稀土玻璃陶瓷材料共33页
稀土荧光玻璃和玻璃陶瓷
稀土荧光玻璃和玻璃陶瓷材化082：莫绿斌指导教师：贺海燕（陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021）摘要：稀土荧光玻璃是由稀土元素掺杂在玻璃中，并利用稀土离子的光谱性质使基础玻璃产生可见荧光而形成的。
通过对稀土元素电子构型、光谱特征的分析研究,阐述了稀土元素在玻璃陶瓷中的应用。
稀土元素自由原子的基态电子组态有两种类型：[Xe]4f n6s2和[Xe]4f n-15d16s2。
其中[Xe]=1s12s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6。
它们未饱和的4f电子，在紫外、可见等高能射线的激发下，从基态跃迁到激发态，然后再从激发态返回到能量较低的能态时，放出辐射能而发出荧光。
关键词：稀土;荧光玻璃；光谱性质ABSTRACT:Fluorescent rare earth glass is a rare earth doped glassby rare earth ions doped glass, and using the spectral properties of rare earth ions to produce visible fluorescence-based glass formed. Through the electronic structure of rare earth elements, spectral analysis,this paper it describes the rare earth elements in the glass-ceramic applications. Free rare earth ground state electronic configuration of rare earth atoms, there are two types of:[Xe]4f n6s2和[Xe]4f n-15d16s2 .of them，[Xe]=1s12s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 . They are not un saturated 4f electrons excited from the ground state transition to the excited state in the ultraviolet, visible and other high-energy rays of excitation from the ground state transition to the excited state, then the energy from the excited state returns to a lower energy state and emit radiation and fluoresce.KEYWORDS:Rare earths;Fluorescent glass; Spectral properties前言稀土元素是指化学元素周期表中第三族的一个分组元素,它们包括由原子序数57 到71 的15 个镧系元素。
无机化学材料
无机化学材料无机化学材料是指由无机元素构成的化学物质，其在实际应用中具有广泛的用途。
无机化学材料可以分为无机非金属材料和无机金属材料两大类。
无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、胶体等，而无机金属材料则包括金属合金、硅材料、稀土材料等。
本文将主要介绍无机化学材料的种类与应用。
一、无机非金属材料1. 陶瓷材料陶瓷材料是一种由金属氧化物和非金属氧化物混合烧制而成的材料。
陶瓷材料具有高硬度、高耐热、耐腐蚀等特点，被广泛应用于制陶、建筑材料、电子器件等领域。
2. 玻璃材料玻璃材料是由高纯度的硅酸盐等物质通过高温熔融而成的无机非金属材料。
玻璃具有透明、均匀、硬度高等特点，广泛应用于建筑、家居、光电子等领域。
3. 胶体材料胶体材料是指由胶体溶液构成的材料，其介于溶液和固体之间。
胶体材料具有稳定性好、表面活性高等特点，被广泛应用于医药、化妆品、涂料等领域。
