Lutetium(III) oksidi
| Lutetium oksidiƏmlaklar |
| Sinonim | Lutetium oksidi, Lutetium sesquioksid |
| CASNo. | 12032-20-1 |
| Kimyəvi formula | Lu2O3 |
| Molar kütlə | 397.932 q/mol |
| Ərimə nöqtəsi | 2,490°C (4,510°F;2,760K) |
| Qaynama nöqtəsi | 3,980°C (7,200°F;4,250K) |
| Digər həlledicilərdə həllolma | Həll olunmayan |
| Bant boşluğu | 5.5 eV |
Yüksək SaflıqLutetium oksidiXüsusiyyət
| Hissəcik Ölçüsü (D50) | 2.85 μm |
| Saflıq（Lu2O3） | ≧99.999% |
| TREO(Ümumi Nadir Torpaq Oksidləri) | 99.55% |
| RE çirklərinin tərkibi | ppm | Qeyri-REE çirkləri | 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 |
【Qablaşdırma】25KG/çanta Tələblər: nəmə davamlı, tozsuz, quru, havalandırılan və təmiz.
NədirLutetium oksidiüçün istifadə olunur?
Bərk cisimli lazerlər üçün lazer kristalları və əsas matris materialları:
Əsas tətbiqlər: Lu₂O₃, lütetiumla zənginləşdirilmiş ittrium alüminium qranatı və lütetiumla zənginləşdirilmiş ittrium litium flüorid kimi yüksək performanslı lazer kristallarının istehsalı üçün əsas başlanğıc materialdır. Bu kristallar adətən Lu: YAG (İttrium Alüminium Qranatı) və ya Lu: YLF (İttrium Litium Flüorid) kimi ifadə olunur.
Təsir mexanizmi: Lutetium ionları (Lu³⁺) özləri adətən aktiv ionlar (lazer emissiya mərkəzləri) kimi istifadə edilmir. Buna baxmayaraq, matris qəfəsinin bir hissəsi kimi, onlar son dərəcə sabit və kompakt qəfəs mühiti təmin edə bilərlər. Digər nadir torpaq ionları (məsələn, Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺) ilə aşqarlandıqda, Lu₂O₃ əsaslı kristallar aşağıdakıları nümayiş etdirir:
Yüksək istilik keçiriciliyi: İstiliyi effektiv şəkildə yayır, yüksək güclü lazer işləməsinə imkan verir və istilik linzalarının təsirini azaldır.
Yüksək kimyəvi və mexaniki stabillik: Sərt mühitlərdə lazerlərin uzunmüddətli etibarlılığını təmin edir.
Əla fonon enerji xüsusiyyətləri: Lazer ionlarının enerji səviyyəsinin ömrünə və kvant səmərəliliyinə təsir göstərir.
Tətbiqlər: Bu lazerlər sənaye material emalında (kəsmə, qaynaq, işarələmə), tibbi (oftalmoloji cərrahiyyə, dəri müalicəsi), elmi tədqiqatlarda, lidar və potensial inertial məhdudlaşdırma birləşmə tədqiqatlarında geniş istifadə olunur.
Xüsusi keramika və şüşə:
Yüksək refraktiv indeks/aşağı dispersiya optik şüşəsi: Lu₂O₃, son dərəcə yüksək refraktiv indeks və son dərəcə aşağı dispersiya xüsusiyyətlərinə malik xüsusi optik şüşə (məsələn, lantanoid optik şüşəsi) hazırlamaq üçün istifadə olunur. Bu şüşə, qabaqcıl optik sistemlərdə (məsələn, mikroskop obyektivləri, yüksək səviyyəli kamera linzaları və litoqrafiya sistemləri) xromatik aberrasiyanı düzəltmək üçün vacibdir.
Şəffaf keramika: Lu₂O₃ özü və ya digər oksidlərlə (məsələn, Y₂O₃) birlikdə şəffaf polikristal keramika hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Bu keramika tək kristallara bənzər optik vahidliyə və işıq keçiriciliyinə malikdir, lakin ölçüləri daha böyük, mexaniki möhkəmliyi daha yüksəkdir və hazırlanması daha ucuz ola bilər. Tətbiqlərinə lazer gücləndirici mühit, infraqırmızı pəncərələr, raket örtükləri və yüksək intensivlikli işıqlandırma abajurları daxildir.
