לוטעטיום(III) אָקסייד
| לוטעטיום אָקסיידאייגנשאַפטן |
| סינאָנים | לוטעטיום אַקסייד, לוטעטיום סעסקוויאָקסידע |
| CAS נומער | 12032-20-1 |
| כעמישע פאָרמולע | Lu2O3 |
| מאָלאַר מאַסע | 397.932 ג/מאָל |
| שמעלץ־פונקט | 2,490°C (4,510°F; 2,760K) |
| קאָכן־פונקט | 3,980°C (7,200°F; 4,250K) |
| סאָלוביליטי אין אַנדערע סאָלווענטן | נישט אויפלעזלעך |
| באַנד גאַפּ | 5.5eV |
הויך ריינקייטלוטעטיום אָקסיידספּעציפֿיקאַציע
| טיילכעל גרייס (D50) | 2.85 מיקראָמעטער |
| ריינקייט (Lu2O3) | ≧99.999% |
| TREO (טאָטאַל זעלטענע ערד אָקסיידן) | 99.55% |
| RE אומריינקייטן אינהאַלט | פּיפּיעם | נישט-REEs אומריינקייטן | פּיפּיעם |
| La2O3 | <1 | Fe2O3 | 1.39 |
| CeO2 | <1 | SiO2 | 10.75 |
| Pr6O11 | <1 | קאַאָ | 23.49 |
| Nd2O3 | <1 | פּבאָ | Nd |
| Sm2O3 | <1 | קל¯ | 86.64 |
| Eu2O3 | <1 | לאָי | 0.15% |
| גד2אָ3 | <1 | ||
| Tb4O7 | <1 | ||
| Dy2O3 | <1 | ||
| Ho2O3 | <1 | ||
| Er2O3 | <1 | ||
| Tm2O3 | <1 | ||
| Yb2O3 | <1 | ||
| Y2O3 | <1 |
【פּאַקאַגינג】25 ק"ג/זאַק רעקווייערמענץ: נעץ-דערווייַז, שטויב-פֿרייַ, טרוקן, ווענטילירן און ריין.
וואָס איזלוטעטיום אָקסיידגעניצט פֿאַר?
לאַזער קריסטאַלן און קערן מאַטריץ מאַטעריאַלן פֿאַר האַרט-שטאַט לייזערס:
קערן אַפּליקאַציעס: Lu₂O₃ איז אַ שליסל סטאַרטינג מאַטעריאַל פֿאַר מאַנופאַקטורינג הויך-פאָרשטעלונג לאַזער קריסטאַלן אַזאַ ווי לוטעטיום-דאָפּעד יטריום אַלומינום גאַרנעט און לוטעטיום-דאָפּעד יטריום ליטהיום פלאָריד. די קריסטאַלן זענען יוזשאַוואַלי אויסגעדריקט ווי Lu: YAG (יטטריום אַלומינום גאַרנעט) אָדער Lu: YLF (יטטריום ליטהיום פלאָריד).
מעханіזם פון קאַמף: לוטעטיום יאָנען (Lu³⁺) אַליין ווערן געוויינטלעך נישט גענוצט ווי אַקטיווע יאָנען (לאַזער עמיסיע צענטערס). אָבער, ווי אַ טייל פון די מאַטריץ גיטער, קענען זיי צושטעלן אַן עקסטרעם סטאַביל און קאָמפּאַקט גיטער סביבה. ווען דאָפּירט מיט אַנדערע זעלטענע ערד יאָנען (אַזאַ ווי Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), ווייַזן Lu₂O₃-באַזירטע קריסטאַלן:
הויכע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי: פֿאַרשפּרייט היץ עפֿעקטיוו, ערמעגלעכנדיג הויך-מאַכט לאַזער אָפּעראַציע און רעדוצירנדיק טערמישע לינז עפֿעקטן.
הויכע כעמישע און מעכאנישע פעסטקייט: זיכערט לאַנג-טערמין פאַרלאָזלעכקייט פון לייזערס אין שווערע סביבות.
אויסגעצייכנטע פאָנאָן ענערגיע אייגנשאַפטן: אַפעקטירט די ענערגיע לעוועל לעבנסדויער און קוואַנטום עפעקטיווקייט פון לאַזער יאָנען.