二、无机金属材料1. 金属合金金属合金是由两种或多种金属元素以及非金属元素按一定比例混合而成的材料。
金属合金具有高强度、硬度、导电性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
2. 硅材料硅材料是指由纯度高的硅元素制成的材料，其中最常见的是多晶硅和单晶硅。
硅材料具有优异的热电性能和半导体特性，被广泛应用于电子器件、太阳能电池等领域。
3. 稀土材料稀土材料是一种由稀土元素制成的材料，稀土元素包括镧系和釹系元素等。
稀土材料具有磁性、光学性能好等特点，被广泛应用于磁性材料、催化剂、荧光材料等领域。
总结无机化学材料种类繁多，具有不同的物理、化学性质和应用特点。
无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃和胶体等，而无机金属材料则包括金属合金、硅材料和稀土材料等。
这些材料在各个领域具有广泛的应用，为人们的生产生活提供了不可或缺的重要物质基础。
在未来，随着科技的进步和工艺的创新，无机化学材料的应用将进一步拓展。
同时，对于无机化学材料的研究与开发也将持续进行，以满足人们对于新材料性能和功能的需求，促进社会的发展和进步。
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？
稀土在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用有哪些？稀土及稀土氧化物在陶瓷材料中的应用，主要是作为添加物来改进陶瓷材料的烧结性、致密性、显微结构和晶相组成等，从而在极大程度上改善了它们的力学、电学、光学或热学性能，以满足不同场合下使用的陶瓷材料的性能要求。
本文简要综述了稀土氧化物在结构陶瓷材料和功能陶瓷中的应用。
1 稀土氧化物在陶瓷材料中的作用机理2 稀土氧化物在结构陶瓷材料中的应用结构陶瓷是指晶粒间主要是离子键和共价键的一类陶瓷材料，具有良好的力学性、高温性和生物相容性等。
结构陶瓷在日常生活中应用很普遍，目前已向航空航天、能源环保和大中型集成电路等高技术领域拓展。
2.1 氧化物陶瓷氧化物陶瓷是指陶瓷中含有氧原子的陶瓷，或高于二氧化硅(SiO2：熔点1730℃)晶体熔点的各种简单氧化物形成的陶瓷。
氧化物陶瓷具有良好的物理化学性质，电导率大小与温度成反比。
氧化物陶瓷常作为耐热、耐磨损和耐腐蚀陶瓷，应用在化工、电子和航天等领域。
2.1.1 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷被广泛用于制造电路板、真空器件和半导体集成电路陶瓷封装管壳等。
为了获得性能良好的陶瓷，需要细化晶粒并使其以等轴晶分布，降低陶瓷的气孔率，提高致密度，最好能达到或接近理论密度。
氧化铝陶瓷的烧结温度高，烧制原料高纯氧化铝价格也高，限制了其在部分领域的推广及应用。
研究表明，稀土氧化物的加入可与基体氧化物形成液相或固溶体，降低烧结温度，改善其力学性能。
常用的稀土氧化物添加剂有Dy2O3、Y2O3、La2O3、CeO3、Sm2O3、Nd2O3、Tb4O7和Eu2O3等。
2.1.2 氧化锆陶瓷氧化锆(ZrO2)有单斜相、四方相和立方相三种晶型。
在一定温度下，氧化锆发生晶型转化时伴随体积膨胀和切应变，体积膨胀可能导致制品开裂。
氧化锆的熔点高，耐酸碱侵蚀能力强，化学稳定好，抗弯强度和断裂韧性很高。
三种晶型相互转化会伴随着体积的膨胀或收缩，导致性能不稳定，须采取稳定化措施。
稀土光学玻璃
图4是掺铒、掺镱浓度相 同,为0.1 at.%和0.5 at.%, 掺钕浓度分别为0.1 at.%、 0.3 at.%和0.5 at.%的3种 铒镱钕共掺硅酸盐玻璃折 射率随波长变化的曲线. 可以看出,掺钕浓度为 0.1at.% 0.3 at.% 0.1at.%和0.3 at.%的样品 在496 nm同样出现折射率 的极小值;当掺钕浓度增加 到0.5 at.%时,此现象消失, 但极大值出现在514 nm附 近,同样表明该样品吸收带 向长波方向移动.
光学纤维
三、磁光玻璃
