Óxido de lutecio(III)
| Óxido de lutecioPropiedades |
| Sinónimo | Óxido de lutecio, sesquióxido de lutecio |
| Nº CAS | 12032-20-1 |
| Fórmula química | Lu2O3 |
| Masa molar | 397,932 g/mol |
| Punto de fusión | 2.490 °C (2.760 K) |
| Punto de ebulición | 3.980 °C (4.250 °K) |
| Solubilidade noutros solventes | Insoluble |
| banda prohibida | 5,5 eV |
Alta purezaÓxido de lutecioEspecificación
| Tamaño das partículas (D50) | 2,85 μm |
| Pureza (Lu2O3) | ≧99,999% |
| TREO(ÓxidosTotaisDaTerraRara) | 99,55% |
| Contido de impurezas RE | ppm | Impurezas non REE | ppm |
| La2O3 | <1 | Fe2O3 | 1,39 |
| CeO2 | <1 | SiO2 | 10,75 |
| Pr6O11 | <1 | CaO | 23,49 |
| Nd2O3 | <1 | PbO2 | Nd |
| Sm2O3 | <1 | CL¯ | 86,64 |
| Eu2O3 | <1 | Carta de intencións | 0,15% |
| Gd2O3 | <1 | ||
| Tb4O7 | <1 | ||
| Dy2O3 | <1 | ||
| Ho2O3 | <1 | ||
| Er2O3 | <1 | ||
| Tm2O3 | <1 | ||
| Yb2O3 | <1 | ||
| Y2O3 | <1 |
【Embalaje】Requisitos de bolsa de 25 kg: resistente á humidade, sen po, seco, ventilado e limpo.
Que éÓxido de luteciousado para?
Cristais láser e materiais de matriz central para láseres de estado sólido:
Aplicacións principais: o Lu₂O₃ é un material de partida clave para a fabricación de cristais láser de alto rendemento como o granate de itrio e aluminio dopado con lutecio e o fluoruro de itrio e litio dopado con lutecio. Estes cristais adoitan expresarse como Lu: YAG (granate de itrio e aluminio) ou Lu: YLF (fluoruro de itrio e litio).
Mecanismo de acción: Os ións de lutecio (Lu³⁺) en si mesmos non se adoitan empregar como ións activos (centros de emisión láser). Aínda así, como parte da rede matricial, poden proporcionar un ambiente de rede extremadamente estable e compacto. Cando se dopan con outros ións de terras raras (como Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺), os cristais baseados en Lu₂O₃ presentan:
Alta condutividade térmica: disipa eficazmente a calor, o que permite o funcionamento do láser de alta potencia e reduce os efectos da lente térmica.
Alta estabilidade química e mecánica: garante a fiabilidade a longo prazo dos láseres en ambientes agresivos.
Excelentes propiedades enerxéticas dos fonóns: afectan á vida útil do nivel de enerxía e á eficiencia cuántica dos ións láser.
Aplicacións: Estes láseres úsanse amplamente no procesamento industrial de materiais (corte, soldadura, marcado), na medicina (cirurxía oftalmolóxica, tratamento da pel), na investigación científica, no lidar e na posible investigación sobre a fusión por confinamento inercial.
Cerámica e vidro especiais:
Vidro óptico de alto índice de refracción/baixa dispersión: o Lu₂O₃ utilízase para fabricar vidro óptico especial (como o vidro óptico de lantánidos) con índices de refracción extremadamente altos e características de dispersión extremadamente baixas. Este vidro é esencial para corrixir a aberración cromática en sistemas ópticos avanzados (como obxectivos de microscopio, lentes de cámara de alta gama e sistemas de litografía).
Cerámica transparente: o Lu₂O₃ por si só ou en combinación con outros óxidos (como o Y₂O₃) pódese empregar para fabricar cerámicas policristalinas transparentes. Estas cerámicas teñen uniformidade óptica e transmitancia da luz similares aos monocristais, pero son de maior tamaño, teñen maior resistencia mecánica e poden ser menos custosas de preparar. As aplicacións inclúen medios de ganancia láser, fiestras infravermellas, carenados de mísiles e pantallas de lámpadas de iluminación de alta intensidade.
Aditivos cerámicos estruturais: pódese engadir unha pequena cantidade de Lu₂O₃ como axuda de sinterización ou axente de enxeñaría de límites de gran para mellorar as propiedades mecánicas a alta temperatura, a resistencia á oxidación e a resistencia á fluencia doutras cerámicas avanzadas (como o nitruro de silicio e o carburo de silicio), e utilízase en rolamentos de alta temperatura, ferramentas de corte e compoñentes de motores de turbina.
Detección de centelleador e radiación:
Materias primas principais: o Lu₂O₃ é unha materia prima indispensable para sintetizar monocristais e cerámicas de cintiladores baseados en lutecio de alto rendemento. Os representantes máis importantes son:
Silicato de lutecio: Lu₂SiO₅:Ce³⁺ e os seus cristais derivados. Con alta densidade (~7,4 g/cm³), alto número atómico efectivo, tempo de decaemento rápido e alta saída de luz, é o material detector máis avanzado en tomografía por emisión de positróns.
