Lutetium(III)oxid
| LutetiumoxidEjendomme |
| Synonym | Lutetiumoxid, Lutetium sesquioxid |
| CAS-nr. | 12032-20-1 |
| Kemisk formel | Lu2O3 |
| Molær masse | 397,932 g/mol |
| Smeltepunkt | 2.490°C (4.510°F; 2.760K) |
| Kogepunkt | 3.980°C (7.200°F; 4.250K) |
| Opløselighed i andre opløsningsmidler | Uopløselig |
| Båndgab | 5,5 eV |
Høj renhedLutetiumoxidSpecifikation
| Partikelstørrelse (D50) | 2,85 μm |
| Renhed (Lu2O3) | ≧99,999% |
| TREO (Totalt antal sjældne jordarters oxider) | 99,55% |
| RE Urenheder Indhold | ppm | Ikke-REE-urenheder | ppm |
| 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 | LOI | 0,15% |
| Gd2O3 | <1 | ||
| Tb4O7 | <1 | ||
| Dy2O3 | <1 | ||
| Ho2O3 | <1 | ||
| Er2O3 | <1 | ||
| Tm2O3 | <1 | ||
| Yb2O3 | <1 | ||
| Y2O3 | <1 |
【Emballage】25 kg/pose Krav: fugttæt, støvfri, tør, ventileret og ren.
Hvad erLutetiumoxidbrugt til?
Laserkrystaller og kernematrixmaterialer til faststoflasere:
Kerneanvendelser: Lu₂O₃ er et vigtigt udgangsmateriale til fremstilling af højtydende laserkrystaller såsom lutetiumdoteret yttriumaluminiumgranat og lutetiumdoteret yttriumlithiumfluorid. Disse krystaller udtrykkes normalt som Lu: YAG (Yttriumaluminiumgranat) eller Lu: YLF (Yttriumlithiumfluorid).
Virkningsmekanisme: Lutetiumioner (Lu³⁺) bruges normalt ikke i sig selv som aktive ioner (laseremissionscentre). Alligevel kan de som en del af matrixgitteret give et ekstremt stabilt og kompakt gittermiljø. Når de doteres med andre sjældne jordarters ioner (såsom Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), udviser Lu₂O₃-baserede krystaller:
Høj termisk ledningsevne: Afleder effektivt varme, hvilket muliggør højtydende laserdrift og reducerer termiske linseeffekter.
Høj kemisk og mekanisk stabilitet: Sikrer laseres langsigtede pålidelighed i barske miljøer.
Fremragende fononenergiegenskaber: Påvirker laserionernes energiniveaulevetid og kvanteeffektivitet.
Anvendelser: Disse lasere anvendes i vid udstrækning inden for industriel materialeforarbejdning (skæring, svejsning, mærkning), medicinsk (øjenkirurgi, hudbehandling), videnskabelig forskning, lidar og potentiel inertiel indeslutningsfusionsforskning.
Specialkeramik og glas:
Optisk glas med højt brydningsindeks/lav dispersion: Lu₂O₃ bruges til at fremstille specielt optisk glas (såsom lanthanid-optisk glas) med ekstremt højt brydningsindeks og ekstremt lave dispersionsegenskaber. Dette glas er afgørende for at korrigere kromatisk aberration i avancerede optiske systemer (såsom mikroskopobjektiver, avancerede kameralinser og litografisystemer).
Transparent keramik: Lu₂O₃ i sig selv eller i kombination med andre oxider (såsom Y₂O₃) kan bruges til at fremstille transparent polykrystallinsk keramik. Disse keramikker har en optisk ensartethed og lystransmission svarende til enkeltkrystaller, men er større i størrelse, har højere mekanisk styrke og kan være billigere at fremstille. Anvendelser omfatter laserforstærkningsmedier, infrarøde vinduer, missilbeklædninger og lampeskærme med høj intensitetsbelysning.
Strukturelle keramiske tilsætningsstoffer: En lille mængde Lu₂O₃ kan tilsættes som sintringshjælpemiddel eller korngrænseteknik for at forbedre de mekaniske egenskaber ved høje temperaturer, oxidationsbestandighed og krybemodstand hos andre avancerede keramiktyper (såsom siliciumnitrid og siliciumcarbid) og anvendes i højtemperaturlejer, skæreværktøjer og turbinemotorkomponenter.
Scintillator- og strålingsdetektion:
Kerneråmaterialer: Lu₂O₃ er et uundværligt råmateriale til syntese af højtydende lutetiumbaserede scintillator-enkeltkrystaller og keramik. De vigtigste repræsentanter er:
Lutetiumsilikat: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ og dets derivater. Med høj densitet (~7,4 g/cm³), højt effektivt atomnummer, hurtig henfaldstid og høj lysudbytte er det det mest avancerede detektormateriale inden for positronemissionstomografi.
Lutetium yttrium aluminat: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ keramik. Ved at kombinere fordelene ved høj lysudbytte, hurtigt henfald, god energiopløsning og keramik, der kan fremstilles i store størrelser og komplekse former, anvendes det i vid udstrækning inden for medicinsk billeddannelse (PET/CT), højenergifysiske eksperimenter, indenlandsk sikkerhed (bagage-/fragtscanning) og oliebrøndslogning.