磁光玻璃是具有磁光效应的一类玻璃.即它在磁场 作用下通过光时能产生偏转面旋转的现象. 磁光玻璃要求有高的费尔德常数。 磁光玻璃分为正旋(逆磁性)玻璃和反旋(顺磁性)玻 璃两类.前者含大量Pb2+、Te2+、Sb2+、Sn2+等抗 磁性离子，用重火石玻璃和硫化砷玻璃作基础系 统。反旋玻璃含顺磁离子Ce3+、Pr3+、Dy3+、 Tb3+、Eu3+等.色散大的Ce3+、Pr3+、Eu3+或P值大 的Dy3+、Tb3+的玻璃，其费尔德常数都大，而且 玻璃中稀土离子含量较大。
发光玻璃
稀土光学玻璃的发展与现状
20世纪20年代稀土光学玻璃就问世了， 距今已经快有近百 年的历史了，1925年美国开始研究硼酸盐的稀土光学玻璃， 1938年又创造了高折射、低色散特性的含镧光学玻璃，从 而扩大了光学玻璃的光学常数范围。二次世界大战后，稀土 在光学玻璃中的应用日益广泛。随后，世界各国都纷纷进行 镧硼酸盐 系光学玻璃的研究，生产和应用。至今，这种玻 璃材料向着更高级的系列化趋势迅速发展。 我国对稀土玻璃的研究起步较晚，技术上与其他国家的差别 还比较大，我国是最大的光玻冷加工国，稀土光玻精密型料 产品需求巨大。但是由于稀土光学玻璃精密型料技术难度高， 此前国内生产企业与科研机构一直未能掌握，致使稀土光学 玻璃精密型料全部依赖进口。日本等少数发达国家应用技术 几乎垄断了稀土光学玻璃精密型料的市场。
稀土应用领域研究之—玻璃、陶瓷、助剂、颜料
稀土玻璃的发展
单反相机与智能手机的高速发展对光学玻璃行业发展的促进 镧系光学玻璃具有高折射的特质，主要用于高性能的手机显示屏，以及具有照相功 能的手机的光学镜头及玻璃零件。有助于照相机、手机的轻型化、便携化，适应现在市 场的需求。在市场扩大、稀土原材料价格下降的大环境下，镧系光学玻璃的发展将处于 一个比较好的宏观经济环境。2014年手机制造行业对光学玻璃的需求为60.11亿元，到 2020年需求为165.59亿元。 今后玻璃产业的技术课题整理归纳后大致划分为以下3个领域: 1）使玻璃产业持续发展的下一代工艺、生产性能提高技术； 2）将玻璃特性提高到极限的高功能、新材料技术； 3）面向构筑循环型社会的环境相关技术。 其中，特别值得重视的是玻璃熔炼的能耗性和废玻璃的回收性。在能耗性方面，玻 璃需要生产无细小气泡的高品质玻璃，且由于组分难于熔融，需要消耗大量的能源，因 此要求采取节能措施期待，采用氧气燃烧技术；为了进一步实现节能、低排放，希望能 开发减压除泡技术﹑低温熔炼技术﹑电脑模拟技术。
稀土玻璃应用领域
表1：新型稀土功能玻璃及应用领域
领域 新型玻璃 应用预测 领域 新型玻璃
新型激光玻璃 能源
应用预测
激光加工机、医疗激光机、 激光核聚变、光 CVD 紫外 线光源X射线光源 固体电池 CO2和CO激光器用波导 人工骨、人工齿根、人工 齿、齿冠 生物技术领域的分离精制 膜、精制血浆、酵母菌载 体、吸附体 轻质高强度结构材料 耐热高性能结构材料 可机械加工 高强度增强材料 耐热 光掩板基板 封装、焊接 混凝土增强
光功能
光由 纤高 ︐纯 可度 获光 得学 精玻 确璃 照制 明成 ︒的 柔 性
特种玻璃在生物技术和生命科学的应用中表现出 多功能的特性：玻璃晶圆厚度可以达到30微米
稀土玻璃用途
稀土玻璃用途
稀土玻璃是添加了稀土元素的玻璃，主要由硼酸、硅酸和稀土元素酸化物混合而成。
由于稀土元素具有特殊的化学物理性质，稀土玻璃具有一些独特的性质和应用。
首先，稀土玻璃具有色彩鲜艳、透明度高的特点。
由于稀土元素的固溶作用，玻璃中出现颜色的方式与普通的着色玻璃有所不同。
通常，着色元素通过分离在晶界处形成的晶粒来实现着色，这种着色方式会引起光的散射，因此其透明度就会降低。
而稀土玻璃中的稀土元素粒子分布均匀，并且是在玻璃熔体中稳定存在的，因此它可以保持高透明度。
稀土玻璃的第二个独特性质是其荧光效应。
不同的稀土元素可以发生不同颜色的荧光，其发射光谱在紫外线激发下呈现出强烈的荧光，这种特性被应用于荧光灯和其他照明设备的制造。
稀土玻璃的荧光性能取决于其稀土元素的类型和浓度，因此可以通过调整化学成分来实现不同的荧光色谱。
除了良好的透明性和荧光效应，稀土玻璃还具有极高的抗辐射性。
在核工业和航空航天等领域需要使用的玻璃一般都需要具有良好的抗辐射能力，而稀土玻璃中的稀土元素可以吸收辐射能量，从而减缓由于辐射引起的玻璃破坏速度，因此广泛用于核辐射测量仪器或者核燃料盒。
