咨询热线

400-007-6266

010-86223221

氧化铈的特性及应用

氧化铈(CeO2)是比较重要的轻稀土产品,由于其具有特殊的性质,所以在工业部门中的用途日益广泛,用量增加较快,前景广阔。20世纪50年代末,我国研究CeO2制品获得成功。60-70年代,因其在军用中的应用广泛,推动了其逐步走向工业化生产水平,并能小产量供应用户。80年代,各工业部门使用。90年代以来,我国的CeO2生产方法多样,产业化扩大,产量大增,质量提高,并可大量满足国内外市场的要求。目前,我国CeO2的生产工艺成熟,产量具全球第一,出口量及质量位于世界前列,并在世界同行中占主导位置。
多年来,我国CeO2在各个工业部门中的应用日益广泛,其用量不断增加。目前,CeO2已在玻璃、陶瓷、发光材料、汽车尾气净化和金属铈生产等的应用获得了较好的效果。
(1)在发光材料中的应用
稀土三基色荧光粉是生产节能灯的发光材料,它是由兰色粉(占10%),绿色粉(占30%)和红色粉(占60%)等组成,其中红色粉是由Y2O3及CeO2制成的。CeO299.99%是作为添加剂加入的。这种荧光粉具有光效高,显色好和寿命长等特点。与白炽灯比,节能灯可节电75%-80%。此外,飞点阴极射线管、指示灯和放射线检测器等所用的荧光粉、均添加入CeO2作为激活剂用,也是具有前途的。
(2)在净化汽车尾气的应用
用燃烧油的汽车在行驶中排出大量的有害尾气,其中含有一氧化碳(CO), 氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC),这三种毒物对大气危害严     重。目前净化这些毒物已有三元贵金属(Pt、Rh、Pd)催化剂,钯稀土催化剂和稀土催化剂。这三种催化剂均要加入CeO2,以改善催化剂的用量为1-10%。实用表明,在催化剂加入CeO2后,可提高催化剂的活性,达到提高毒物的净化率;提高催化剂的抗毒能力;提高催化剂的强度15%~25%。
(3)在陶瓷的应用                                                                             
一改变陶瓷的晶格参数,介电性和压电性使PbTiO5陶瓷的烧结密度达到理论值的96%以更适用于高灵敏度,高分辨率的超声换能器。在Pb(Zr、Ti)O3陶瓷中加入CeO2后,以达到调节和改变陶瓷内组分,可改善陶瓷的烧结性,介电性和压电性,而满足不同的实用要求。在PZT陶瓷中加入CeO2后,使陶瓷的体电阻率提高,可将潜在的压电性能发挥出来。在陶瓷着色颜料中加入CeO2后,可使颜料具有色彩鲜艳、稳定、高温性能好,呈色均匀等优点。其适用于陶瓷釉上、下彩,瓷色釉,陶色釉和精陶色釉等方面。
(4)在玻璃工业的应用
1)高级铈抛光粉。用CeO2≥99%制成的高铈抛光粉,其性能较好,如硬度高,粒度细小均匀具有菱角的面心立方晶体,使用于玻璃的高速抛光。与传统的铁抛光粉(铁红Fe2O3)相比的活性强,抛光速率提高3—4倍;抛光粉用量少且寿命长,抛光件的合格率提高30%;抛光的光洁度高又易清洗不污染抛光环境,作业条件好作业条件好。(2)玻璃的脱色剂。一般玻璃含有铁离子(Fe2+)是会是玻璃呈现绿颜色。因为CeO2具有强烈的脱氧能力,对铁有很强的氧化作用,故奖CeO2加入玻璃(含0.1%CeO2时)后,使玻璃中的“绿色”的二价铁(Fe)被氧化为“无色”的三价铁(Fe3+),而使玻璃的质量提高,这称为脱色剂。这项脱色技术在玻璃制造业中极为重要。(3)防辐射玻璃。有的玻璃加如某种氧化物后,可具有能大量吸收慢中子的防辐射性质,其中CeO2的加入是较好的一种,如在受γ射线照射后的防辐射玻璃,其可见光的透光率下降较小。一般该玻璃加CeO20.1-1.6后可防105-107γ射线的辐射,具有这种性质的防辐射玻璃可作为原子能设施的观察孔材料及光学仪器等。还可制作太阳能电池的玻璃罩等。此外,CeO2 还可用于玻璃作为澄清剂,又可制作电焊用护目镜玻璃、太阳镜玻璃、光质变色玻璃和着色玻璃。在玻璃行业中CeO2是一种较优良的添加剂材料,其发展前景较好。
一般在精细陶瓷中添加CeO2后,可改进陶瓷的烧结性、致密度、显微结构和相组成等,以提高陶瓷质量和性能,以满足实用的要求。
