Über anorganische Materialien – Ceroxid
CeroxidCeroxid ist eine anorganische Substanz mit der chemischen Formel CeO₂. Es handelt sich um ein blassgelbes bis gelblich-braunes Pulver mit einer Dichte von 7,13 g/cm³ und einem Schmelzpunkt von 2397 °C. Es ist unlöslich in Wasser und Laugen, aber schwerlöslich in Säuren. Bei 2000 °C und 15 MPa kann Ceroxid mit Wasserstoff zu Ceroxid reduziert werden.CertrioxidBei Temperaturen zwischen 2000 °C und Drücken über 5 MPa weist Ceroxid eine gelblich-rötliche, manchmal rosa Farbe auf. Es wird als Poliermittel, Katalysator, Katalysatorträger (Additiv), UV-Absorber, Brennstoffzellenelektrolyt, Abgasabsorber für Kraftfahrzeuge und in der Elektronikkeramik eingesetzt.
I. Verwendung
Oxidationsmittel. Katalysator für organische Reaktionen. Seltenerdmetallstandard für die Stahlanalyse. Redox-Titrationsanalyse. Glasentfärbung. Sonnenschutzmittel für Glasemaille. Hitzebeständige Legierung.
Es wird als Zusatzstoff in der Glasindustrie, als Schleifmittel für Flachglas und in Kosmetika als UV-Inhibitor eingesetzt. Mittlerweile findet es Anwendung beim Polieren von Brillengläsern, optischen Linsen und Kathodenstrahlröhren und bewirkt Entfärbung, Aufhellung sowie Absorption von ultravioletten und Elektronenstrahlen.
II. Seltene-Erden-Effekte
1. Seltene ErdenPoliereffekte
Seltenerd-Polierpulver bieten die Vorteile hoher Poliergeschwindigkeit, erstklassiger Oberflächenqualität und langer Lebensdauer. Im Vergleich zu herkömmlichen Eisenoxid-Polierpulvern sind sie umweltfreundlicher und lassen sich leicht von Verunreinigungen befreien.Ceroxid-PolierpulverPolierpulver auf Seltenerdbasis können Linsen in nur einer Minute polieren, während Polierpulver auf Eisenoxidbasis 30 bis 60 Minuten benötigen. Daher bieten diese Pulver die Vorteile einer geringen Dosierung, einer hohen Poliergeschwindigkeit und einer hohen Poliereffizienz. Sie verbessern zudem die Polierqualität und die Arbeitsbedingungen. Seltenerd-Glaspolierpulver werden typischerweise aus cerreichen Oxiden hergestellt. Ceroxid ist ein äußerst effektives Poliermittel, da es Glas gleichzeitig durch chemische Zersetzung und mechanische Reibung poliert. Seltenerd-Cer-Polierpulver finden breite Anwendung beim Polieren von Kameras, Videokameraobjektiven, Fernsehbildröhren, Brillengläsern und anderen Produkten. In China gibt es Dutzende von Fabriken für Seltenerd-Polierpulver, von denen über zehn eine Produktionskapazität von über 100 Tonnen aufweisen. Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd., ein chinesisch-ausländisches Joint Venture, ist einer der größten Hersteller von Seltenerd-Polierpulver in China mit einer jährlichen Produktionskapazität von 1.200 Tonnen. Die Produkte werden im In- und Ausland vertrieben.
2. Glasentfärbung
Jedes Glas enthält Eisenoxid, das durch Rohstoffe wie Sand, Kalkstein und Glasscherben in die Glasmischung gelangen kann. Es existiert in zwei Formen: zweiwertiges Eisen, das das Glas dunkelblau färbt, und dreiwertiges Eisen, das es gelb färbt. Die Entfärbung erfolgt durch Oxidation der zweiwertigen Eisenionen zu dreiwertigem Eisen, da dreiwertiges Eisen nur ein Zehntel der Intensität seines zweiwertigen Gegenstücks aufweist. Anschließend wird ein Farbkorrektor hinzugefügt, um die Farbe zu einem hellen Grün zu neutralisieren.
Die zur Glasentfärbung verwendeten Seltenerdelemente sind hauptsächlich Ceroxid und Neodymoxid. Seltenerd-Glasentfärbungsmittel ersetzen die herkömmlichen weißen Arsenentfärbungsmittel und verbessern so die Effizienz bei gleichzeitiger Vermeidung von Arsenverunreinigungen. Ceroxid bietet die Vorteile hoher Temperaturstabilität, geringer Kosten und der Nichtabsorption von sichtbarem Licht für die Glasentfärbung.
3.Glasfärbung
Seltenerdionen weisen bei hohen Temperaturen stabile, leuchtende Farben auf und werden zur Herstellung von farbigem Glas durch Zugabe zu Flüssigkeiten verwendet. Seltenerdoxide wie Neodym, Praseodym, Erbium und Cer eignen sich hervorragend als Glasfarbstoffe. Absorbiert transparentes Glas mit diesen Farbstoffen sichtbares Licht im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 Nanometern, zeigt es wunderschöne Farben. Diese farbigen Gläser können zur Herstellung von Kontrollleuchtenabdeckungen für die Luftfahrt, die Schifffahrt und verschiedene Transportmittel sowie für hochwertige Kunstgegenstände verwendet werden.
Wird Natronkalk- und Bleiglas Neodymoxid zugesetzt, hängt die Farbtiefe des Glases von der Dicke, dem Neodymgehalt und der Intensität der Lichtquelle ab. Dünnes Glas erscheint hellrosa, dickeres Glas bläulich-violett. Dieses Phänomen wird als Neodymdichroismus bezeichnet. Praseodymoxid erzeugt ein Grün, ähnlich dem von Chrom. Erbiumoxid, das in photochromem Glas und Kristallglas verwendet wird, erzeugt einen rosa Farbton. Ceroxid in Kombination mit Titandioxid erzeugt einen gelben Farbton. Praseodymoxid und Neodymoxid können in Praseodym-Neodym-Schwarzglas verwendet werden.
4. Seltenerd-Klärungsmittel
Ceroxid wird anstelle des herkömmlichen Arsenoxids als Glasklärmittel eingesetzt, um Blasen und Farbreste zu entfernen. Dies ist besonders effektiv bei der Herstellung farbloser Glasflaschen und führt zu kristallweißem Glas mit hervorragender Transparenz, erhöhter Festigkeit und verbesserter Hitzebeständigkeit. Zudem wird die Arsenbelastung der Umwelt und des Glases selbst vermieden.
Zusätzlich,CeroxidEs kann Alltagsglas, wie beispielsweise Architektur- und Autoglas sowie Kristallglas, beigemischt werden, um die UV-Durchlässigkeit zu reduzieren. Diese Anwendung ist in Japan und den USA weit verbreitet. Mit dem steigenden Lebensstandard in meinem Land wird auch hier ein starker Markt erwartet. Neodymoxid, das Kathodenstrahlröhrenglas beigemischt wird, eliminiert die Rotlichtstreuung und verbessert die Bildschärfe. Zu den Spezialgläsern mit Seltenerdzusätzen gehören: Lanthanglas, das aufgrund seines hohen Brechungsindex und seiner geringen Dispersion häufig in der Herstellung verschiedener Linsen sowie von Objektiven für moderne Kameras und Camcorder, insbesondere für Höhenfotografie, verwendet wird; strahlenbeständiges Cerglas, das in Autoglas und Fernsehglas zum Einsatz kommt; und Neodymglas, ein ideales Material für große Laser, vor allem in Anlagen zur kontrollierten Kernfusion.