此外，稀土玻璃还可以制成红外玻璃，因为很多稀土元素具有特殊的光学吸收带，
用于制备红外玻璃。
另外，稀土玻璃还可以用于制造光纤放大器和光纤通信器件，因为其稀土元素具有很强的光学放大效应。
总的来说，稀土玻璃具有一系列独特的性质，其透明性、荧光效应、辐射性和光学放大效应等性能，使其广泛应用于荧光灯、核燃料测量、核燃料储存、航天航空、红外光学等领域。
稀土功能陶瓷材料-课件
气敏传感器
稀土功能陶瓷材料的表面活性和 气敏性能使其在气体传感器中具 有广泛应用。
储氢材料
稀土功能陶瓷材料的孔结构和特 殊吸附性能使其成为理想的储氢 材料。
生物医学材料
稀土功能陶瓷材料的生物相容性 和药物传输性能使其在生物医学 领域具有潜在应用。
市场前景
1 全球市场概览
稀土功能陶瓷材料市场正在迅速增长，预计 未来几年将保持良好发展态势。
2 发展趋势与前景
随着新技术的不断涌现和应用领域的扩大， 稀土功能陶瓷材料有望在未来发展中发挥更 大的作用。
总结
稀土功能陶瓷材料具有独特的特点和广泛的应用领域，但也存在一些挑战。 未来发展的重点将是提高材料性能和拓宽应用领域。
制备方法
1 热处理制备法
通过高温烧结和热处理将稀土氧化物与其他 化合物反应得到陶瓷材料。
2 溶胶-凝胶法
通过溶胶和凝胶的形成过程控制陶瓷材料的 结构和性能。
3 液相制备法
通过液相反应得到稀土功能陶瓷材料。
4 物理-化学合成法
结合物理和化学方法制备稀土功能陶瓷材料。
性能表征
1
结构表征
使用X射线衍射和扫描电子显微镜等技术分析稀土功能陶瓷材料的结构。
稀土功能陶瓷材料-课件
欢迎来到稀土功能陶瓷材料的课件！在本课件中，我们将了解稀土功能陶瓷 材料的特点、制备方法、性能表征、应用领域和市场前景。
概述
稀土功能陶瓷材料是一类具有特殊功能和优异性能的材料。它们具有高温稳 定性、电学性能、机械性能等特点，广泛应用于储能器件、光伏电池、气敏 传感器、储氢材料和生物医学材料等领域。
2
物理性质表征
通过测量热膨胀系数、热导率和电阻率等参数来评估稀土功能陶瓷材料的物理性 能。
稀土元素对玻璃的着色
稀土元素对玻璃的着色在用于玻璃着色的14种稀土元素中。
人们仅使用了三种，即铈、镨和钕。
限制使用的有铒、钬和钐。
在可见与非可见区具有窄带吸收的光镨，是含钕和镨玻璃的典型特性，这是任何其它着色离子都能做到的。
正如巳指出的那样，?窄带吸收是由于电子在离子内层轨道上跃迁所引起的，这些电子因为相邻离子和原子的作用而受到外层轨道的保护。
因此在该情况中基质玻璃成分对色度的影响很小。
虽然由于成分(主要是碱)的变化，而使吸收带的极大真出现较少的变化(加强或减弱)，但实际上这并不影响着色过程。
上述情况的原因在于稳定的三价离子，因此，用稀土氧化物对玻璃着色的特点是具有良好的再现性，而且熔炼条件对着色没什么影响。
钕在可见光镨区对黄光具有特征吸收，即在光波长为590nm的区域出现了一条暗带(图2-3)。
在可见光镨的其它部分也有一系列的吸收带。
总的着色与照明情况有关，其色调为紫蓝色或红紫色。
钕的着色效能极低，因此为了得到弱粉色的色调，钕的用量不能低于3—4％。
图2—3组成为6Si02·CaO·NaaO(重量)SiO。
CaO，1396Na20)加入10氢氧化钕所熔炼玻璃的光谱透过串。
试样厚度为2mm。
谱可把玻璃着成浅绿色(图2-4)。
它在可见光谱区波长为430—490nm的区域内具有特征吸收带。
谱的化合物也具有较小的着色效能，因此，错的使用量要达到10％左右，而且，在该情况下所使用的着色剂原料中杂质(特别是钕)的影响是很明显的．由于成本高，着色效能低和颜色没什么独特之处，因而只是在特殊场合下才使用这些化学元素。
铬对玻璃的着色在普通成分的玻璃中，铬总是以两种氧化价态存在，即Cra+和Cro+，其中三事，价离子通常占优势。
在还原的熔炼条件下，当有能把六价铬还原成三价铬的As。
或bb：O。
存在时，尤其是在碱含量低的玻璃中，Cro+的含量能降到最小值；这些玻璃可以认为是只被Crs+离子着色的玻璃。
它们的颜色为浅蓝绿色，透过极大值在550—560nm处，在可见区具有特征的吸收带，其位置在光谱紫色区的450nm处和波长为650nm的红色区域。
稀土在玻璃陶瓷工业中的应用
