Лютетиум(III) оксид
| Лютетийн исэлҮл хөдлөх хөрөнгө |
| Ижил утгатай | Лютетийн исэл, лютетийн сесквиоксид |
| CAS дугаар | 12032-20-1 |
| Химийн томъёо | Lu2O3 |
| Молийн масс | 397.932г/моль |
| Хайлах цэг | 2,490°C(4,510°F;2,760K) |
| Буцалгах цэг | 3,980°C(7,200°F;4,250K) |
| Бусад уусгагч дахь уусах чадвар | Уусдаггүй |
| Туузны зай | 5.5 эВ |
Өндөр цэвэршилтЛютетийн исэлТодорхойлолт
| Бөөмийн хэмжээ (D50) | 2.85 мкм |
| Цэвэр байдал（Lu2O3） | ≧99.999% |
| TREO (Нийт ховор шороон исэл) | 99.55% |
| Дахин боловсруулсан хольцын агууламж | ppm | REE бус хольцууд | 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 |
【Сав баглаа боодол】25кг/уут Шаардлага: чийг нэвтэрдэггүй, тоосгүй, хуурай, агааржуулалттай, цэвэрхэн.
Юу вэЛютетийн исэлашигласан уу?
Хатуу төлөвт лазерын лазерын талстууд ба цөм матрицын материалууд:
Үндсэн хэрэглээ: Lu₂O₃ нь лютетиумд хольцтой иттрий хөнгөн цагаан анар болон лютетиумд хольцтой иттрий литийн фторид зэрэг өндөр хүчин чадалтай лазер талстуудыг үйлдвэрлэх гол эхлэлийн материал юм. Эдгээр талстуудыг ихэвчлэн Lu: YAG (иттрий хөнгөн цагаан анар) эсвэл Lu: YLF (иттрий литийн фторид) гэж илэрхийлдэг.
Үйлчлэх механизм: Лютетийн ионууд (Lu³⁺) нь өөрсдийгөө ихэвчлэн идэвхтэй ионууд (лазер ялгаруулалтын төвүүд) болгон ашигладаггүй. Гэсэн хэдий ч матрицын торны нэг хэсэг болохын хувьд тэдгээр нь маш тогтвортой, авсаархан торны орчинг бүрдүүлж чаддаг. Бусад ховор шороон ионууд (жишээ нь Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺)-тай холилдоход Lu₂O₃ дээр суурилсан талстууд дараахь зүйлийг харуулдаг.
Өндөр дулаан дамжуулалт: Дулааныг үр дүнтэй тарааж, өндөр хүчин чадалтай лазерын ажиллагааг хангаж, дулааны линзний нөлөөллийг бууруулдаг.
Өндөр химийн болон механик тогтвортой байдал: Хатуу орчинд лазерын урт хугацааны найдвартай байдлыг хангана.
Фононы энергийн маш сайн шинж чанар: Лазер ионуудын энергийн түвшний ашиглалтын хугацаа болон квант үр ашигт нөлөөлдөг.
Хэрэглээ: Эдгээр лазеруудыг үйлдвэрлэлийн материал боловсруулах (зүсэх, гагнах, тэмдэглэх), анагаах ухаанд (нүдний мэс засал, арьсны эмчилгээ), шинжлэх ухааны судалгаа, лидар болон потенциал инерцийн хязгаарлалтын нэгдлийн судалгаанд өргөн ашигладаг.
Тусгай керамик болон шил:
Өндөр хугарлын индекс/бага дисперсийн оптик шил: Lu₂O₃ нь маш өндөр хугарлын индекс болон маш бага дисперсийн шинж чанартай тусгай оптик шил (жишээ нь лантанидын оптик шил) хийхэд ашиглагддаг. Энэхүү шил нь дэвшилтэт оптик системд (микроскопын объектив, өндөр зэрэглэлийн камерын линз, литографийн систем гэх мэт) хроматик гажуудлыг засахад зайлшгүй шаардлагатай.
Тунгалаг керамик: Lu₂O₃-г өөрөө эсвэл бусад исэлтэй (Y₂O₃ гэх мэт) хослуулан тунгалаг поликристал керамик хийхэд ашиглаж болно. Эдгээр керамикууд нь дан талстуудтай төстэй оптик жигд байдал, гэрэл дамжуулах чадвартай боловч хэмжээ нь том, механик бат бөх чанар нь өндөр бөгөөд бэлтгэхэд хямд байж болно. Хэрэглээнд лазерын олшруулагч, хэт улаан туяаны цонх, пуужингийн хаалт, өндөр эрчимтэй гэрэлтүүлгийн бүрхүүл орно.
