Lutetium(III) Oksido
| Lutetium OxideMga Ari-arian |
| Kasingkahulugan | Lutetium oxide, Lutetium sesquioxide |
| Numero ng CAS. | 12032-20-1 |
| Pormula ng kemikal | Lu2O3 |
| Masa ng molar | 397.932g/mol |
| Punto ng pagkatunaw | 2,490°C(4,510°F;2,760K) |
| Punto ng pagkulo | 3,980°C(7,200°F;4,250K) |
| Kakayahang matunaw sa iba pang mga solvent | Hindi matutunaw |
| Agwat sa banda | 5.5eV |
Mataas na KadalisayanLutetium OxideEspesipikasyon
| Laki ng Partikulo (D50) | 2.85 μm |
| Kadalisayan（Lu2O3） | ≧99.999% |
| TREO (Kabuuang RareEarthOxides) | 99.55% |
| Mga Nilalaman ng RE Impurities | ppm | Mga Impuridad na Hindi 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 |
【Pagbabalot】Mga Kinakailangan sa 25KG/supot: hindi tinatablan ng tubig, walang alikabok, tuyo, may bentilasyon at malinis.
Ano angLutetium Oxideginagamit para sa?
Mga kristal ng laser at mga materyales ng core matrix para sa mga solid-state laser:
Mga Pangunahing Aplikasyon: Ang Lu₂O₃ ay isang mahalagang panimulang materyal para sa paggawa ng mga high-performance na kristal ng laser tulad ng lutetium-doped yttrium aluminum garnet at lutetium-doped yttrium lithium fluoride. Ang mga kristal na ito ay karaniwang ipinapahayag bilang Lu: YAG (Yttrium Aluminum Garnet) o Lu: YLF (Yttrium Lithium Fluoride).
Mekanismo ng pagkilos: Ang mga Lutetium ion (Lu³⁺) mismo ay karaniwang hindi ginagamit bilang mga aktibong ion (mga sentro ng emisyon ng laser). Gayunpaman, bilang bahagi ng matrix lattice, maaari silang magbigay ng isang napakatatag at siksik na kapaligiran ng lattice. Kapag nilagyan ng iba pang mga rare earth ion (tulad ng Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), ang mga kristal na nakabatay sa Lu₂O₃ ay nagpapakita ng:
Mataas na thermal conductivity: Epektibong nagpapakalat ng init, na nagpapahintulot sa high-power na operasyon ng laser at binabawasan ang mga epekto ng thermal lens.
Mataas na kemikal at mekanikal na katatagan: Tinitiyak ang pangmatagalang pagiging maaasahan ng mga laser sa malupit na kapaligiran.
Napakahusay na katangian ng enerhiya ng phonon: Nakakaapekto sa tagal ng buhay ng antas ng enerhiya at quantum efficiency ng mga laser ion.
Mga Aplikasyon: Ang mga laser na ito ay malawakang ginagamit sa pagproseso ng mga materyales na pang-industriya (paggupit, pagwelding, pagmamarka), medikal (operasyon sa mata, paggamot sa balat), siyentipikong pananaliksik, lidar, at pananaliksik sa potential inertial confinement fusion.
Mga espesyal na seramiko at salamin:
Mataas na refractive index/mababang dispersion optical glass: Ang Lu₂O₃ ay ginagamit sa paggawa ng mga espesyal na optical glass (tulad ng lanthanide optical glass) na may napakataas na refractive index at napakababang dispersion characteristics. Ang salamin na ito ay mahalaga para sa pagwawasto ng chromatic aberration sa mga advanced optical system (tulad ng mga microscope objective, high-end camera lens, at lithography system).
Mga Transparent na Keramika: Ang Lu₂O₃ mismo o kasama ng iba pang mga oksido (tulad ng Y₂O₃) ay maaaring gamitin upang gumawa ng mga transparent na polycrystalline na keramika. Ang mga keramikang ito ay may optical uniformity at light transmittance na katulad ng mga single crystal, ngunit mas malaki ang sukat, mas mataas ang mekanikal na lakas, at maaaring mas mura ang paghahanda. Kabilang sa mga aplikasyon ang laser gain media, infrared windows, missile fairings, at high-intensity lighting lampshade.