אַפּליקאַציעס: די לייזערס ווערן וויידלי גענוצט אין אינדוסטריעלער מאַטעריאַל פּראַסעסינג (שניידן, וועַלדינג, מאַרקינג), מעדיציניש (אָפטאַלמישע כירורגיע, הויט באַהאַנדלונג), וויסנשאַפטלעכע פאָרשונג, לידאַר, און פּאָטענציעלע אינערציעלע קאַנפיינמאַנט פיוזשאַן פאָרשונג.
ספּעציעלע קעראַמיק און גלאָז:
הויך רעפראַקטיוו אינדעקס/נידעריק דיספּערזיע אָפּטיש גלאז: Lu₂O₃ ווערט גענוצט צו מאַכן ספּעציעלע אָפּטישע גלאז (אַזאַ ווי לאַנטאַניד אָפּטיש גלאז) מיט גאָר הויך רעפראַקטיוו אינדעקס און גאָר נידעריקע דיספּערזיע קעראַקטעריסטיקס. דאָס גלאז איז וויכטיק פֿאַר קאָריגירן כראָמאַטיש אַבעראַציע אין אַוואַנסירטע אָפּטישע סיסטעמען (אַזאַ ווי מיקראָסקאָפּ אָביעקטיוון, הויך-סוף קאַמעראַ לענסעס, און ליטאָגראַפֿיע סיסטעמען).
טראַנספּאַרענטע קעראַמיק: Lu₂O₃ אַליין אָדער אין קאָמבינאַציע מיט אַנדערע אָקסיידן (אַזאַ ווי Y₂O₃) קען געניצט ווערן צו מאַכן טראַנספּאַרענטע פּאָליקריסטאַלין קעראַמיק. די קעראַמיק האָבן אָפּטישע איינהייטלעכקייט און ליכט טראַנסמיטאַנס ענלעך צו איין קריסטאַלן, אָבער זענען גרעסער אין גרייס, העכער אין מעכאַניש שטאַרקייט, און קען זיין ביליקער צו צוגרייטן. אַפּליקאַציעס אַרייַננעמען לאַזער געווינס מעדיע, ינפראַרעד פֿענצטער, מיסיל פערינגז, און הויך-ינטענסיטי לייטינג לאַמפּשאַדעס.
סטרוקטורעלע קעראַמישע צוגאַבן: א קליינע מאָס Lu₂O₃ קען צוגעגעבן ווערן ווי אַ סינטערינג הילף אָדער קערל גרענעץ אינזשעניריע אַגענט צו פֿאַרבעסערן די הויך-טעמפּעראַטור מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן, אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל, און קריך קעגנשטעל פון אנדערע אַוואַנסירטע קעראַמיקס (אַזאַ ווי סיליקאָן ניטריד און סיליקאָן קאַרבייד), און ווערט גענוצט אין הויך-טעמפּעראַטור לאַגערן, קאַטינג מכשירים, און טורבין מאָטאָר קאַמפּאָונאַנץ.
סינטילאַטאָר און ראַדיאַציע דעטעקציע:
הויפּט רוי מאַטעריאַלן: Lu₂O₃ איז אַן אומפֿאַרמיידלעכער רוי מאַטעריאַל פֿאַר סינטעזירן הויך-פּערפאָרמאַנס לוטעטיום-באַזירטע סינטילאַטאָר איינציקע קריסטאַלן און קעראַמיק. די וויכטיקסטע פֿאַרטרעטער זענען:
לוטעטיום סיליקאַט: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ און זייַנע דעריוואַטיווע קריסטאַלן. מיט הויך געדיכטקייט (~7.4 ג/קמ³), הויך עפעקטיוו אַטאָם נומער, שנעל פאַרפוילן צייט, און הויך ליכט אַרויסגאַבע, איז עס די מערסט אַוואַנסירטע דעטעקטאָר מאַטעריאַל אין פּאָזיטראָן ימישאַן טאָמאָגראַפי.
לוטעטיום איטריום אַלומינאַט: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ קעראַמיק. קאָמבינירט די מעלות פון הויך ליכט אַרויסגאַבע, שנעל פאַרפוילן, גוטע ענערגיע רעזאָלוציע, און קעראַמיק וואָס קענען געמאַכט ווערן אין גרויסע סיזעס און קאָמפּלעקסע פֿאָרמען, ווערט עס וויידלי געניצט אין מעדיצינישער בילדגעבונג (PET/CT), הויך-ענערגיע פֿיזיק עקספּערימענטן, היימלאַנד זיכערהייט (באַגאַזש/לאַסט סקאַנינג), און אויל קוואל לאָגינג.