Бүтцийн керамик нэмэлт: Бага хэмжээний Lu₂O₃-ийг бусад дэвшилтэт керамик (цахиурын нитрид ба цахиурын карбид гэх мэт)-ийн өндөр температурт механик шинж чанар, исэлдэлтэд тэсвэртэй байдал, мөлхөх эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд хайлуулах туслах бодис эсвэл үр тарианы хил хязгаарын инженерчлэлийн бодис болгон нэмж болох бөгөөд өндөр температурт холхивч, зүсэх хэрэгсэл, турбины хөдөлгүүрийн эд ангиудад ашигладаг.
Сцинтиллятор ба цацраг илрүүлэлт:
Гол түүхий эд: Lu₂O₃ нь өндөр хүчин чадалтай лютетиум дээр суурилсан сцинтилляторын дан талст болон керамикийг синтезлэхэд зайлшгүй шаардлагатай түүхий эд юм. Хамгийн чухал төлөөлөгчид нь:
Лютетийн силикат: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ болон түүний уламжлалт талстууд. Өндөр нягтралтай (~7.4 г/см³), өндөр үр дүнтэй атомын дугаартай, хурдан задралын хугацаатай, өндөр гэрлийн гаралттай тул позитрон ялгаралтын томографийн хамгийн дэвшилтэт илрүүлэгч материал юм.
Лютетийн иттрий алюминат: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ керамик. Өндөр гэрлийн гаралт, хурдан задрал, сайн энергийн нягтрал, том хэмжээтэй, нарийн төвөгтэй хэлбэртэй болгож болох керамик зэрэг давуу талуудыг хослуулан анагаах ухааны дүрслэл (PET/CT), өндөр энергийн физикийн туршилт, эх орны аюулгүй байдал (тээш/ачааны сканнердах), газрын тосны худгийн каротаж зэрэгт өргөн хэрэглэгддэг.
Давуу талууд: Лютетиумын өндөр атомын дугаар (71) нь материалд маш сайн өндөр энергитэй фотон (рентген, гамма туяа) хаах чадварыг өгч, илрүүлэх үр ашгийг сайжруулдаг.
Фосфор ба гэрэлтэгч материалууд:
Матриц материал: Lu₂O₃-г ховор шороон ионоор идэвхжүүлсэн гэрэлтдэг материалын үр ашигтай матриц болгон ашиглаж болно. Европийн ионуудтай (Eu³⁺) холиход нарийн ялгаралтын зурвасын өргөн, өндөр өнгөний цэвэршилттэй маш цэвэр улаан флуоресценц (гол оргил ~611 нм) ялгаруулж чаддаг.
Хэрэглээ: Голчлон өндөр зэрэглэлийн дэлгэцийн технологи (жишээлбэл, эмнэлгийн өндөр нягтралтай рентген дүрсийг эрчимжүүлэх дэлгэц, зарим төрлийн талбайн ялгаруулалтын дэлгэц) болон флуоресцент датчик (биомаркер, мэдрэгч)-д ашигладаг. Маш сайн химийн болон дулааны тогтвортой байдал нь фосфорын урт хугацааны ашиглалтын хугацааг баталгаажуулдаг.
Каталитик нөлөө:
Катализаторын бүрэлдэхүүн хэсэг: Lu₂O₃ нь Льюисийн хүчиллэг чанараас шалтгаалан янз бүрийн каталитик урвалд идэвхтэй оролцдог:
Газрын тос боловсруулах: Үүнийг крекинг (хүнд тосыг хөнгөн түлш болгон задлах), алкилжуулалт (өндөр октантай бензиний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэх), гидро боловсруулалт (хүхэргүйжүүлэх, денитрогенжүүлэх) зэрэг процессуудад катализатор тээвэрлэгч эсвэл идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг (заримдаа бусад металлын ислүүдтэй хослуулан хэрэглэдэг) болгон ашиглаж болно.
Полимержих урвал: Олефины (этилен ба пропилен гэх мэт) полимержих урвалд Lu₂O₃ эсвэл түүний уламжлалыг полимерийн молекул жингийн тархалт болон бичил бүтцэд нөлөөлөх катализаторын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглаж болно.