稀土在玻璃陶瓷工业中的应用我国玻璃与陶瓷工业中的稀土应用量自1988年以来平均以25%的速度递增，1998年已达约1600吨，稀土玻璃陶瓷既是工业和生活的传统基础材料，又是高科技领域的主要成员。
从全球稀土消费来看，玻璃陶瓷占25.6%，1999年我国仅占10%，因此我国稀土在玻璃与陶瓷中的应用发展的空间很大。
2003年我国在玻璃陶瓷领域应用增长了1倍，稀土应用量在6000吨以上，占国内稀土应用总量的20.3%。
一、稀土玻璃及抛光材料玻璃的制造约有五千多年的历史，光学玻璃的生产也有近二百年的历史，但是稀土元素应用于玻璃制造却只是近百年的事。
19世纪末开始用氧化铈作玻璃脱色剂，20世纪20年代开始研究稀土硼酸盐玻璃，30年代制造了具有高折射率低色散的含镧光学玻璃。
玻璃陶瓷工业是稀土应用的一个重要的传统领域，在国外约占稀土总消费量的33%。
稀土在玻璃工业中被用作澄清剂、添加剂、脱色剂、着色剂和抛光粉，起着其他元素不可替代的作用。
利用一些稀土元素的高折射、低色散性能特点，可生产光学玻璃，用于制造高级照相机、摄像机、望远镜{TodayHot}等高级光学仪器的镜头；利用一些稀土元素的防辐射特性，可生产防辐射玻璃。
利用稀土元素生产的多种陶瓷颜料具有价廉、颜色纯正、艳丽和耐高温的特点，正受到用户的青睐。
1 激光玻璃钕玻璃是目前激光输出脉冲能量最大，输出功率最高的激光玻璃，其大型激光器用于热核聚变等。
双掺Nd3±Yb3+激光玻璃是通过Nd3+对Yb3+敏化，使Yb3+在室温下获1.06μm激光，能级简单，储能效率高，荧光寿命长（是钕玻璃的3倍），二阶非线性系数低，在970nm附近有一强吸收峰，可直接用LnGaAs 半导体激光器泵浦，热稳定性较好，有确定受激发射截面，吸收带较宽，掺杂浓度高等，用于光通讯、高能激光武器（可摧毁导弹、卫星、飞机等大型目标）。
掺铒磷酸盐激光玻璃能实现1.5μm低阈值激光，在大气中传输能力强。
稀土掺杂对玻璃材料的影响
稀土掺杂对玻璃材料的影响嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个有点神秘又超级有趣的话题——稀土掺杂对玻璃材料的影响。
说起玻璃，大家都不陌生吧。
咱们生活里到处都能看到玻璃的身影，窗户玻璃、玻璃杯、玻璃饰品等等。
但你有没有想过，往玻璃里面加点稀土元素，会发生什么奇妙的变化呢？我记得有一次，我去一家玻璃工厂参观。
那是一个阳光明媚的日子，工厂里机器轰鸣，工人们忙碌地工作着。
我走到一个车间，看到一堆堆透明的玻璃原料，就像晶莹的宝石等待着被雕琢。
这时，一位老师傅走过来，跟我讲起了稀土掺杂的事儿。
他说，稀土掺杂就像是给玻璃施了魔法。
比如说，掺杂了稀土元素的玻璃，它的颜色可能会变得更加鲜艳和独特。
就像我们常见的一些彩色玻璃饰品，那绚烂的色彩很可能就是稀土元素的功劳。
稀土元素能让玻璃吸收和发射特定波长的光，从而展现出美丽的颜色。
而且啊，稀土掺杂还能改变玻璃的光学性能。
这意味着什么呢？比如说，有些稀土掺杂的玻璃能够更好地过滤紫外线，保护我们的眼睛和皮肤。
想象一下，在炎热的夏天，我们戴着一副由这种特殊玻璃制成的太阳镜，既能清晰地看到外面的世界，又不用担心紫外线的伤害，多棒啊！还有呢，稀土掺杂还能提高玻璃的硬度和耐磨性。
这就好比给玻璃穿上了一层坚固的铠甲。
我曾经看到过一块经过稀土掺杂处理的玻璃，用尖锐的东西在上面划，居然都没有留下痕迹。
这要是用在手机屏幕上，那得多耐用啊，再也不用担心屏幕被刮花了。
不仅如此，稀土掺杂还能增强玻璃的荧光性能。
有些特殊的玻璃在特定的条件下会发出迷人的荧光，就像夜空中闪烁的星星。
这在一些照明设备和显示技术中可是有着重要的应用。
不过，稀土掺杂也不是一件简单的事情。
它需要精确的控制掺杂的量和工艺条件。
多了少了都不行，就像做菜放盐一样，得恰到好处。
而且，稀土元素本身价格不菲，这也使得稀土掺杂玻璃的成本相对较高。
但尽管如此，稀土掺杂在玻璃材料领域的应用前景依然十分广阔。
随着科技的不断进步，相信未来我们会看到更多更神奇的稀土掺杂玻璃制品出现在我们的生活中。
稀土氧化物介绍(有图)
氧化镧化学式：La2O3规格(%):TREO≥99La2O3/TREO≥99～99.995外观特性：白色粉末,不溶于水,易溶于无机酸,易潮解,应置于密封器内。
用途：用于光学玻璃、陶瓷、催化剂、电子工业，制取金属镧、储氢合金等。