מעלות: די הויכע אטאמישע נומער (71) פון לוטעטיום גיט דעם מאַטעריאַל אַן אויסגעצייכנטע הויך-ענערגיע פאָטאָן (X-שטראַל, גאַמאַ שטראַל) בלאָקירנדיקע פעאיקייט, וואָס פֿאַרבעסערט די דעטעקציע עפעקטיווקייט.
פאָספאָרן און ליכטיקע מאַטעריאַלן:
מאַטריץ מאַטעריאַלן: Lu₂O₃ קען גענוצט ווערן ווי אַן עפֿעקטיווע מאַטריץ פֿאַר זעלטן-ערד יאָן-אַקטיוויירטע לומאַנעסצענט מאַטעריאַלן. ווען דאָפּירט מיט אייראָפּיום יאָנען (Eu³⁺), קען עס אויסשטראַלן זייער ריין רויט פֿלואָרעסצענץ (הויפּט שפּיץ ~611 נם) מיט אַ שמאָלער עמיסיע באַנדווידט און הויך קאָליר ריינקייט.
אַפּליקאַציעס: מערסטנס געניצט אין הויך-ענד דיספּליי טעכנאָלאָגיע (אַזאַ ווי מעדיציניש הויך-רעזאָלוציע X-שטראַל בילד אינטענסיפיקאַציע סקרינז, זיכער טייפּס פון פעלד ימישאַן דיספּלייז) און פלורעסענט פּראָובז (ביאָמאַרקערס, סענסאָרס). זייַן ויסגעצייכנט כעמישע און טערמישע פעסטקייט ענשורז די לאַנג לעבן פון די פאָספאָר.
קאַטאַליטישער עפֿעקט:
קאַטאַליסט קאָמפּאָנענט: Lu₂O₃ איז אַקטיוו אין אַ פאַרשיידנקייט פון קאַטאַליטישע רעאַקציעס צוליב זיין לואיס אַסידיטי:
פּעטראָלעום ראַפינירן: עס קען ווערן גענוצט ווי אַ קאַטאַליסט טרעגער אָדער אַקטיוו קאָמפּאָנענט (מאַנטשמאָל גענוצט אין קאָמבינאַציע מיט אַנדערע מעטאַל אָקסיידן) אין פּראָצעסן ווי קראַקינג (צעדאַקאַזשירן שווערע אָיל אין ליכטע ברענשטאָפֿן), אַלקילאַציע (פּראָדוצירן הויך-אָקטאַן בענזין קאָמפּאָנענטן), און הידראָפּראָסעסינג (דעסולפוריזאַציע, דעניטראָגענאַציע).
פּאָלימעריזאַציע רעאַקציע: אין דער פּאָלימעריזאַציע רעאַקציע פון אָלעפינען (אַזאַ ווי עטאַלין און פּראָפּילען), קענען Lu₂O₃ אָדער זייַנע דעריוואַטיוון ווערן גענוצט ווי קאַטאַליסט קאָמפּאָנענטן צו ווירקן די מאָלעקולאַרע וואָג פאַרשפּרייטונג און מיקראָסטרוקטור פון די פּאָלימער.
מעטאַן קאָנווערסיע: עס ווײַזט פאָרשונג ווערט אין רעאַקציעס ווי מעטאַן אָקסידאַטיוו קאַפּלינג אָדער רעפאָרמינג צו פּראָדוצירן סינטעז גאַז.
אויטאָמאָביל אויספּוסט באַהאַנדלונג: עס ווערט גענוצט ווי אַ סטאַביליזאַטאָר אָדער קאָ-קאַטאַליסט קאָמפּאָנענט אין דריי-וועג קאַטאַליסטן (כאָטש זיין אַפּליקאַציע איז ווייניקער ווי די פון צעריום, זירקאָניום, אאז"ו ו).
מעכאניזם: איר קאַטאַליטישע טעטיקייט קומט הויפּטזעכליך פון דער אַדסאָרפּציע און אַקטיוואַציע פיייקייט פון ייבערפלאַך זויערשטאָף וואַקאַנסיעס און אויסגעשטעלטע Lu³⁺ יאָן זייטלעך אויף רעאַקטאַנט מאָלעקולן.
