Лутециум(III) оксид
| Лутециум оксидСвојства |
| Синоним | Лутетиум оксид, лутетиум сесквиоксид |
| CASNo. | 12032-20-1 |
| Хемиска формула | Lu2O3 |
| Моларна маса | 397,932 g/mol |
| Точка на топење | 2.490°C (4.510°F; 2.760K) |
| Точка на вриење | 3.980°C (7.200°F; 4.250K) |
| Растворливост во други растворувачи | Нерастворлив |
| Опсег на јаз | 5,5 eV |
Висока чистотаЛутециум оксидСпецификација
| Големина на честички (D50) | 2,85 μm |
| Чистота (Lu2O3) | ≧99,999% |
| TREO (Вкупно ретки оксиди на Земјата) | 99,55% |
| Содржина на RE нечистотии | ппм | Нечистотии кои не се од реални енергетски соединенија | ппм |
| 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 | ЛОИ | 0,15% |
| Gd2O3 | <1 | ||
| Tb4O7 | <1 | ||
| Dy2O3 | <1 | ||
| Ho2O3 | <1 | ||
| Er2O3 | <1 | ||
| Tm2O3 | <1 | ||
| Yb2O3 | <1 | ||
| Y2O3 | <1 |
【Пакување】25 кг/кеса Потребно: отпорно на влага, без прашина, суво, проветрено и чисто.
Што еЛутециум оксидсе користи за?
Ласерски кристали и материјали за јадро на матрица за ласери во цврста состојба:
Основни примени: Lu₂O₃ е клучен почетен материјал за производство на високо-перформансни ласерски кристали како што се итриум алуминиумски гранат допиран со лутециум и итриум литиум флуорид допиран со лутециум. Овие кристали обично се изразуваат како Lu:YAG (итриум алуминиумски гранат) или Lu:YLF (итриум литиум флуорид).
Механизам на дејство: Самите лутециумови јони (Lu³⁺) обично не се користат како активни јони (центри за ласерска емисија). Сепак, како дел од матричната решетка, тие можат да обезбедат исклучително стабилна и компактна решеткаста средина. Кога се допираат со други јони на ретки земи (како Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), кристалите базирани на Lu₂O₃ покажуваат:
Висока топлинска спроводливост: Ефикасно ја распрснува топлината, овозможувајќи работа со ласер со голема моќност и намалувајќи ги ефектите на термичките леќи.
Висока хемиска и механичка стабилност: Обезбедете долгорочна сигурност на ласерите во сурови средини.
Одлични својства на фононска енергија: Влијае на животниот век на енергетското ниво и квантната ефикасност на ласерските јони.
Примени: Овие ласери се користат во индустриска обработка на материјали (сечење, заварување, обележување), медицина (офталмолошка хирургија, третман на кожа), научни истражувања, лидар и потенцијални истражувања на инерцијална фузија.
Специјална керамика и стакло:
Оптичко стакло со висок индекс на прекршување/ниска дисперзија: Lu₂O₃ се користи за производство на специјално оптичко стакло (како што е лантанидно оптичко стакло) со екстремно висок индекс на прекршување и екстремно ниски карактеристики на дисперзија. Ова стакло е од суштинско значење за корекција на хроматската аберација во напредните оптички системи (како што се објективи за микроскоп, леќи за камери од висока класа и литографски системи).
Транспарентна керамика: Lu₂O₃ сам по себе или во комбинација со други оксиди (како што е Y₂O₃) може да се користи за производство на транспарентна поликристална керамика. Овие керамики имаат оптичка униформност и пропустливост на светлина слична на монокристалите, но се поголеми по големина, имаат поголема механичка цврстина и може да бидат поевтини за подготовка. Примените вклучуваат медиуми за ласерско засилување, инфрацрвени прозорци, проектилни облоги и абажури за осветлување со висок интензитет.
Структурни керамички адитиви: Мала количина на Lu₂O₃ може да се додаде како средство за синтерување или средство за инженерство на границите на зрната за да се подобрат механичките својства на висока температура, отпорноста на оксидација и отпорноста на ползење на други напредни керамики (како што се силициум нитрид и силициум карбид), и се користи во лежишта на висока температура, алати за сечење и компоненти на турбински мотори.
Сцинтилатор и детекција на зрачење:
Основни суровини: Lu₂O₃ е неопходна суровина за синтетизирање на високо-ефикасни сцинтилаторни монокристали и керамика базирани на лутециум. Најважни претставници се:
Лутециум силикат: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ и неговите дериватни кристали. Со висока густина (~7,4 g/cm³), висок ефективен атомски број, брзо време на распаѓање и висок светлосен излез, тој е најнапредниот детекторски материјал во позитронската емисиона томографија.
Лутециум итриум алуминат: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ керамика. Комбинирајќи ги предностите на висок светлосен излез, брзо распаѓање, добра енергетска резолуција и керамика што може да се направи во големи димензии и сложени форми, тој е широко користен во медицинско снимање (PET/CT), експерименти со висока енергетска физика, безбедност на татковината (скенирање на багаж/товар) и евиденција на нафтени бунари.