氧化铈化学式：CeO2规格(%):TREO≥99 CeO2/TREO≥95～99.99外观特性：淡黄色粉末,不溶于水,难溶于无机酸。
用途：用于玻璃、陶瓷、电子、发光材料等。
氧化镨化学式：Pr6O11规格(%):TREO≥98～99 Pr6O11/TREO≥90～99.9外观特性：黑褐色粉末,不溶于水,易溶于无机酸。
用途：用于玻璃、陶瓷、金属镨、磁性材料、制取金属镨。
氧化钕化学式：Nd2O3规格(%):TREO≥99 Nd2O3/TREO≥95～99.99外观特性：淡蓝色粉末,易潮解，不溶于水,易溶于无机酸。
用途：用于玻璃、陶瓷、磁性材料、电容器、活性材料、制取金属钕等。
氧化钇(yttrium oxide)化学式: Y2O3规格(%):TREO≥99 Y2O3/TREO≥99.9～99.999外观特性:白色粉末,不溶于水,易溶于酸。
用途：用于各种荧光材料、高质量耐火材料、陶瓷色料、人造宝石激光晶体、超导材料以及电子工业等方面。
氧化镝化学式：Gy2O3外观特性:白色粉末,不溶于水,易溶于酸。
用途：用作制取金属镝的原料、玻璃、钕铁硼永磁体的添加剂，还用于金属卤素灯、磁光记忆材料、钇铁或钇铝石榴石、原子能工业中。
氧化铽化学式：Tb2O3外观特性：为棕褐色粉末，不溶于水，能溶于酸。
用途：主要用作发光材料的激活剂，同时也用于钕铁硼永磁材料的添加剂。
氧化铕化学式：Eu2O3外观特性：淡红色粉末，不溶于水，可溶于无机酸，能迅速吸收空气中的水和二氧化碳。
用途：可作多种荧光粉的激活剂，也可以作为原子反应堆的控制材料。
镨钕氧化物分子式：Pr+Nd2O3规格（%）：TREO≥99外观特性：灰色粉末，不溶于水，可溶于无机酸。
浅谈稀土在玻璃和陶瓷工业中的应用
第２ ２卷 第 ２期 ２０ ０ ７年 ６月
景德镇高专学报
Ｊｕ ｎｌｏ ｉｇ ｅｈ ｎ Ｃ ｍｐｅ ｅ ｓｖ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｎ ｄ ｚｅ ｏ ｒｈ ｎｉｅＣ ｌ ｅ Ｊ ｅ
Ｖ０．２ ｏ １ ２ Ｎ ．２
Ｊｎ Ｏ ｒ ｕ ．２ ０７
和光泽度都有明显的改善 ， 特别是光泽度的改善更为显著。 我们选择景德镇地 区的 白釉作 为试验 基础 釉料 ， 在基 础
釉料 中分别加入 Ｙ ０３Ｃ Ｏ２Ｌ ２ 、ｍ２ 等稀 土氧化物 ， ２ 、 ｅ 、 ａ０３Ｓ ０３ 加入量分别为 １ ０ １ ０ ０ ％。烧成后 ， 的显微硬度 、 ％、． ％、．５ 釉 热 稳定性 和光泽 度均 比基 础 白釉 有所 改善 。基 础 白釉 中加 入
大多在可见光谱 区域 ， 当阳光照射到三价稀土离子上 ， 它们便 表现出各种不 同的颜 色。若把 它们放入玻璃 原料 中 ， 以制 可 成各种各样 的彩 色玻 璃 ， 而且 玻璃 颜 色纯净 、 透明美 观。例 如， 在玻璃 中加入氧 化镨 （ ｒｏ３ ， Ｐ ２ ） 可以得到绿 色玻 璃。加入
中图分类号： Ｑ １ ． Ｔ ４３ ７
文献标识码： Ｂ
文章编号： ０ —４８２０） —０２ ０ １ ８ ８ （ ７０ ０５ —２ ０ ５ ０ ２
点盐类 ， 浮到熔融玻璃 表面上可 以除去 ， 着澄 清剂 的作用 ， 起
０ 前言
元素周期表 中镧系的镧（ ａ 、 Ｃ ） 镨（ ｒ 、 Ｎ ） Ｌ ） 铈（ ｅ 、 Ｐ ） 钕（ ｄ 、 钷 （ ｍ）钐 （ ｍ） 铕 （ ｕ） 钆 （ ｄ） 铽 （ ｂ 、 （ ｙ 、 Ｐ 、 Ｓ 、 Ｅ 、 Ｇ 、 Ｔ ） 镝 Ｄ ） 钬 （ ） 铒 （ ｒ 、 （ ｍ） 镱 （ ｂ） ⅢＢ族 的 钇 （ 、 Ｈｏ 、 Ｅ ） 铥 Ｔ 、 Ｙ 和 Ｙ） 镥 （ ｕ 、 ｓ） １ Ｌ ） 钪（ ｃ 共 ７个化学元 素一起合称为稀土 元素 ， 常用 化 学符号 Ｒ Ｅ代表。通常把镧 、 镨 、 、 、 、 钆称为轻稀 铈、 钕 钷 钐 铕、
第五章 稀土玻璃陶瓷和耐高温
二、稀土自动调光玻璃 含银的感光玻璃中添加氧化铈后对紫外线就产生敏感。 含铈和铕的玻璃的太阳镜，在阳光下自动变暗，在遮阴处又恢复原色。 三、稀土耐高温和耐辐射光学玻璃 在硅酸盐、硼酸盐或铅玻璃中，加CeO2大于2%作稳定剂，可制得耐辐射玻璃。 含CeO2玻璃在射线下，其透明度不受影响，因此可用于制造阴极射线管和反 应堆的玻璃罩及防核辐射光学仪器。 氧化钇中掺入10%氧化钍，经冷压成型后制成的玻璃，从可见光到红外都是透 明玻璃，并可在1900℃高温下使用，用于火箭，高温炉。