Aluminato de lutecio-itrio: cerámica (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺. Combinando as vantaxes dunha alta emisión de luz, un decaemento rápido, unha boa resolución enerxética e cerámicas que se poden fabricar en grandes tamaños e formas complexas, úsase amplamente en imaxes médicas (PET/TC), experimentos de física de alta enerxía, seguridade nacional (escaneado de equipaxes/cargas) e rexistro de pozos petrolíferos.
Vantaxes: O elevado número atómico (71) do lutecio confire ao material unha excelente capacidade de bloqueo de fotóns de alta enerxía (raios X, raios gamma), o que mellora a eficiencia da detección.
Fósforos e materiais luminescentes:
Materiais matriciales: o Lu₂O₃ pódese empregar como unha matriz eficiente para materiais luminescentes activados por ións de terras raras. Cando se dopa con ións de europio (Eu³⁺), pode emitir fluorescencia vermella moi pura (pico principal ~611 nm) cun ancho de banda de emisión estreito e unha alta pureza de cor.
Aplicacións: Úsase principalmente en tecnoloxía de pantallas de gama alta (como pantallas de intensificación de imaxes de raios X de alta resolución médicas, certos tipos de pantallas de emisión de campo) e sondas fluorescentes (biomarcadores, sensores). A súa excelente estabilidade química e térmica garante a longa vida útil do fósforo.
Efecto catalítico:
Compoñente catalítico: o Lu₂O₃ é activo nunha variedade de reaccións catalíticas debido á súa acidez de Lewis:
Refinación de petróleo: Pode empregarse como portador de catalizador ou compoñente activo (ás veces úsase en combinación con outros óxidos metálicos) en procesos como o cracking (descomposición de petróleo pesado en combustibles lixeiros), a alquilación (produción de compoñentes de gasolina de alto octanaxe) e o hidroprocesamento (desulfuración, desnitroxenación).
Reacción de polimerización: Na reacción de polimerización de olefinas (como etileno e propileno), o Lu₂O₃ ou os seus derivados poden empregarse como compoñentes catalizadores para afectar a distribución do peso molecular e a microestrutura do polímero.
Conversión de metano: demostra valor de investigación en reaccións como o acoplamento oxidativo do metano ou a reforma para producir gas de síntese.
Tratamento de gases de escape de automóbiles: Úsase como compoñente estabilizador ou cocatalizador en catalizadores de tres vías (aínda que a súa aplicación é menor que a do cerio, circonio, etc.).
Mecanismo: A súa actividade catalítica provén principalmente da capacidade de adsorción e activación das vacancias de osíxeno superficial e dos sitios iónicos Lu³⁺ expostos nas moléculas reactivas.
Outras aplicacións de vangarda:
Industria nuclear: o isótopo Lu-176 (cunha abundancia natural de aproximadamente o 2,6 %) ten unha gran sección transversal de captura de neutróns térmicos e pódese converter no isótopo radioactivo Lu-177, de gran valor médico (para radioterapia dirixida) despois da irradiación con neutróns. O Lu₂O₃ é o material de partida para purificar o Lu-176 ou preparar radiofármacos Lu-177. O Lu₂O₃ de alta pureza tamén se pode empregar na investigación de materiais absorbentes de neutróns ou barras de control nucleares.
Materiais electrónicos: como obxecto de investigación de materiais dieléctricos de porta de alta κ (usados para substituír o dióxido de silicio en chips baseados en silicio) ou para a investigación de materiais ferroeléctricos e multiferroicos.
Materiais de revestimento: utilízanse para preparar revestimentos protectores resistentes ás altas temperaturas, á corrosión ou que teñan propiedades ópticas especiais (como os motores de avións ou os compoñentes ópticos dos satélites).
Física experimental: Emprégase como material radiador de Cherenkov en experimentos de física de partículas.
Resumo:
O óxido de lutecio (Lu₂O₃) non é en absoluto unha materia prima ordinaria. É un material estratéxico clave que apoia a tecnoloxía moderna de vangarda. O seu valor fundamental reside en:
Como material matricial de alto nivel para cristais láser de alto rendemento (como Lu: YAG, Lu: YLF), permite láseres de estado sólido de alta potencia e alta estabilidade.
Como pedra angular da próxima xeración de materiais de centelleo (LSO, LYSO, LuAG: Ce), impulsa a innovación da imaxe médica (PET/TC) e a tecnoloxía de detección de radiación.
Confire ao vidro óptico especial e á cerámica transparente excelentes propiedades ópticas (alta refracción, baixa dispersión, amplo rango de transmisión da luz).
Como matriz de fósforo de alta eficiencia (Lu₂O₃:Eu³⁺), proporciona unha emisión de luz vermella de alta pureza.
Presenta unha capacidade única de activación de reaccións na catálise heteroxénea.
Todas estas aplicacións dependen da alta pureza do Lu₂O₃ (que normalmente require 4N/99,99 % ou incluso 5N/99,999 % ou máis), unha proporción estequiométrica precisa e unha forma física específica (como po ultrafino ou nanopartículas). A profundidade e amplitude da súa aplicación en campos de alta tecnoloxía seguen expandíndose, especialmente nos campos da tecnoloxía láser, a imaxe médica e a medicina nuclear, onde ocupa unha posición irremplazable.