Lutezio(III) oxidoa
| Lutezio oxidoaEzaugarriak |
| Sinonimoa | Lutezio oxidoa, Lutezio sesquioxidoa |
| CAS zenbakia | 12032-20-1 |
| Formula kimikoa | Lu2O3 |
| Masa molarra | 397,932 g/mol |
| Urtze-puntua | 2.490 °C (2.760 K) |
| Irakite-puntua | 3.980 °C (7.200 °F; 4.250 K) |
| Beste disolbatzaile batzuetan disolbagarritasuna | Disolbaezina |
| Banda-tartea | 5,5 eV |
Purutasun HandiaLutezio oxidoaZehaztapena
| Partikula-tamaina (D50) | 2,85 μm |
| Purutasuna (Lu2O3) | %99,999 baino gutxiago |
| TREO(LurraOxidoArraroGuztiak) | %99,55 |
| RE ezpurutasunen edukia | ppm | REE ez diren ezpurutasunak | ppm |
| La2O3 | <1 | Fe2O3 | 1.39 |
| CeO2 | <1 | SiO2 | 10,75 |
| Pr6O11 | <1 | CaO | 23.49 |
| Nd2O3 | <1 | PbO2 | 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 |
【Ontziratzea】25KG/poltsa Baldintzak: hezetasunarekiko erresistentea, hautsik gabekoa, lehorra, aireztatua eta garbia.
Zer da?Lutezio oxidoaerabilia?
Laser kristalak eta nukleo matrize materialak egoera solidoko laserretarako:
Aplikazio nagusiak: Lu₂O₃ hasierako material garrantzitsua da errendimendu handiko laser kristalak fabrikatzeko, hala nola lutezioz dopatutako itrio aluminio granatea eta lutezioz dopatutako itrio litio fluoruroa. Kristal hauek normalean Lu: YAG (itrio aluminio granatea) edo Lu: YLF (itrio litio fluoruroa) gisa adierazten dira.
Ekintza-mekanismoa: Lutezio ioiak (Lu³⁺) berak ez dira normalean ioi aktibo gisa erabiltzen (laser emisio-zentro). Hala ere, matrize-sarearen parte gisa, sare-ingurune oso egonkor eta trinkoa eman dezakete. Beste lur arraroen ioiekin (adibidez, Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺) dopatzen direnean, Lu₂O₃-n oinarritutako kristalek honako hauek erakusten dituzte:
Eroankortasun termiko handia: Beroa eraginkortasunez xahutzen du, potentzia handiko laser funtzionamendua ahalbidetuz eta lente termikoaren efektuak murriztuz.
Egonkortasun kimiko eta mekaniko handia: Laserren epe luzerako fidagarritasuna bermatzen du ingurune gogorretan.
Fonoi-energia-propietate bikainak: Laser ioien energia-mailaren iraupenean eta eraginkortasun kuantikoan eragina du.
Aplikazioak: Laser hauek oso erabiliak dira industria-materialen prozesamenduan (ebaketa, soldadura, markaketa), medikuntzan (oftalmologiako kirurgia, larruazaleko tratamendua), ikerketa zientifikoan, lidar-ean eta inertzia-konfinamenduko fusioaren ikerketan.
Zeramika eta beira bereziak:
Errefrakzio-indize handiko/dispertsio baxuko beira optikoa: Lu₂O₃ erabiltzen da errefrakzio-indize oso altua eta dispertsio oso baxuko ezaugarriak dituzten beira optiko bereziak (lantanoideen beira optikoa, adibidez) egiteko. Beira hau ezinbestekoa da sistema optiko aurreratuetan (mikroskopio-objektiboetan, goi-mailako kamera-lenteetan eta litografia-sistemetan, adibidez) aberrazio kromatikoa zuzentzeko.