氧化铈的澄清机理及复合澄清剂的选用
(一)澄清机理:氧化铈为变价氧化物,二氧化铈高温分解出氧,温度没升高1摄氏度能从它的化学结合键中分离出的氧越多,澄清作用越大。而氧的溶解度随温度升高而减小,从而产生澄清作用。
(二)氧化铈与其他澄清剂的比较
氧化铈为变价氧化物,二氧化铈高温分解出氧,具有澄清作用,同时在反应中放出新生态的氧,还可将低价的铁(Fe2+)氧化成三氧化二铁,减少玻璃着色,因为三价Fe3+的着色能力只相当于Fe2+的1/10,及蓝绿色便成淡的黄绿色调,所以在使用过程中,可降低70-80%的硒-钴。因此氧化铈又是玻璃的化学脱色剂,氧化铈具有更高的氧化势,所以比传统的澄清剂更佳,同时在玻璃配方中还可以降低20-40%的硝酸钠用量,所以氧化铈澄清剂对玻璃厂既能达到澄清去泡作用又大幅度降低玻璃厂的成本和对环境上作了重大贡献,有一定的经济效益和社会效益。
氧化铈用于玻璃脱色,取代传统使用的白砒脱色剂,不仅提高效率,而且还避免了白砒的污染。氧化铈玻璃澄清剂代替传统的氧化砷,清除气泡和带色元素,在制备无色玻璃瓶时效果显著,成品晶莹洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。同时还消除了砷对环境和玻璃的污染。氧化铈作为抗紫外剂,紫外线遮蔽剂添加于塑料、涂料、化妆品中,防止老化、防晒。另外,氧化铈添加在日用玻璃,如建筑和气车用玻璃,能减少紫外线的透光率,该用途在日本和美国已推广使用。在我国随着生活质量的提高,也会有较好的市场。
第三代新型玻璃澄清剂(第一代传统的白砒和三氧化二锑作澄清剂,第二代为目前的以冶金行业的阳极泥“砷锑烟灰”和稀土渣为原料的澄清剂)的特点是既解决了第一代澄清剂白砒对人体和对大气的严重污染又解决了第二代澄清剂含有氧化铈的玻璃不能同白砒同时引入,否则在阳光下产生“暴晒作用”使玻璃颜色变为黄色调和在玻璃中很难解决的黄绿色问题。
(三)氧化铈复合澄清剂选用因素
1、氧化铈可以降低玻璃中硝酸钠的含量。从我们玻璃熔制过程中,用单纯的白砒和纯氧化锑或第二代玻璃澄清剂是起不到澄清去泡的作用的,就需要加硝酸钠(一般是白砒和硝酸钠的比为、1:4-5)让硝酸钠在高温分解时放出氧与白砒或氧化锑为五价砷或五价锑才能起到澄清去泡作用,而在第三代L型玻璃澄清剂中不含砷或锑,主要含量为氧化铈,而氧化铈为变价氧化物,二氧化铈在高温分解出氧,所具有澄清作用,而且在L型澄清剂中还有部分的硫酸盐,而硫酸盐也不需要吸收硝酸钠所放出的氧,所以L型玻璃澄清剂与白砒、氧化锑和第二代澄清剂相比较可降低原配方中硝酸钠用量的20-60%,第三代玻璃澄清剂R型助剂中,含砷锑化合物18-20%(这是主要的澄清原料),而还有一部分的硫酸盐在中间,硫酸盐不需要吸收硝酸钠所放出的氧,估而在原玻璃配方中能降低10-20%的硝酸钠,R型玻璃澄清剂更适合于燃料为煤或煤气发生炉的玻璃厂。
2、氧化铈澄清剂对玻璃的颜色有一定的好处。由于使用氧化铈玻璃澄清剂后,可以降低部分的硝酸钠和硒粉,而硝酸钠在高温分解时,跟硒粉的分解基本同步(硝酸钠在380℃时开始分解,硒粉在400℃是开始分解),而硒粉在分解时要吸收硝酸钠所放出多余的氧,而使硒粉转化为氧化硒,氧化硒在玻璃中不起补色作用,所以玻璃会变成微绿色,而氧化硒再遇到500度温度时又会变成硒酸盐和硫酸硒,而硒酸盐和硫酸硒在玻璃中又会使玻璃变成黄色,所以在使用白砒、氧化锑尤其在使用第二代玻璃澄清剂时,玻璃颜色会变成淡黄绿色,而使用第三代玻璃澄清剂时对玻璃的黄绿色会有好转。再、在理论上讲,氧化铈和砷同时使用时(第二代玻璃澄清剂)会使玻璃变黄(可以把生产的玻璃制品放在太阳光下暴晒,在夏天一般晒一天就能明显的看出玻璃颜色变黄),但在氧化铈玻璃澄清剂中旧不存在氧化铈和砷合用的情况,所以使用氧化铈玻璃澄清剂也是解决玻璃变黄的一种办法。
3、使用氧化铈新型玻璃澄清剂会降低玻璃玻璃成本。因使用第三代玻璃澄清剂后,在整个玻璃配方中降低了硝酸钠和硒粉的用量,其他的玻璃配方不需要作任何调整,所以在玻璃澄清剂成本这一块肯定回有所降低。
更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