Mga structural ceramic additives: Ang isang maliit na halaga ng Lu₂O₃ ay maaaring idagdag bilang sintering aid o grain boundary engineering agent upang mapabuti ang high-temperature mechanical properties, oxidation resistance, at creep resistance ng iba pang advanced ceramics (tulad ng silicon nitride at silicon carbide), at ginagamit sa high-temperature bearings, cutting tools, at mga bahagi ng turbine engine.
Scintillator at pagtukoy ng radyasyon:
Mga Pangunahing Hilaw na Materyales: Ang Lu₂O₃ ay isang kailangang-kailangan na hilaw na materyal para sa paggawa ng mga high-performance na lutetium-based scintillator single crystals at ceramics. Ang pinakamahalagang kinatawan ay:
Lutetium silicate: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ at ang mga hinangong kristal nito. Dahil sa mataas na densidad (~7.4 g/cm³), mataas na epektibong atomic number, mabilis na oras ng pagkabulok, at mataas na output ng liwanag, ito ang pinaka-advanced na materyal ng detektor sa positron emission tomography.
Lutetium yttrium aluminate: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ mga seramika. Pinagsasama ang mga bentahe ng mataas na output ng liwanag, mabilis na pagkabulok, mahusay na paglutas ng enerhiya, at mga seramika na maaaring gawin sa malalaking sukat at kumplikadong mga hugis, malawakan itong ginagamit sa medical imaging (PET/CT), mga eksperimento sa high-energy physics, homeland security (baggage/cargo scanning), at oil well logging.
Mga Kalamangan: Ang mataas na atomic number (71) ng lutetium ay nagbibigay sa materyal ng mahusay na high-energy photon (X-ray, gamma ray) na kakayahang humarang, na nagpapabuti sa kahusayan sa pagtuklas.
Mga pospor at mga materyales na luminaw:
Mga materyales ng matrix: Ang Lu₂O₃ ay maaaring gamitin bilang isang mahusay na matrix para sa mga rare-earth ion-activated luminescent na materyales. Kapag nilagyan ng europium ions (Eu³⁺), maaari itong maglabas ng napakadalisay na pulang fluorescence (pangunahing peak ~611 nm) na may makitid na bandwidth ng emisyon at mataas na kadalisayan ng kulay.
Mga Aplikasyon: Pangunahing ginagamit sa mga high-end na teknolohiya ng display (tulad ng mga medical high-resolution X-ray image intensification screen, ilang uri ng field emission display) at mga fluorescent probe (biomarker, sensor). Tinitiyak ng mahusay na kemikal at thermal stability nito ang mahabang buhay ng phosphor.
Katalitikong epekto:
Bahagi ng katalista: Ang Lu₂O₃ ay aktibo sa iba't ibang reaksyong katalitiko dahil sa kaasiman nitong Lewis:
Pagpino ng petrolyo: Maaari itong gamitin bilang tagadala ng katalista o aktibong sangkap (minsan ginagamit kasama ng iba pang mga metal oxide) sa mga proseso tulad ng pag-crack (pagbulok ng mabibigat na langis upang maging magaan na panggatong), alkylation (paggawa ng mga sangkap ng gasolina na may mataas na oktano), at hydroprocessing (desulfurization, denitrogenation).
Reaksyon ng polimerisasyon: Sa reaksyon ng polimerisasyon ng mga olefin (tulad ng ethylene at propylene), ang Lu₂O₃ o ang mga derivative nito ay maaaring gamitin bilang mga sangkap ng katalista upang makaapekto sa distribusyon ng bigat ng molekula at microstructure ng polimer.
Pagbabagong-anyo ng Methane: Ipinapakita nito ang kahalagahan ng pananaliksik sa mga reaksyon tulad ng methane oxidative coupling o reforming upang makagawa ng synthesis gas.