Zeramika gardena: Lu₂O₃ bera edo beste oxido batzuekin konbinatuta (adibidez, Y₂O₃) erabil daiteke zeramika polikristalino gardenak egiteko. Zeramika hauek kristal bakarrekoen antzeko uniformetasun optikoa eta argi-transmitantzia dute, baina tamaina handiagoa dute, erresistentzia mekaniko handiagoa dute eta merkeagoak izan daitezke prestatzeko. Aplikazioen artean daude laser-irabaziaren euskarriak, infragorrien leihoak, misilen karenak eta intentsitate handiko argiztapen-lanpara-pantallak.
Zeramikazko gehigarri estrukturalak: Lu₂O₃ kantitate txiki bat gehi daiteke sinterizazio-laguntzaile edo ale-mugako ingeniaritza-agente gisa, beste zeramika aurreratu batzuen (adibidez, silizio nitruroa eta silizio karburoa) propietate mekanikoak, oxidazio-erresistentzia eta arrastatze-erresistentzia hobetzeko, eta tenperatura altuko errodamenduetan, ebaketa-erremintetan eta turbina-motorraren osagaietan erabiltzen da.
Zintzilagailuaren eta erradiazioen detekzioa:
Lehengai nagusiak: Lu₂O₃ ezinbesteko lehengaia da lutezio oinarridun zintilladore monokristalak eta zeramikak sintetizatzeko. Ordezkari garrantzitsuenak hauek dira:
Lutezio silikatoa: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ eta bere eratorriak diren kristalak. Dentsitate handikoa (~7,4 g/cm³), zenbaki atomiko eraginkor handikoa, desintegrazio-denbora azkarra eta argi-irteera handikoa da, eta horregatik da positroi-igorpen tomografian detektatzeko material aurreratuena.
Lutezio yttrium aluminatoa: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ zeramikak. Argi-irteera handiaren, desintegrazio azkarraren, energia-bereizmen onaren eta tamaina handiko eta forma konplexuetako zeramiken abantailak konbinatuz, oso erabilia da irudi medikoetan (PET/CT), energia handiko fisikako esperimentuetan, segurtasun nazionalean (ekipajeen/zama eskaneatzea) eta petrolio-putzuen erregistroetan.
Abantailak: Lutezioaren zenbaki atomiko altuak (71) energia handiko fotoiak (X izpiak, gamma izpiak) blokeatzeko gaitasun bikaina ematen dio materialari, detekzio-eraginkortasuna hobetuz.
Fosforoak eta material lumineszenteak:
Matrize-materialak: Lu₂O₃ lur arraroen ioi bidez aktibatutako lumineszente materialetarako matrize eraginkor gisa erabil daiteke. Europio ioiekin (Eu³⁺) dopatzen denean, fluoreszentzia gorri oso purua igor dezake (gailur nagusia ~611 nm) emisio-banda-zabalera estu batekin eta kolore-purutasun handiarekin.
Aplikazioak: Batez ere goi-mailako pantaila-teknologian erabiltzen da (adibidez, X izpien irudien intentsifikazio handiko bereizmen medikoko pantailetan, eremu-igorpeneko pantaila mota batzuetan) eta zunda fluoreszenteetan (biomarkatzaileak, sentsoreak). Bere egonkortasun kimiko eta termiko bikainak fosforoaren iraupen luzea bermatzen du.
Efektu katalitikoa:
Katalizatzailearen osagaia: Lu₂O₃ hainbat erreakzio katalitikotan aktibo dago, bere Lewis azidotasunagatik:
Petrolioaren fintzea: Katalizatzaile-eramaile edo osagai aktibo gisa erabil daiteke (batzuetan beste metal oxido batzuekin konbinatuta) prozesuetan, hala nola cracking-ean (olio astuna erregai arinetan deskonposatzean), alkilazioan (oktano handiko gasolina osagaiak ekoiztean) eta hidroprozesamenduan (desulfurazioa, denitrogenazioa).
Polimerizazio erreakzioa: Olefinen (etilenoa eta propilenoa bezalakoen) polimerizazio erreakzioan, Lu₂O₃ edo haren deribatuak katalizatzaile osagai gisa erabil daitezke polimeroaren pisu molekularraren banaketan eta mikroegitura aldatzeko.