新材料行业:上海市发布发展方案 到2027年新材料产值达到3500亿元

新材料行业:上海市发布发展方案 到2027年新材料产值达到3500亿元

11月15日,上海市经济和信息化委员会等四部门对外公布的《上海市促进新材料产业高质量发展实施方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)明确要求——加快建设世界级先进材料产业高地。

2024年11月22日
全球首条GWh级新型固态电池产线来袭! 我国固态电池行业产能建设能力再上新台阶

全球首条GWh级新型固态电池产线来袭! 我国固态电池行业产能建设能力再上新台阶

“固态电池与传统电池相比,安全性更高,更加环保,能量密度将大大提升。”安徽安瓦新能源科技有限公司总经理高立新介绍,即将量产的第一代固态电池技术产品能量密度比超过280wh/kg,2025年推出的第二代固态电池技术产品能量密度比超过400wh/kg,2027年推出第三代固态电池技术产品能量密度比超过500wh/kg全固态

2024年11月19日
高质量发展行动方案发布 我国新型储能行业利好政策频发 企业纷纷入局

高质量发展行动方案发布 我国新型储能行业利好政策频发 企业纷纷入局

11月6日,工业和信息化部公开征求对《新型储能制造业高质量发展行动方案(征求意见稿)》的意见,提到2027年,我国新型储能制造业全链条国际竞争优势凸显,优势企业梯队进一步壮大,产业创新力和综合竞争力显著提升,实现高端化、智能化、绿色化发展。新型储能制造业规模和下游需求基本匹配,培育千亿元以上规模的生态主导型企业3~5家

2024年11月07日
发现超亿吨资源量! 我国锰矿行业自给率将提升 利好新能源汽车、储能等市场发展

发现超亿吨资源量! 我国锰矿行业自给率将提升 利好新能源汽车、储能等市场发展

我国锰矿资源稀缺,主要集中在云南、湖南等地,并且矿石品位较低,需从澳大利亚、加蓬、南非、缅甸等海外大量进口高品位锰矿。据海关总署数据,我国常年锰矿进口量在2000万吨以上,约占世界锰矿进口量的70%;截止2024年1-8月,我国从南非锰矿进口量达172.7万吨,加纳进口量40.78万吨。而此次在湖南永州寻找锰矿取得重大

2024年11月04日
全国将全面实施水资源费改税试点 推动水务行业可持续发展 中水回用市场或受益

全国将全面实施水资源费改税试点 推动水务行业可持续发展 中水回用市场或受益

随着经济社会不断发展,我国水资源需求量持续增长,加上我国水资源利用效率总体不高,水资源供需矛盾也日益突出。人均综合用水量来看,近五年全国人均综合用水量呈先降后升再降走势。2023年,全国人均综合用水量为419m³,同比下降1.4%。

2024年10月18日
2024年上半年我国南方7座抽水蓄能电站抽发电量均创历史新高 启动次数同比增长20%

2024年上半年我国南方7座抽水蓄能电站抽发电量均创历史新高 启动次数同比增长20%

10月13日,广东梅州抽水蓄能电站(以下简称“梅蓄电站”)日前正式进入电力现货市场交易全部电量。这是我国抽水蓄能电站改变传统营收模式,首次自主参与电力市场交易,开辟了新型电力系统下抽水蓄能市场化经营的新路径。

2024年10月16日
2024年1-8月我国水利建设完成投资8019.4亿元 同比增长10.7%

2024年1-8月我国水利建设完成投资8019.4亿元 同比增长10.7%

2024年前8月,全国水利建设落实和完成投资、实施水利工程数量、吸纳就业人数等均超去年同期,其中水利建设完成投资8019.4亿元、同比增长10.7%。

2024年10月10日
我国新能源企业技术研发投入增加 且产业链正逐渐延伸

我国新能源企业技术研发投入增加 且产业链正逐渐延伸

9月24日,深交所举办新能源行业上市公司2024年度集中路演活动,德赛电池、京山轻机、科达利、赢合科技、迈为股份等公司参加。路演以“低碳环保新引擎”为主题,公司负责人就全球战略布局、技术研发投入、公司竞争优势等,与投资者进行互动交流。

2024年10月08日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部