Oksid Lutetiumi (III)
| Oksid LutetiumiProna |
| Sinonim | Oksidi i lutetiumit, sekuoksidi i lutetiumit |
| CASNr. | 12032-20-1 |
| Formula kimike | Lu2O3 |
| Masa molare | 397.932g/mol |
| Pika e shkrirjes | 2,490°C(4,510°F; 2,760K) |
| Pika e vlimit | 3,980°C(7,200°F; 4,250K) |
| Tretshmëria në tretës të tjerë | I pazgjidhshëm |
| Hapësira e brezit | 5.5eV |
Pastërti e LartëOksid LutetiumiSpecifikimi
| Madhësia e Grimcave (D50) | 2.85 μm |
| Pastërtia (Lu2O3) | ≧99.999% |
| TREO (Totali i Oksideve të Rralla të Tokës) | 99.55% |
| Përmbajtja e papastërtive RE | ppm | Papastërtitë jo-REE | 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 |
【Paketimi】25KG/qese Kërkesat: rezistente ndaj lagështirës, pa pluhur, e thatë, e ajrosur dhe e pastër.
Çfarë ështëOksid Lutetiumipërdoret për?
Kristale lazeri dhe materiale të matricës thelbësore për lazerë në gjendje të ngurtë:
Zbatimet kryesore: Lu₂O₃ është një material fillestar kyç për prodhimin e kristaleve lazer me performancë të lartë, siç janë granata e aluminit itrium i dopuar me lutetium dhe fluoridi i litiumit i dopuar me lutetium. Këto kristale zakonisht shprehen si Lu: YAG (Granata e aluminit itrium) ose Lu: YLF (Fluoridi i litiumit itrium).
Mekanizmi i veprimit: Jonet e lutetiumit (Lu³⁺) vetë zakonisht nuk përdoren si jone aktive (qendra të emetimit të lazerit). Megjithatë, si pjesë e rrjetës matricore, ato mund të ofrojnë një mjedis rrjete jashtëzakonisht të qëndrueshëm dhe kompakt. Kur dopohen me jone të tjera të rralla të tokës (si Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), kristalet me bazë Lu₂O₃ shfaqin:
Përçueshmëri e lartë termike: Shpërndan në mënyrë efektive nxehtësinë, duke lejuar funksionimin me lazer me fuqi të lartë dhe duke zvogëluar efektet e lenteve termike.
Stabilitet i lartë kimik dhe mekanik: Siguroni besueshmëri afatgjatë të lazerëve në mjedise të ashpra.
Vetitë e shkëlqyera të energjisë së fononit: Ndikojnë në jetëgjatësinë e nivelit të energjisë dhe efikasitetin kuantik të joneve të lazerit.
Zbatimet: Këta lazerë përdoren gjerësisht në përpunimin industrial të materialeve (prerje, saldim, shënjim), mjekësi (kirurgji oftalmike, trajtim të lëkurës), kërkim shkencor, lidar dhe kërkime të mundshme të bashkimit me kufizim inercial.
Qeramikë dhe qelq special:
Qelq optik me indeks të lartë thyerjeje/shpërndarje të ulët: Lu₂O₃ përdoret për të prodhuar qelq optik special (siç është qelqi optik lantanid) me indeks thyerjeje jashtëzakonisht të lartë dhe karakteristika shpërndarëse jashtëzakonisht të ulëta. Ky qelq është thelbësor për korrigjimin e aberacionit kromatik në sistemet optike të përparuara (siç janë objektivat e mikroskopit, lentet e kamerave të nivelit të lartë dhe sistemet e litografisë).
Qeramika transparente: Lu₂O₃ vetë ose në kombinim me okside të tjera (si Y₂O₃) mund të përdoret për të bërë qeramikë polikristaline transparente. Këto qeramika kanë uniformitet optik dhe transmetim drite të ngjashëm me kristalet e vetme, por janë më të mëdha në madhësi, më të larta në forcë mekanike dhe mund të jenë më pak të kushtueshme për t'u përgatitur. Zbatimet përfshijnë media me përforcues lazeri, dritare infra të kuqe, mbulesa raketash dhe abazhurë ndriçimi me intensitet të lartë.