Metanoaren bihurketa: Ikerketa-balioa erakusten du metanoaren oxidazio-akoplamendua edo sintesi-gasa sortzeko erreformatzea bezalako erreakzioetan.
Automobilen ihes-gasen tratamendua: Hiru bideko katalizatzaileetan egonkortzaile edo ko-katalizatzaile osagai gisa erabiltzen da (nahiz eta bere aplikazioa zerioaren, zirkonioaren eta abarrena baino txikiagoa izan).
Mekanismoa: Bere jarduera katalitikoa batez ere erreaktibo molekulen gainazaleko oxigeno hutsuneen eta Lu³⁺ ioi gune agerien adsorzio eta aktibazio gaitasunetik dator.
Beste aplikazio aurreratu batzuk:
Industria nuklearra: Lu-176 isotopoa (% 2,6 inguruko ugaritasun naturala) neutroien harrapaketa-sekzio termiko handia du eta Lu-177 isotopo erradioaktibo medikoki baliotsua bihur daiteke (erradioterapia zuzendurako) neutroien irradiazioaren ondoren. Lu₂O₃ Lu-176 purifikatzeko edo Lu-177 erradiofarmazeutikoak prestatzeko abiapuntu materiala da. Purutasun handiko Lu₂O₃ neutroiak xurgatzen dituzten materialen edo kontrol-barra nuklearren ikerketan ere erabil daiteke.
Material elektronikoak: κ ate handiko material dielektrikoen ikerketa-objektu gisa (siliziozko txipetan silizio dioxidoa ordezkatzeko erabiltzen direnak), edo material ferroelektriko eta multiferroikoen ikerketarako.
Estaldura-materialak: Tenperatura altuekiko, korrosioarekiko erresistenteak diren edo propietate optiko bereziak dituzten babes-estaldurak prestatzeko erabiltzen dira (adibidez, hegazkinen motorrentzat edo sateliteen osagai optikoetarako).
Fisika esperimentala: Txerenkov erradiadore material gisa erabilia partikula fisikako esperimentuetan.
Laburpena:
Lutezio oxidoa (Lu₂O₃) ez da inola ere ohiko lehengai bat. Gaur egungo punta-puntako teknologiaren euskarri den material estrategiko gakoa da. Bere balio nagusia honako hauetan datza:
Errendimendu handiko laser kristaletarako (Lu: YAG, Lu: YLF bezalako) goi-mailako matrize-material gisa, potentzia handiko eta egonkortasun handiko egoera solidoko laserrak ahalbidetzen ditu.
Hurrengo belaunaldiko zintillatzaile materialen (LSO, LYSO, LuAG: Ce) oinarrizko elementu gisa, irudi medikoen (PET/CT) eta erradiazioa detektatzeko teknologiaren berrikuntza bultzatzen du.
Beira optiko bereziari eta zeramika gardenei propietate optiko bikainak ematen dizkie (errefrakzio handia, dispertsio txikia, argiaren transmisio-eremu zabala).
Eraginkortasun handiko fosforo matrizea denez (Lu₂O₃:Eu³⁺), purutasun handiko argi gorriaren igorpena ematen du.
Katalisi heterogeneoan erreakzio-aktibazio gaitasun berezia erakusten du.
Aplikazio horiek guztiak Lu₂O₃-ren purutasun handian oinarritzen dira (normalean 4N/% 99,99 edo baita 5N/% 99,999 edo gehiago behar izaten ditu), erlazio estekiometriko zehatzean eta forma fisiko espezifikoan (hauts ultrafina, nanopartikulak, adibidez). Goi-teknologiako arloetan duen aplikazioaren sakontasuna eta zabalera oraindik ere zabaltzen ari dira, batez ere laser teknologiaren, irudi medikoen eta medikuntza nuklearraren arloetan, non ordezkaezina den posizioa baitu.