4．稀土氧化物陶瓷：透明氧化钇陶瓷是一种主成份为Y2O3ol）的ThO2，在氢气中 于2000℃高温烧成的透明多晶体。即使在远红外区仍有约80%的直线通过率， 是一种优良的高温红外材料和电子材料。在真空技术、仪器光学、红外光学及 陀螺仪等上有重要应用。 5．稀土超导陶瓷：REBa2 Cu3 O7-δ 是转变温度90K左右的新型高温超导材料， 自1986年问世以来得到世界各国的高度重视，其巨大应用前景为无能量损耗运 距离输电、大容量高效率的超导发电机和电动机、小型超高速的第五代计算机 等。 四、稀土阴极发射材料和发热材料 六硼化镧（LaB6 ）阴极与钨阴极相比，具有发射电流大、寿命长、性能稳定 等优点，已成功用于等离子电源、扫描电镜、俄歇谱仪及电子探针等设备中。 铬酸镧（LaCrO3 ）具有熔点高（2763K）、抗氧化、耐高温和良好导电性，用 它制作的发热体可使高温电阻炉温度高达2100K，成为科研和生产中的重要设 备。
则有效地提高了玻璃的透明度。
二、稀土着色剂 着色玻璃只所以能呈现某种颜色是由于它吸收了一定波长范围内的可见光。由于 稀土离子在光谱中有自己特有的吸收带，所以稀土加入玻璃中后，可改变可见光 的透光率或调整折射和色散指标，稀土铈、镨和钕的氧化物已用于有色玻璃生产 的有：
稀土在陶瓷中的应用
稀土在陶瓷中的应用你知道吗，稀土这东西，听起来像是科幻电影里的神秘元素，但实际上，它已经悄悄地走进了我们的生活，尤其是在陶瓷这个古老的行业里，稀土可是玩出了不少新花样，让陶瓷焕发出了前所未有的光彩。
首先说说稀土是啥吧，简单来说，它就是一群不太常见但特别有用的金属元素的统称。
这些元素虽然在地壳里含量不高，但就像是调料里的味精，加一点点就能让味道大变样。
在陶瓷界，稀土就像是那位神秘的魔法师，轻轻一挥手，就能让陶瓷变得既坚韧又美观。
一说到稀土在陶瓷中的应用，首先得提的就是它的“强骨”效果。
想象一下，普通的陶瓷就像个娇滴滴的小姑娘，稍微一磕碰就可能碎成渣。
但加了稀土之后，嘿，这家伙立马就变成了金刚芭比，结实得不得了。
这是因为稀土元素能够改善陶瓷的晶体结构，让它的分子排列得更加紧密，就像是给陶瓷穿上了一层隐形的铠甲，任凭风吹雨打，都能屹立不倒。
再来聊聊稀土的“美容”功效吧。
你见过那些色彩斑斓、光泽度爆表的陶瓷艺术品吗？那里面可少不了稀土的功劳。
稀土元素就像是陶瓷的调色盘和亮肤霜，能够赋予陶瓷更加丰富多样的色彩和更加亮丽的光泽。
无论是清新脱俗的青花瓷，还是华丽贵气的釉里红，都离不开稀土元素的精心装扮。
而且啊，稀土还能让陶瓷的颜色更加持久稳定，即使历经千年风雨，依然能够保持初见时的那份美丽。
除了让陶瓷变得更加强壮和美丽之外，稀土还有一个特别的本领——那就是让陶瓷变得更加“聪明”。
你没听错，就是聪明！这可不是在开玩笑哦。
现在的科技那么发达，陶瓷也不再是那个只会默默无闻地摆放在角落里的物件了。
有些加入了稀土元素的陶瓷制品，能够感知温度、湿度甚至光线的变化，并据此做出相应的反应。
比如说有些智能陶瓷茶杯吧，它就能根据你的体温来自动调节茶水的温度哦！是不是觉得很神奇呢？当然了啦，稀土在陶瓷中的应用远不止这些啦！它还能提高陶瓷的耐磨性、抗腐蚀性等等等等……总之啊只要有了稀土这个得力助手啊陶瓷这个古老的行业就能焕发出新的生机和活力啦！所以啊下次当你再看到那些美丽而又实用的陶瓷制品时不妨想一想它们背后可能隐藏着稀土这位神秘魔法师的身影吧！。
稀土材料在玻璃制造中的应用研究
稀土材料在玻璃制造中的应用研究引言玻璃是一种广泛应用于建筑、电子、汽车等行业的重要材料。
在玻璃制造过程中，稀土材料被广泛应用于改善玻璃的物理和化学特性。
本文将对不同稀土材料在玻璃制造中的应用进行研究和探讨。
稀土材料简介稀土是指镧系元素和镝系元素的统称，包括15个元素，分别为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。
稀土具有特殊的物理、化学和光学性质，因此在材料科学领域具有广泛的应用。
稀土材料的应用稀土氧化物稀土氧化物（Rare Earth Oxides）是稀土材料中常见的一种形式。
