6

සීරියම් ඔක්සයිඩ්

පසුබිම සහ සාමාන්‍ය තත්ත්වය

දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍යආවර්තිතා වගුවේ IIIB ස්කැන්ඩියම්, යිට්‍රියම් සහ ලැන්තනම් වල බිම් පුවරුව වේ. l7 මූලද්‍රව්‍ය ඇත. දුර්ලභ පස් අද්විතීය භෞතික හා රසායනික ගුණ ඇති අතර කර්මාන්ත, කෘෂිකර්මාන්තය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ. දුර්ලභ පස් සංයෝගවල සංශුද්ධතාවය ද්‍රව්‍යවල විශේෂ ගුණාංග සෘජුවම තීරණය කරයි. දුර්ලභ පස් ද්‍රව්‍යවල විවිධ සංශුද්ධතාවය විවිධ කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා සහිත සෙරමික් ද්‍රව්‍ය, ප්‍රතිදීප්ත ද්‍රව්‍ය සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික ද්‍රව්‍ය නිපදවිය හැකිය. වර්තමානයේ, දුර්ලභ පස් නිස්සාරණ තාක්ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ, පිරිසිදු දුර්ලභ පස් සංයෝග හොඳ වෙළඳපල අපේක්ෂාවක් ඉදිරිපත් කරන අතර, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත දුර්ලභ පස් ද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම පිරිසිදු දුර්ලභ පස් සංයෝග සඳහා ඉහළ අවශ්‍යතා ඉදිරිපත් කරයි. සීරියම් සංයෝගයට පුළුල් පරාසයක භාවිතයන් ඇති අතර, බොහෝ යෙදුම්වල එහි බලපෑම එහි සංශුද්ධතාවය, භෞතික ගුණාංග සහ අපිරිසිදු අන්තර්ගතයට සම්බන්ධ වේ. දුර්ලභ පස් මූලද්‍රව්‍ය බෙදා හැරීමේදී, සීරියම් සැහැල්ලු දුර්ලභ පස් සම්පත් වලින් 50% ක් පමණ වේ. ඉහළ සංශුද්ධතා සීරියම් යෙදීම වැඩි වීමත් සමඟ, සීරියම් සංයෝග සඳහා දුර්ලභ නොවන පස් අන්තර්ගත දර්ශකයේ අවශ්‍යතාවය වැඩි වැඩියෙන් වැඩි වේ.සීරියම් ඔක්සයිඩ්සෙරික් ඔක්සයිඩ්, CAS අංකය 1306-38-3, අණුක සූත්‍රය CeO2, අණුක බර: 172.11; සීරියම් ඔක්සයිඩ් යනු දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය සීරියම් හි වඩාත්ම ස්ථායී ඔක්සයිඩ් වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී එය සුදුමැලි කහ පැහැති ඝන ද්‍රව්‍යයක් වන අතර රත් කළ විට අඳුරු වේ. එහි විශිෂ්ට ක්‍රියාකාරිත්වය හේතුවෙන් සීරියම් ඔක්සයිඩ් දීප්ති ද්‍රව්‍ය, උත්ප්‍රේරක, ඔප දැමීමේ කුඩු, UV ආවරණ සහ අනෙකුත් අංශවල බහුලව භාවිතා වේ. මෑත වසරවලදී, එය බොහෝ පර්යේෂකයන්ගේ උනන්දුව අවදි කර ඇත. සීරියම් ඔක්සයිඩ් සකස් කිරීම සහ ක්‍රියාකාරිත්වය මෑත වසරවලදී පර්යේෂණ උණුසුම් ස්ථානයක් බවට පත්ව ඇත.

නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය

ක්‍රමය 1: කාමර උෂ්ණත්වයේ දී කලවම් කරන්න, සීරියම් සල්ෆේට් 0.1mol/L ද්‍රාවණයට 5.0mol/L සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ද්‍රාවණය එකතු කරන්න, pH අගය 10 ට වඩා වැඩි කිරීමට සකසන්න, එවිට අවක්ෂේපණ ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වේ. අවසාදිතය පොම්ප කර, අයනීකරණය කළ ජලයෙන් කිහිප වතාවක් සෝදා, පසුව පැය 24 ක් 90℃ උඳුනක වියළා ගන්න. ඇඹරීමෙන් සහ පෙරීමෙන් පසු (අංශු ප්‍රමාණය 0.1mm ට අඩු), සීරියම් ඔක්සයිඩ් ලබාගෙන මුද්‍රා තැබූ ගබඩා කිරීම සඳහා වියළි ස්ථානයක තබනු ලැබේ. ක්‍රමය 2: සීරියම් ක්ලෝරයිඩ් හෝ සීරියම් නයිට්‍රේට් අමුද්‍රව්‍ය ලෙස ගැනීම, ඇමෝනියා ජලය සමඟ pH අගය 2 ට සකස් කිරීම, සීරියම් ඔක්සලේට් අවක්ෂේප කිරීමට ඔක්සලේට් එකතු කිරීම, රත් කිරීමෙන්, සුව කිරීමෙන්, වෙන් කිරීමෙන් සහ සේදීමෙන් පසු, 110℃ දී වියළීමෙන් පසු, පසුව 900 ~ 1000℃ දී සීරියම් ඔක්සයිඩ් බවට පත් කරන්න. සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහ කාබන් කුඩු මිශ්‍රණය කාබන් මොනොක්සයිඩ් වායුගෝලයක 1250℃ රත් කිරීමෙන් සීරියම් ඔක්සයිඩ් ලබා ගත හැක.

සීරියම් ඔක්සයිඩ් නැනෝ අංශු යෙදීම                      සීරියම් ඔක්සයිඩ් නැනෝ අංශු වෙළඳපල ප්‍රමාණය