Предности: Високиот атомски број (71) на лутециумот му дава на материјалот одлична способност за блокирање на високоенергетски фотони (рендгенски, гама зраци), подобрувајќи ја ефикасноста на детекција.
Фосфори и луминисцентни материјали:
Матрични материјали: Lu₂O₃ може да се користи како ефикасна матрица за луминисцентни материјали активирани од ретки земјени јони. Кога е допиран со европиумови јони (Eu³⁺), може да емитува многу чиста црвена флуоресценција (главен врв ~611 nm) со тесен пропусен опсег на емисија и висока чистота на бојата.
Примени: Главно се користи во технологијата за прикажување од висока класа (како што се медицински екрани за интензивирање на рендгенски слики со висока резолуција, одредени видови дисплеи за емисија на поле) и флуоресцентни сонди (биомаркери, сензори). Неговата одлична хемиска и термичка стабилност обезбедува долг век на траење на фосфорот.
Каталитички ефект:
Компонента на катализатор: Lu₂O₃ е активен во различни каталитички реакции поради неговата Луисова киселост:
Рафинирање на нафта: Може да се користи како катализатор-носач или активна компонента (понекогаш се користи во комбинација со други метални оксиди) во процеси како што се крекинг (разградување на тешка нафта во лесни горива), алкилација (производство на високооктански компоненти на бензин) и хидропреработка (десулфуризација, денитрогенација).
Реакција на полимеризација: Во реакцијата на полимеризација на олефини (како што се етилен и пропилен), Lu₂O₃ или неговите деривати може да се користат како компоненти на катализатор за да влијаат на распределбата на молекуларната тежина и микроструктурата на полимерот.
Конверзија на метан: Покажува истражувачка вредност во реакции како што се оксидативно спојување или реформирање на метан за производство на синтетички гас.
Третман на издувни гасови од автомобили: Се користи како стабилизатор или ко-катализаторска компонента во тринасочни катализатори (иако неговата примена е помала од онаа на цериум, циркониум итн.).
Механизам: Неговата каталитичка активност главно доаѓа од способноста за адсорпција и активирање на површинските празнини на кислород и изложените места на Lu³⁺ јони на молекулите на реактантите.
Други најсовремени апликации:
Нуклеарна индустрија: Изотопот Lu-176 (природна застапеност од околу 2,6%) има голем термички пресек за заробување на неутрони и може да се претвори во медицински вреден радиоактивен изотоп Lu-177 (за целна радиотерапија) по неутронско зрачење. Lu₂O₃ е почетен материјал за прочистување на Lu-176 или подготовка на радиофармацевтски производи Lu-177. Lu₂O₃ со висока чистота може да се користи и во истражувањето на материјали што апсорбираат неутрони или нуклеарни контролни прачки.
Електронски материјали: Како предмет на истражување на диелектрични материјали со висок κ-порт (кои се користат за замена на силициум диоксид во чипови базирани на силициум), или за истражување на фероелектрични и мултифероични материјали.
Материјали за премачкување: Се користат за подготовка на заштитни премази кои се отпорни на високи температури, корозија или имаат посебни оптички својства (како на пример за авионски мотори или сателитски оптички компоненти).
Експериментална физика: Се користи како материјал за Черенков радијатор во експерименти по физика на честички.
Резиме:
Лутециум оксидот (Lu₂O₃) воопшто не е обична суровина. Тој е клучен стратешки материјал што ја поддржува модерната најсовремена технологија. Неговата основна вредност лежи во:
Како матричен материјал од највисоко ниво за високо-перформансни ласерски кристали (како што се Lu: YAG, Lu: YLF), тој овозможува производство на ласери во цврста состојба со висока моќност и висока стабилност.
Како камен-темелник на следната генерација сцинтилаторни материјали (LSO, LYSO, LuAG: Ce), тој ја поттикнува иновацијата на медицинското снимање (PET/CT) и технологијата за детекција на зрачење.
Им дава одлични оптички својства на специјалното оптичко стакло и транспарентната керамика (висока прекршување, ниска дисперзија, широк опсег на пропустливост на светлината).
Како високоефикасна фосфорна матрица (Lu₂O₃:Eu³⁺), таа обезбедува емисија на црвена светлина со висока чистота.
Покажува единствена способност за активирање на реакцијата при хетерогена катализа.
Сите овие примени се потпираат на високата чистота на Lu₂O₃ (обично бара 4N/99,99% или дури 5N/99,999% или повеќе), прецизен стехиометриски сооднос и специфична физичка форма (како што се ултрафин прав, наночестички). Длабочината и ширината на неговата примена во високотехнолошките полиња сè уште се прошируваат, особено во областите на ласерската технологија, медицинското снимање и нуклеарната медицина, каде што има незаменлива позиција.