тэрмічная стабільнасць забяспечвае працяглы тэрмін службы люмінафора.
Каталітычны эфект:
Кампанент каталізатара: Lu₂O₃ актыўны ў розных каталітычных рэакцыях дзякуючы сваёй кіслотнасці па Льюісу:
Перапрацоўка нафты: можа выкарыстоўвацца ў якасці носьбіта каталізатара або актыўнага кампанента (часам выкарыстоўваецца ў спалучэнні з іншымі аксідамі металаў) у такіх працэсах, як крэкінг (раскладанне цяжкай нафты на лёгкае паліва), алкіліраванне (атрыманне высокаактанавых кампанентаў бензіну) і гідраапрацоўка (дэсульфурызацыя, дэнізатаванне).
Рэакцыя палімерызацыі: у рэакцыі палімерызацыі алефінаў (такіх як этылен і прапілен) Lu₂O₃ або яго вытворныя могуць выкарыстоўвацца ў якасці кампанентаў каталізатара для ўплыву на размеркаванне малекулярнай масы і мікраструктуру палімера.
Пераўтварэнне метану: Гэта паказвае даследчую каштоўнасць у такіх рэакцыях, як акісляльнае спалучэнне метану або рыформінг для атрымання сінтэз-газу.
Апрацоўка выхлапных газаў аўтамабіляў: выкарыстоўваецца ў якасці стабілізатара або кампанента сукаталізатара ў троххадовых каталізатарах (хаця яго прымяненне меншае, чым у цэрыя, цырконія і г.д.).
Механізм: Яго каталітычная актыўнасць у асноўным абумоўлена адсарбцыйнай і актывацыйнай здольнасцю паверхневых кіслародных вакансій і адкрытых іонных цэнтраў Lu³⁺ на малекулах рэагентаў.
Іншыя перадавыя прыкладання:
Атамная прамысловасць: Ізатоп Lu-176 (прыродная распаўсюджанасць каля 2,6%) мае вялікі папярочны сячэнне захопу цеплавых нейтронаў і можа быць пераўтвораны ў медыцынскі каштоўны радыеактыўны ізатоп Lu-177 (для мэтанакіраванай прамянёвай тэрапіі) пасля нейтроннага апрамянення. Lu₂O₃ з'яўляецца зыходным матэрыялам для ачысткі Lu-176 або падрыхтоўкі радыёфармацэўтычных прэпаратаў Lu-177. Высокачысты Lu₂O₃ таксама можа выкарыстоўвацца ў даследаваннях матэрыялаў, якія паглынаюць нейтроны, або стрыжняў кіравання ядзернай энергіяй.
Электронныя матэрыялы: у якасці аб'екта даследавання дыэлектрычных матэрыялаў з высокім κ-затворам (якія выкарыстоўваюцца для замены дыяксіду крэмнію ў крэмніевых чыпах) або для даследавання сегнетаэлектрычных і мультыфероічных матэрыялаў.
Пакрыўныя матэрыялы: выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі ахоўных пакрыццяў, устойлівых да высокіх тэмператур, карозіі або якія маюць спецыяльныя аптычныя ўласцівасці (напрыклад, для авіяцыйных рухавікоў або аптычных кампанентаў спадарожнікаў).
Эксперыментальная фізіка: выкарыстоўваецца ў якасці матэрыялу для радыятара Чарэнкова ў эксперыментах па фізіцы элементарных часціц.
Кароткі змест:
Аксід лютэцыя (Lu₂O₃) — гэта далёка не звычайная сыравіна. Гэта ключавы стратэгічны матэрыял, які падтрымлівае сучасныя перадавыя тэхналогіі. Яго асноўная каштоўнасць заключаецца ў:
Як матрычны матэрыял вышэйшага ўзроўню для высокапрадукцыйных лазерных крышталяў (такіх як Lu: YAG, Lu: YLF), ён дазваляе ствараць магутныя і высокастабільныя цвёрдацельныя лазеры.
Як краевугольны камень наступнага пакалення сцынтыляцыйных матэрыялаў (LSO, LYSO, LuAG: Ce), ён стымулюе інавацыі ў галіне медыцынскай візуалізацыі (ПЭТ/КТ) і тэхналогій выяўлення радыяцыі.
Гэта надае спецыяльнаму аптычнаму шклу і празрыстай кераміцы выдатныя аптычныя ўласцівасці (высокае праламленне, нізкая дысперсія, шырокі дыяпазон прапускання святла).
Як высокаэфектыўная люмінафорная матрыца (Lu₂O₃:Eu³⁺), яна забяспечвае выпраменьванне чырвонага святла высокай чысціні.
Ён праяўляе ўнікальную здольнасць актываваць рэакцыі ў гетэрагенным каталізе.
Усе гэтыя сферы прымянення абапіраюцца на высокую чысціню Lu₂O₃ (звычайна патрабуецца 4N/99,99% або нават 5N/99,999% і больш), дакладнае стехіаметрычнае суадносіны і пэўную фізічную форму (напрыклад, ультратонкі парашок, наначасціцы). Глыбіня і шырыня яго прымянення ў высокатэхналагічных галінах працягваюць пашырацца, асабліва ў галіне лазерных тэхналогій, медыцынскай візуалізацыі і ядзернай медыцыны, дзе ён займае незаменнае месца.