Struktur keramika əlavələri: Digər qabaqcıl keramikaların (məsələn, silikon nitrid və silikon karbid) yüksək temperaturlu mexaniki xüsusiyyətlərini, oksidləşmə müqavimətini və sürünmə müqavimətini yaxşılaşdırmaq üçün az miqdarda Lu₂O₃ sinterləmə vasitəsi və ya dənə sərhəd mühəndisliyi agenti kimi əlavə edilə bilər və yüksək temperaturlu yataklarda, kəsici alətlərdə və turbin mühərrik komponentlərində istifadə olunur.
Sintillyator və radiasiya aşkarlanması:
Əsas xammal: Lu₂O₃, yüksək performanslı lütetium əsaslı sintillyator tək kristalları və keramika sintezi üçün əvəzolunmaz xammaldır. Ən vacib nümayəndələri bunlardır:
Lutetium silikat: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ və onun törəmə kristalları. Yüksək sıxlıq (~7.4 q/sm³), yüksək effektiv atom nömrəsi, sürətli parçalanma müddəti və yüksək işıq çıxışı ilə pozitron emissiya tomoqrafiyasında ən inkişaf etmiş detektor materialıdır.
Lutetium yttrium alüminat: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ keramika. Yüksək işıq çıxışı, sürətli parçalanma, yaxşı enerji ayırdetmə qabiliyyəti və böyük ölçülərə və mürəkkəb formalara çevrilə bilən keramika üstünlüklərini özündə birləşdirərək, tibbi görüntüləmədə (PET/KT), yüksək enerjili fizika təcrübələrində, vətən təhlükəsizliyində (baqaj/yük skanlama) və neft quyularının karotajında geniş istifadə olunur.
Üstünlükləri: Lutetiumun yüksək atom nömrəsi (71) materiala əla yüksək enerjili foton (rentgen, qamma şüası) bloklama qabiliyyəti verir və aşkarlama səmərəliliyini artırır.
Fosforlar və lüminessent materiallar:
Matris materialları: Lu₂O₃ nadir torpaq ionları ilə aktivləşdirilmiş lüminesans materialları üçün səmərəli matris kimi istifadə edilə bilər. Avropium ionları (Eu³⁺) ilə aşqarlandıqda, dar emissiya zolağı və yüksək rəng təmizliyi ilə çox təmiz qırmızı flüoresans (əsas pik ~611 nm) yaymaq mümkündür.
Tətbiqlər: Əsasən yüksək səviyyəli displey texnologiyasında (məsələn, tibbi yüksək qətnaməli rentgen görüntü intensivləşdirmə ekranları, müəyyən növ sahə emissiya displeyləri) və flüoresan zondlarda (biomarkerlər, sensorlar) istifadə olunur. Əla kimyəvi və istilik stabilliyi fosforun uzun ömrünü təmin edir.
Katalitik təsir:
Katalizator komponenti: Lu₂O₃, Lewis turşuluğuna görə müxtəlif katalitik reaksiyalarda aktivdir:
Neft emalı: Krekinq (ağır neftin yüngül yanacaqlara parçalanması), alkilləşmə (yüksək oktanlı benzin komponentlərinin istehsalı) və hidroemal (kükürdsüzləşdirmə, denitrogenləşdirmə) kimi proseslərdə katalizator daşıyıcısı və ya aktiv komponent kimi (bəzən digər metal oksidləri ilə birlikdə istifadə olunur) istifadə edilə bilər.
Polimerləşmə reaksiyası: Olefinlərin (məsələn, etilen və propilen) polimerləşmə reaksiyasında Lu₂O₃ və ya onun törəmələri polimerin molekulyar çəki paylanmasına və mikrostrukturuna təsir göstərmək üçün katalizator komponentləri kimi istifadə edilə bilər.