Aditivë strukturorë qeramikë: Një sasi e vogël Lu₂O₃ mund të shtohet si ndihmës për sinterim ose si agjent për inxhinierinë e kufijve të kokrrizave për të përmirësuar vetitë mekanike të temperaturës së lartë, rezistencën ndaj oksidimit dhe rezistencën ndaj zvarritjes së qeramikës së tjera të përparuar (si nitridi i silikonit dhe karbidi i silikonit), dhe përdoret në kushinetat e temperaturës së lartë, mjetet prerëse dhe përbërësit e motorëve me turbinë.
Zbulimi i scintilatorit dhe rrezatimit:
Lëndët e para kryesore: Lu₂O₃ është një lëndë e parë e domosdoshme për sintezën e kristaleve të vetme shintiluese me bazë lutetiumi dhe qeramikës me performancë të lartë. Përfaqësuesit më të rëndësishëm janë:
Silikati i lutetiumit: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ dhe kristalet derivate të tij. Me dendësi të lartë (~7.4 g/cm³), numër të lartë atomik efektiv, kohë të shpejtë zbërthimi dhe prodhim të lartë drite, është materiali më i përparuar i detektorëve në tomografinë me emetim pozitronesh.
Qeramika e lutetiumit dhe itriumit: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺. Duke kombinuar avantazhet e prodhimit të lartë të dritës, zbërthimit të shpejtë, rezolucionit të mirë të energjisë dhe qeramikës që mund të prodhohet në madhësi të mëdha dhe forma komplekse, përdoret gjerësisht në imazherinë mjekësore (PET/CT), eksperimente fizike me energji të lartë, sigurinë kombëtare (skanimi i bagazheve/ngarkesave) dhe regjistrimin e puseve të naftës.
Avantazhet: Numri i lartë atomik (71) i lutetiumit i jep materialit aftësi të shkëlqyera bllokuese të fotoneve me energji të lartë (rrezet X, rrezet gama), duke përmirësuar efikasitetin e zbulimit.
Fosforet dhe materialet lumineshente:
Materialet e matricës: Lu₂O₃ mund të përdoret si një matricë efikase për materialet lumineshente të aktivizuara nga jonet e rralla të tokës. Kur dopohet me jone europiumi (Eu³⁺), ai mund të lëshojë fluoreshencë të kuqe shumë të pastër (kulmi kryesor ~611 nm) me një brez të ngushtë transmetimi dhe pastërti të lartë ngjyre.
Zbatimet: Përdoret kryesisht në teknologjinë e ekranit të nivelit të lartë (si ekranet mjekësore të intensifikimit të imazhit me rreze X me rezolucion të lartë, lloje të caktuara të ekraneve të emetimit në terren) dhe sondat fluoreshente (bioshënjuesit, sensorët). Stabiliteti i tij i shkëlqyer kimik dhe termik siguron jetëgjatësinë e fosforit.
Efekti katalitik:
Komponenti i katalizatorit: Lu₂O₃ është aktiv në një sërë reaksionesh katalitike për shkak të aciditetit të tij Lewis:
Rafinimi i naftës: Mund të përdoret si bartës katalizatori ose përbërës aktiv (ndonjëherë i përdorur në kombinim me okside të tjera metalike) në procese të tilla si plasaritja (zbërthimi i naftës së rëndë në lëndë djegëse të lehta), alkilimi (prodhimi i përbërësve të benzinës me oktan të lartë) dhe hidropërpunimi (desulfurizimi, denitrogjenizimi).
Reaksioni i polimerizimit: Në reaksionin e polimerizimit të olefinave (si etileni dhe propileni), Lu₂O₃ ose derivatet e tij mund të përdoren si përbërës katalizatorë për të ndikuar në shpërndarjen e peshës molekulare dhe mikrostrukturën e polimerit.