它们具有优异的光学性能和化学稳定性，被广泛用于玻璃陶瓷、光学器件和电子材料等领域。
例如，添加适量的二氧化铕可以提高玻璃的荧光效果，使得玻璃制品在夜间具有明亮的发光效果。
稀土元素稀土元素在玻璃制造中的应用主要是通过改变玻璃的光学和热学性能来实现的。
添加不同的稀土元素可以改变玻璃的折射率、发光性能和热膨胀系数等特性。
例如，添加适量的稀土元素可以提高玻璃的折射率，使得玻璃具有更好的光学性能。
稀土钼酸盐稀土钼酸盐是一种常见的稀土化合物，具有良好的光学和电学性能。
它们在玻璃制造中被广泛用于制备光纤和光学器件。
稀土钼酸盐能够增加玻璃的抗辐射性能和耐高温性能，提高玻璃制品的使用寿命。
稀土金属稀土金属在玻璃制造中的应用主要是通过改变玻璃的机械性能和热学性能来实现的。
添加适量的稀土金属可以提高玻璃的硬度和强度，增加玻璃制品的耐磨性和耐腐蚀性。
此外，稀土金属还可以提高玻璃的导电性能和热传导性能。
稀土材料在玻璃制造中的优势稀土材料在玻璃制造中具有以下优势：1.良好的光学性能：稀土材料可以改变玻璃的折射率和发光性能，使得玻璃具有更好的光学效果。
2.高温稳定性：稀土材料具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温条件下保持玻璃的结构稳定性。
3.化学稳定性：稀土材料具有良好的化学稳定性，能够抵抗酸碱腐蚀和氧化作用，增加玻璃制品的使用寿命。
稀土的用途资料
处理工序短等优点； 稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。
用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁 在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后
处理工序短等优点；
合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电 稀土还广泛用于照明光源，投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉；
稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃 稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。
在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；
升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争 在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。
四、稀土在石油化工方面的应用
用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选 择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代 了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成 氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂， 其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡 胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基 铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备 挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合 稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂， 环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的 铬酸镧是高温热电材料；