Metan çevrilməsi: Metanın oksidləşdirici birləşmə və ya sintez qazı istehsal etmək üçün islahat kimi reaksiyalarda tədqiqat dəyərini göstərir.
Avtomobil işlənmiş qazların təmizlənməsi: Üç tərəfli katalizatorlarda stabilizator və ya birgə katalizator komponenti kimi istifadə olunur (baxmayaraq ki, onun tətbiqi serium, sirkonium və s.-dən daha azdır).
Mexanizm: Onun katalitik aktivliyi əsasən səth oksigen vakansiyalarının və reaktiv molekullarındakı açıq Lu³⁺ ion sahələrinin adsorbsiya və aktivləşmə qabiliyyətindən irəli gəlir.
Digər qabaqcıl tətbiqlər:
Nüvə sənayesi: Lu-176 izotopu (təbii bolluğu təxminən 2,6%) böyük bir termal neytron tutma kəsiyinə malikdir və neytron şüalanmasından sonra tibbi cəhətdən dəyərli radioaktiv izotop Lu-177-yə (hədəf radioterapiya üçün) çevrilə bilər. Lu₂O₃, Lu-176-nı təmizləmək və ya Lu-177 radiofarmasevtik preparatlarının hazırlanması üçün başlanğıc materialdır. Yüksək təmizlikli Lu₂O₃, neytron udma materiallarının və ya nüvə idarəetmə çubuqlarının tədqiqində də istifadə edilə bilər.
Elektron materiallar: Yüksək κ qapılı dielektrik materialların (silikon əsaslı çiplərdə silisium dioksidi əvəz etmək üçün istifadə olunur) tədqiqat obyekti kimi və ya ferroelektrik və multiferroik materialların tədqiqi üçün.
Örtük materialları: Yüksək temperatura, korroziyaya davamlı və ya xüsusi optik xüsusiyyətlərə malik qoruyucu örtüklər hazırlamaq üçün istifadə olunur (məsələn, təyyarə mühərrikləri və ya peyk optik komponentləri üçün).
Eksperimental fizika: Zərrəciklər fizikası təcrübələrində Çerenkov radiator materialı kimi istifadə olunur.
Xülasə:
Lutetium oksidi (Lu₂O₃) heç də adi bir xammal deyil. Müasir qabaqcıl texnologiyanı dəstəkləyən əsas strateji materialdır. Onun əsas dəyəri aşağıdakılardadır:
Yüksək performanslı lazer kristalları (məsələn, Lu: YAG, Lu: YLF) üçün ən yüksək səviyyəli matris materialı olaraq, yüksək güclü, yüksək stabilliyə malik bərk hal lazerlərinə imkan verir.
Növbəti nəsil sintillyator materiallarının (LSO, LYSO, LuAG: Ce) təməl daşı olaraq, tibbi görüntüləmə (PET/KT) və radiasiya aşkarlama texnologiyasının innovasiyasını irəli aparır.
Xüsusi optik şüşə və şəffaf keramika üçün əla optik xüsusiyyətlər (yüksək refraksiya, aşağı dispersiya, geniş işıq ötürmə diapazonu) verir.
Yüksək səmərəli fosfor matrisi (Lu₂O₃:Eu³⁺) olaraq, yüksək təmizlikli qırmızı işıq emissiyası təmin edir.
Heterogen katalizdə unikal reaksiya aktivləşdirmə qabiliyyəti nümayiş etdirir.
Bütün bu tətbiqlər Lu₂O₃-un yüksək təmizliyinə (adətən 4N/99.99% və ya hətta 5N/99.999% və ya daha çox tələb olunur), dəqiq stexiometrik nisbətə və spesifik fiziki formaya (məsələn, ultra incə toz, nanopartiküllər) əsaslanır. Yüksək texnologiyalı sahələrdə, xüsusən də lazer texnologiyası, tibbi görüntüləmə və nüvə tibb sahələrində tətbiqinin dərinliyi və genişliyi hələ də genişlənməkdədir, burada onun əvəzolunmaz mövqeyi var.