Konvertimi i metanit: Tregon vlerë kërkimore në reaksione të tilla si çiftëzimi oksidativ i metanit ose reformimi për të prodhuar gaz sinteze.
Trajtimi i shkarkimeve të automobilave: Përdoret si stabilizues ose bashkë-katalizator në katalizatorët trekahësh (megjithëse zbatimi i tij është më i vogël se ai i ceriumit, zirkonit, etj.).
Mekanizmi: Aktiviteti i tij katalitik vjen kryesisht nga aftësia e adsorbimit dhe aktivizimit të vendeve të lira të oksigjenit në sipërfaqe dhe vendeve të ekspozuara të joneve Lu³⁺ në molekulat reaguese.
Aplikime të tjera të përparuara:
Industria bërthamore: Izotopi Lu-176 (bollëku natyror prej rreth 2.6%) ka një prerje tërthore të madhe termike të kapjes së neutroneve dhe mund të shndërrohet në izotopin radioaktiv Lu-177 me vlerë mjekësore (për radioterapi të synuar) pas rrezatimit me neutrone. Lu₂O₃ është lënda fillestare për pastrimin e Lu-176 ose përgatitjen e radiofarmaceutikëve Lu-177. Lu₂O₃ me pastërti të lartë mund të përdoret gjithashtu në kërkimin e materialeve që thithin neutronet ose shufrave të kontrollit bërthamor.
Materiale elektronike: Si objekt kërkimi i materialeve dielektrike me portë të lartë κ (të përdorura për të zëvendësuar dioksidin e silikonit në çipat me bazë silikoni), ose për kërkimin e materialeve feroelektrike dhe multiferoike.
Materialet e veshjes: Përdoren për të përgatitur veshje mbrojtëse që janë rezistente ndaj temperaturave të larta, korrozionit ose që kanë veti optike të veçanta (si për motorët e avionëve ose komponentët optikë të satelitëve).
Fizika eksperimentale: Përdoret si material për radiatorin Cherenkov në eksperimentet e fizikës së grimcave.
Përmbledhje:
Oksidi i lutetiumit (Lu₂O₃) nuk është aspak një lëndë e parë e zakonshme. Është një material strategjik kyç që mbështet teknologjinë moderne të përparuar. Vlera e tij thelbësore qëndron në:
Si një material matrice i nivelit të lartë për kristale lazeri me performancë të lartë (si Lu: YAG, Lu: YLF), ai mundëson lazerë në gjendje të ngurtë me fuqi të lartë dhe stabilitet të lartë.
Si gurthemeli i gjeneratës së ardhshme të materialeve shintilatuese (LSO, LYSO, LuAG: Ce), ajo nxit inovacionin e imazherisë mjekësore (PET/CT) dhe teknologjisë së zbulimit të rrezatimit.
I jep qelqit optik të veçantë dhe qeramikës transparente veti të shkëlqyera optike (thyerje e lartë, shpërndarje e ulët, gamë e gjerë transmetimi të dritës).
Si një matricë fosfori me efikasitet të lartë (Lu₂O₃:Eu³⁺), ajo siguron emetim të dritës së kuqe me pastërti të lartë.
Ai shfaq një aftësi unike të aktivizimit të reagimit në katalizën heterogjene.
Të gjitha këto zbatime mbështeten në pastërtinë e lartë të Lu₂O₃ (zakonisht kërkon 4N/99.99% ose edhe 5N/99.999% ose më shumë), raportin e saktë stekiometrik dhe formën fizike specifike (si pluhuri ultrafine, nanopjesëzat). Thellësia dhe gjerësia e zbatimit të tij në fushat e teknologjisë së lartë janë ende duke u zgjeruar, veçanërisht në fushat e teknologjisë lazer, imazherisë mjekësore dhe mjekësisë bërthamore, ku ai ka një pozicion të pazëvendësueshëm.