Fordele: Lutetiums høje atomnummer (71) giver materialet en fremragende evne til at blokere for højenergifotoner (røntgenstråler, gammastråler), hvilket forbedrer detektionseffektiviteten.
Fosforer og luminescerende materialer:
Matrixmaterialer: Lu₂O₃ kan bruges som en effektiv matrix til luminescerende materialer aktiveret af sjældne jordarters ioner. Når det doteres med europiumioner (Eu³⁺), kan det udsende meget ren rød fluorescens (hovedtop ~611 nm) med en smal emissionsbåndbredde og høj farverenhed.
Anvendelser: Anvendes primært i avanceret displayteknologi (såsom medicinske røntgenbilledforstærkningsskærme med høj opløsning, visse typer feltemissionsskærme) og fluorescerende sonder (biomarkører, sensorer). Dens fremragende kemiske og termiske stabilitet sikrer fosforens lange levetid.
Katalytisk effekt:
Katalysatorkomponent: Lu₂O₃ er aktiv i en række forskellige katalytiske reaktioner på grund af sin Lewis-syreindhold:
Petroleumraffinering: Det kan bruges som katalysatorbærer eller aktiv komponent (undertiden brugt i kombination med andre metaloxider) i processer som krakning (nedbrydning af tung olie til lette brændstoffer), alkylering (produktion af højoktan benzinkomponenter) og hydroprocessering (afsvovling, denitrogenering).
Polymerisationsreaktion: I polymerisationsreaktionen af olefiner (såsom ethylen og propylen) kan Lu₂O₃ eller dets derivater anvendes som katalysatorkomponenter til at påvirke polymerens molekylvægtfordeling og mikrostruktur.
Metanomdannelse: Det viser forskningsværdi i reaktioner som metanoxidativ kobling eller reformering for at producere syntesegas.
Behandling af biludstødning: Det bruges som stabilisator eller co-katalysatorkomponent i trevejskatalysatorer (selvom dets anvendelse er mindre end for cerium, zirconium osv.).
Mekanisme: Dens katalytiske aktivitet kommer hovedsageligt fra adsorptions- og aktiveringsevnen af overfladeoxygenvakanser og eksponerede Lu³⁺-ionsteder på reaktantmolekyler.
Andre banebrydende applikationer:
Nuklearindustri: Isotopen Lu-176 (naturlig forekomst på ca. 2,6%) har et stort tværsnit til termisk neutronindfangning og kan omdannes til den medicinsk værdifulde radioaktive isotop Lu-177 (til målrettet strålebehandling) efter neutronbestråling. Lu₂O₃ er udgangsmaterialet til oprensning af Lu-176 eller fremstilling af Lu-177 radiofarmaceutiske midler. Højrent Lu₂O₃ kan også anvendes i forskningen i neutronabsorberende materialer eller nukleare kontrolstave.
Elektroniske materialer: Som forskningsobjekt for dielektriske materialer med høj κ-gate (bruges til at erstatte siliciumdioxid i siliciumbaserede chips) eller til forskning i ferroelektriske og multiferroiske materialer.
Belægningsmaterialer: Bruges til at fremstille beskyttende belægninger, der er modstandsdygtige over for høje temperaturer, korrosion eller har særlige optiske egenskaber (f.eks. til flymotorer eller satellitoptiske komponenter).
Eksperimentel fysik: Bruges som et Cherenkov-radiatormateriale i partikelfysikeksperimenter.
Oversigt:
Lutetiumoxid (Lu₂O₃) er på ingen måde et almindeligt råmateriale. Det er et vigtigt strategisk materiale, der understøtter moderne, banebrydende teknologi. Dets kerneværdi ligger i:
Som et topmatrixmateriale til højtydende laserkrystaller (såsom Lu: YAG, Lu: YLF) muliggør det højtydende og højstabilitets faststoflasere.
Som hjørnestenen i den næste generation af scintillatormaterialer (LSO, LYSO, LuAG: Ce) driver det innovationen inden for medicinsk billeddannelse (PET/CT) og strålingsdetektionsteknologi.
Det giver specielt optisk glas og transparent keramik fremragende optiske egenskaber (høj brydning, lav spredning, bredt lystransmissionsområde).
Som en højeffektiv fosformatrix (Lu₂O₃:Eu³⁺) giver den rødt lys med høj renhed.
Den udviser en unik reaktionsaktiveringsevne i heterogen katalyse.
Alle disse anvendelser er afhængige af den høje renhed af Lu₂O₃ (som normalt kræver 4N/99,99% eller endda 5N/99,999% eller mere), et præcist støkiometrisk forhold og en specifik fysisk form (såsom ultrafint pulver, nanopartikler). Dybden og bredden af dens anvendelse inden for højteknologiske områder udvides stadig, især inden for laserteknologi, medicinsk billeddannelse og nuklearmedicin, hvor den har en uerstattelig position.