Метаны хувиргалт: Энэ нь метаныг исэлдүүлэх холболт эсвэл синтезийн хий үйлдвэрлэхийн тулд шинэчлэх зэрэг урвалуудад судалгааны ач холбогдол өгдөг.
Автомашины яндангийн боловсруулалт: Үүнийг гурван талт катализаторт тогтворжуулагч эсвэл хам катализаторын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг (гэхдээ түүний хэрэглээ нь цери, цирконий гэх мэтээс бага байдаг).
Механизм: Үүний каталитик идэвхжил нь голчлон урвалжийн молекулууд дээрх гадаргуугийн хүчилтөрөгчийн хоосон зай болон ил гарсан Lu³⁺ ионы цэгүүдийн адсорбци ба идэвхжүүлэх чадвараас үүдэлтэй.
Бусад дэвшилтэт хэрэглээнүүд:
Цөмийн үйлдвэрлэл: Lu-176 изотоп (байгалийн агууламж ойролцоогоор 2.6%) нь дулааны нейтроныг барих хөндлөн огтлолтой бөгөөд нейтрон цацрагийн дараа анагаах ухааны үнэ цэнэтэй цацраг идэвхт изотоп Lu-177 (чиглэсэн цацраг туяа эмчилгээнд) болгон хувиргаж болно. Lu₂O₃ нь Lu-176-г цэвэршүүлэх эсвэл Lu-177 радиофармацевтик бэлдмэл бэлтгэх эхлэлийн материал юм. Өндөр цэвэршилттэй Lu₂O₃-г нейтрон шингээгч материал эсвэл цөмийн хяналтын саваа судалгаанд ашиглаж болно.
Электрон материал: Өндөр κ хаалгатай диэлектрик материалын судалгааны объект (цахиур дээр суурилсан чип дэх цахиурын давхар ислийг орлуулахад ашигладаг), эсвэл ферроэлектрик болон олон ферроик материалын судалгаанд ашигладаг.
Бүрхүүл материал: Өндөр температур, зэврэлтэнд тэсвэртэй эсвэл тусгай оптик шинж чанартай (жишээлбэл, онгоцны хөдөлгүүр эсвэл хиймэл дагуулын оптик эд анги) хамгаалалтын бүрхүүл бэлтгэхэд ашигладаг.
Туршилтын физик: Бөөмийн физикийн туршилтад Черенковын радиаторын материал болгон ашигладаг.
Хураангуй:
Лютетийн исэл (Lu₂O₃) нь ердийн түүхий эд биш юм. Энэ нь орчин үеийн дэвшилтэт технологийг дэмжих гол стратегийн материал юм. Үүний гол үнэ цэнэ нь:
Өндөр хүчин чадалтай лазер талстууд (Lu: YAG, Lu: YLF гэх мэт)-д зориулсан дээд түвшний матриц материалын хувьд энэ нь өндөр хүчин чадалтай, өндөр тогтвортой хатуу төлөвт лазеруудыг ашиглах боломжийг олгодог.
Дараагийн үеийн сцинтиллятор материалын (LSO, LYSO, LuAG: Ce) тулгын чулуу болохын хувьд энэ нь эмнэлгийн дүрслэл (PET/CT) болон цацраг илрүүлэх технологийн инновацийг бий болгодог.
Энэ нь тусгай оптик шил болон тунгалаг керамикийг маш сайн оптик шинж чанартай (өндөр хугарал, бага тархалт, өргөн гэрлийн дамжуулалтын хүрээ) өгдөг.
Өндөр үр ашигтай фосфорын матриц (Lu₂O₃:Eu³⁺) тул өндөр цэвэршилттэй улаан гэрлийн ялгаруулалтыг хангадаг.
Энэ нь гетероген катализд өвөрмөц урвал идэвхжүүлэх чадварыг харуулдаг.
Эдгээр бүх хэрэглээ нь Lu₂O₃-ийн өндөр цэвэршилт (ихэвчлэн 4N/99.99% эсвэл бүр 5N/99.999% ба түүнээс дээш), нарийн стехиометрийн харьцаа, тодорхой физик хэлбэр (жишээлбэл, хэт нарийн нунтаг, нано хэсгүүд) дээр суурилдаг. Өндөр технологийн салбарт, ялангуяа лазер технологи, анагаах ухааны дүрслэл, цөмийн анагаах ухааны салбарт түүний хэрэглээний гүн ба өргөн цар хүрээ өргөжин тэлсээр байгаа бөгөөд энэ нь орлуулшгүй байр суурь эзэлдэг.