אַנדערע אַוואַנסירטע אַפּליקאַציעס:
נוקלעארע אינדוסטריע: דער איזאטאפ Lu-176 (נאטירלעכע שעפע פון בערך 2.6%) האט א גרויסן טערמישן נייטראן כאפער קראָס סעקציע און קען ווערן פארוואנדלט אין דעם מעדיציניש ווערטפולן ראַדיאָאַקטיוון איזאטאפ Lu-177 (פאר צילגעריכטעטע ראַדיאָטהעראַפּיע) נאך נייטראן באשטראלונג. Lu₂O₃ איז דער סטאַרטינג מאַטעריאַל פאר רייניקונג Lu-176 אדער צוגרייטן Lu-177 ראַדיאָפאַרמאַסוטיקאַלס. הויך-ריינקייט Lu₂O₃ קען אויך ווערן גענוצט אין דער פאָרשונג פון נייטראן-אַבזאָרבינג מאַטעריאַלן אדער נוקלעארע קאָנטראָל ראַדס.
עלעקטראָנישע מאַטעריאַלן: אַלס אַ פֿאָרשונגס־אָביעקט פֿון הויך־κ טויער דיעלעקטרישע מאַטעריאַלן (געניצט צו פֿאַרבײַטן סיליקאָן־דייאַקסײַד אין סיליקאָן־באַזירטע טשיפּס), אָדער פֿאַר דער פֿאָרשונג פֿון פֿעראָעלעקטרישע און מולטיפֿעראָישע מאַטעריאַלן.
קאָוטינג מאַטעריאַלן: געניצט צו צוגרייטן פּראַטעקטיוו קאָוטינגז וואָס זענען קעגנשטעליק צו הויך טעמפּעראַטורן, קעראָוזשאַן, אָדער האָבן ספּעציעלע אָפּטישע פּראָפּערטיעס (אַזאַ ווי פֿאַר ערקראַפט מאָטאָרן אָדער סאַטעליט אָפּטישע קאָמפּאָנענטן).
עקספּערימענטאַלע פיזיק: גענוצט ווי אַ טשערענקאָוו ראַדיאַטאָר מאַטעריאַל אין פּאַרטיקל פיזיק עקספּערימענטן.
קיצור:
לוטעטיום אָקסייד (Lu₂O₃) איז זיכער נישט קיין געוויינטלעכער רוי מאַטעריאַל. עס איז אַ שליסל סטראַטעגישער מאַטעריאַל וואָס שטיצט מאָדערנע, שפּיץ טעכנאָלאָגיע. זיין קערן ווערט ליגט אין:
אלס א הויך-לעוועל מאטריץ מאַטעריאַל פֿאַר הויך-פאָרשטעלונג לאַזער קריסטאַלן (אַזאַ ווי Lu: YAG, Lu: YLF), עס ערמעגליכט הויך-מאַכט, הויך-סטאַביליטעט האַרט-שטאַט לייזערס.
אלס דער ווינקלשטיין פון דער קומענדיגער דור פון סינטילאַטאָר מאַטעריאַלן (LSO, LYSO, LuAG: Ce), טרייבט עס די כידעש פון מעדיצינישער בילדגעבונג (PET/CT) און ראַדיאַציע דעטעקשאַן טעכנאָלאָגיע.
עס גיט ספּעציעלע אָפּטישע גלאָז און טראַנספּאַרענטע קעראַמיק אויסגעצייכנטע אָפּטישע אייגנשאַפטן (הויך רעפראַקציע, נידעריקע דיספּערזיע, ברייט ליכט טראַנסמיסיע קייט).
אלס א הויך-עפעקטיוויטעט פאספאר מאטריץ (Lu₂O₃:Eu³⁺), גיט עס הויך-ריינקייט רויט ליכט אויסשטראלונג.
עס ווייזט אַ יינציק רעאַקציע אַקטיוואַציע פיייקייט אין העטעראָגענעאַס קאַטאַליז.
אלע די אנווענדונגען פארלאזן זיך אויף דער הויכער ריינקייט פון Lu₂O₃ (וואס פארלאנגט געווענליך 4N/99.99% אדער אפילו 5N/99.999% אדער מער), א גענויע סטויכיאמעטרישע פארהעלטעניש, און א ספעציפישע פיזישע פארעם (ווי למשל אולטראפיין פודער, נאנא-פארטיקלען). די טיפקייט און ברייטקייט פון איר אנווענדונג אין הויך-טעק פעלדער וואקסן נאך אלץ, ספעציעל אין די פעלדער פון לאזער טעכנאלאגיע, מעדיצינישע בילדגעבונג, און נוקלעארע מעדיצין, וואו זי האט אן אומפארטרעטבארע פאזיציע.