අයදුම්පත

සීරියම් ඔක්සයිඩ් වීදුරු කර්මාන්තයේ ආකලන, තහඩු වීදුරු ඇඹරුම් ද්‍රව්‍ය සඳහා භාවිතා කරන අතර වීදුරු ඇඹරුම් වීදුරු, දෘශ්‍ය කාච, කයිනස්කෝප්, බ්ලීචිං, පැහැදිලි කිරීම, පාරජම්බුල කිරණ වීදුරුව සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික වයර් අවශෝෂණය යනාදිය දක්වා ව්‍යාප්ත කර ඇත. එය ඇස් කණ්ණාඩි කාච සඳහා ප්‍රති-පරාවර්තකයක් ලෙසද භාවිතා කරන අතර වීදුරුව ලා කහ බවට පත් කිරීම සඳහා සීරියම් ටයිටේනියම් කහ බවට පත් කිරීමට සීරියම් භාවිතා කරයි. දුර්ලභ පෘථිවි ඔක්සිකරණ ඉදිරිපස CaO-MgO-AI2O3-SiO2 පද්ධතියේ වීදුරු පිඟන් මැටිවල ස්ඵටිකීකරණය සහ ගුණාංග කෙරෙහි යම් බලපෑමක් ඇති කරයි. පර්යේෂණ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ සුදුසු ඔක්සිකරණ ඉදිරිපසක් එකතු කිරීම වීදුරු ද්‍රවයේ පැහැදිලි කිරීමේ බලපෑම වැඩි දියුණු කිරීමට, බුබුලු ඉවත් කිරීමට, වීදුරු ව්‍යුහය සංයුක්ත කිරීමට සහ ද්‍රව්‍යවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහ ක්ෂාර ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීමට ප්‍රයෝජනවත් බවයි. සෙරමික් ග්ලේස් සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික කර්මාන්තයේ පීසෝ ඉලෙක්ට්‍රික් සෙරමික් විනිවිදකයක් ලෙස භාවිතා කරන විට සීරියම් ඔක්සයිඩ් ප්‍රශස්ත එකතු කිරීමේ ප්‍රමාණය 1.5 කි. එය ඉහළ ක්‍රියාකාරී උත්ප්‍රේරකයක්, ගෑස් ලාම්පු තාපදීප්ත ආවරණයක්, එක්ස් කිරණ ප්‍රතිදීප්ත තිරයක් (ප්‍රධාන වශයෙන් කාච ඔප දැමීමේ කාරකයේ භාවිතා වේ) නිෂ්පාදනය සඳහා ද භාවිතා වේ. දුර්ලභ පස් සීරියම් ඔප දැමීමේ කුඩු කැමරා, කැමරා කාච, රූපවාහිනී පින්තූර නළය, කාච ආදියෙහි බහුලව භාවිතා වේ. එය වීදුරු කර්මාන්තයේ ද භාවිතා කළ හැකිය. සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහ ටයිටේනියම් ඩයොක්සයිඩ් එකට වීදුරු කහ පැහැයට හැරවිය හැකිය. වීදුරු වර්ණ ගැන්වීම සඳහා සීරියම් ඔක්සයිඩ් ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී ස්ථායී ක්‍රියාකාරිත්වය, අඩු මිල සහ දෘශ්‍ය ආලෝකය අවශෝෂණය නොකිරීමේ වාසි ඇත. ඊට අමතරව, පාරජම්බුල කිරණ සම්ප්‍රේෂණය අඩු කිරීම සඳහා ගොඩනැගිලි සහ මෝටර් රථවල භාවිතා කරන වීදුරු වලට සීරියම් ඔක්සයිඩ් එකතු කරනු ලැබේ. දුර්ලභ පෘථිවි දීප්ති ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා, බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ ලාම්පු වල දීප්ති ද්‍රව්‍යවල සහ දර්ශක සහ විකිරණ අනාවරකවල භාවිතා කරන පොස්පරවල භාවිතා වන දුර්ලභ පෘථිවි ත්‍රි-වර්ණ පොස්පරවල සක්‍රියකාරකයක් ලෙස සීරියම් ඔක්සයිඩ් එකතු කරනු ලැබේ. ලෝහ සීරියම් සකස් කිරීම සඳහා සීරියම් ඔක්සයිඩ් ද අමුද්‍රව්‍යයකි. ඊට අමතරව, අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවල, ඉහළ ශ්‍රේණියේ වර්ණක සහ ප්‍රභාසංවේදී වීදුරු සංවේදකය, මෝටර් රථ පිටාර පවිත්‍රකාරකය බහුලව භාවිතා කර ඇත. මෝටර් රථ පිටාර පිරිසිදු කිරීම සඳහා උත්ප්‍රේරකය ප්‍රධාන වශයෙන් පැණි වද සෙරමික් (හෝ ලෝහ) වාහකය සහ මතුපිට සක්‍රිය ආලේපනයෙන් සමන්විත වේ. සක්‍රිය කරන ලද ආලේපනය ගැමා-ට්‍රයොක්සයිඩ් විශාල ප්‍රදේශයකින්, මතුපිට ප්‍රදේශය ස්ථාවර කරන සුදුසු ඔක්සයිඩ් ප්‍රමාණයකින් සහ ආලේපනය තුළ විසිරී ඇති උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් සහිත ලෝහයකින් සමන්විත වේ. මිල අධික Pt අඩු කිරීම සඳහා, Rh මාත්‍රාව, Pd මාත්‍රාව වැඩි කිරීම සාපේක්ෂව ලාභදායී වේ, විවිධ කාර්ය සාධනයේ පදනම යටතේ මෝටර් රථ පිටාර පිරිසිදු කිරීමේ උත්ප්‍රේරක අඩු නොකර උත්ප්‍රේරකයේ පිරිවැය අඩු කරන්න, බහුලව භාවිතා වන Pt. Pd. Rh ත්‍රිත්ව උත්ප්‍රේරක ආලේපනය සක්‍රීය කිරීම, සාමාන්‍යයෙන් සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහ ලැන්තනම් ඔක්සයිඩ් යම් ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීම සඳහා සම්පූර්ණ ගිල්වීමේ ක්‍රමයක්, දුර්ලභ පෘථිවි උත්ප්‍රේරක බලපෑමක් ඇති කරයි. වටිනා ලෝහ ත්‍රිත්ව උත්ප්‍රේරකය. ¦ A-ඇලුමිනා සහාය දක්වන උච්ච ලෝහ උත්ප්‍රේරකවල ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ලැන්තනම් ඔක්සයිඩ් සහ සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහාය දක්වන ලද සහායක ලෙස භාවිතා කරන ලදී. පර්යේෂණයට අනුව, සීරියම් ඔක්සයිඩ් සහ ලැන්තනම් ඔක්සයිඩ්වල උත්ප්‍රේරක යාන්ත්‍රණය ප්‍රධාන වශයෙන් ක්‍රියාකාරී ආලේපනයේ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම, වායු-ඉන්ධන අනුපාතය සහ උත්ප්‍රේරණය ස්වයංක්‍රීයව සකස් කිරීම සහ වාහකයේ තාප ස්ථායිතාව සහ යාන්ත්‍රික ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වේ.