Paggamot sa tambutso ng sasakyan: Ginagamit ito bilang isang pampatatag o co-catalyst component sa mga three-way catalyst (bagaman ang aplikasyon nito ay mas kaunti kaysa sa cerium, zirconium, atbp.).
Mekanismo: Ang catalytic activity nito ay pangunahing nagmumula sa kakayahan ng adsorption at activation ng mga bakanteng oxygen sa ibabaw at mga nakalantad na Lu³⁺ ion site sa mga molekula ng reactant.
Iba pang mga makabagong aplikasyon:
Industriya ng Nukleyar: Ang isotope na Lu-176 (natural na kasaganaan na humigit-kumulang 2.6%) ay may malaking thermal neutron capture cross section at maaaring i-convert sa mahalagang medikal na radioactive isotope na Lu-177 (para sa naka-target na radiotherapy) pagkatapos ng neutron irradiation. Ang Lu₂O₃ ang panimulang materyal para sa paglilinis ng Lu-176 o paghahanda ng mga radiopharmaceutical na Lu-177. Ang mataas na kadalisayan na Lu₂O₃ ay maaari ding gamitin sa pananaliksik ng mga materyales na sumisipsip ng neutron o mga nuclear control rod.
Mga elektronikong materyales: Bilang isang bagay ng pananaliksik ng mga high-κ gate dielectric na materyales (ginagamit upang palitan ang silicon dioxide sa mga silicon-based chips), o para sa pananaliksik ng mga ferroelectric at multiferroic na materyales.
Mga materyales na patong: Ginagamit upang maghanda ng mga proteksiyon na patong na lumalaban sa mataas na temperatura, kalawang, o may mga espesyal na katangiang optikal (tulad ng para sa mga makina ng sasakyang panghimpapawid o mga bahaging optikal ng satellite).
Pisikang eksperimental: Ginagamit bilang materyal ng Cherenkov radiator sa mga eksperimento sa pisika ng partikulo.
Buod:
Ang Lutetium oxide (Lu₂O₃) ay hindi nangangahulugang isang ordinaryong hilaw na materyal. Ito ay isang mahalagang estratehikong materyal na sumusuporta sa modernong makabagong teknolohiya. Ang pangunahing halaga nito ay nakasalalay sa:
Bilang isang top-level na matrix material para sa mga high-performance laser crystals (tulad ng Lu: YAG, Lu: YLF), nagbibigay-daan ito sa mga high-power, high-stability solid-state lasers.
Bilang pundasyon ng susunod na henerasyon ng mga materyales na scintillator (LSO, LYSO, LuAG: Ce), ito ang nagtutulak sa inobasyon ng medical imaging (PET/CT) at teknolohiya sa pagtukoy ng radiation.
Nagbibigay ito ng mahusay na mga katangiang optikal (mataas na repraksyon, mababang dispersyon, malawak na saklaw ng pagpapadala ng liwanag) sa espesyal na optical glass at transparent ceramics.
Bilang isang high-efficiency phosphor matrix (Lu₂O₃:Eu³⁺), nagbibigay ito ng mataas na kadalisayan na emisyon ng pulang ilaw.
Nagpapakita ito ng kakaibang kakayahan sa pag-activate ng reaksyon sa heterogeneous catalysis.
Ang lahat ng mga aplikasyong ito ay umaasa sa mataas na kadalisayan ng Lu₂O₃ (karaniwang nangangailangan ng 4N/99.99% o kahit 5N/99.999% o higit pa), tumpak na stoichiometric ratio, at tiyak na pisikal na anyo (tulad ng ultrafine powder, nanoparticles). Ang lalim at lawak ng aplikasyon nito sa mga high-tech na larangan ay lumalawak pa rin, lalo na sa mga larangan ng teknolohiya ng laser, medical imaging, at nuclear medicine, kung saan mayroon itong hindi mapapalitang posisyon.