Парижский тантал
Танталат лютеция представляет собой химическое соединение лютеция , тантала и кислорода с формулой LuTaO 4 . Плотностью 9,81 г/см. 3 , [1] это смешанное оксидное соединение является самым плотным из известных белых стабильных материалов. (Хотя диоксид тория ThO 2 тоже белый и имеет более высокую плотность – 10 г/см 3 , он радиоактивно нестабилен ; хотя он и не настолько радиоактивен, чтобы сделать его нестабильным как материал, даже его низкая скорость распада все же слишком велика для некоторых применений, таких как люминофоры для обнаружения ионизирующего излучения.) Белый цвет и высокая плотность LuTaO 4 делают его идеальным для в люминофорах применения . хотя высокая стоимость лютеция является помехой. [2] [3]
Характеристики
[ редактировать ]В стандартных условиях LuTaO 4 имеет моноклинную (обозначенную как M'; символ Пирсона mP12, пространственная группа = P2/a, № 13) фергюсонита кристаллическую структуру типа . Ее можно изменить на структуру I2/a (M) путем отжига при 1600 °C. Обе структуры стабильны в стандартных условиях. [4] В структуре М' атом лютеция 8-кратно координирован с кислородом и образует искаженную антипризму с С 2 симметрией узла . Структура танталата лютеция идентична структуре танталата иттрия (YTaO 4 ) и танталата гадолиния (GdTaO 4 ). [5]
Танталат лютеция сам по себе слабо флюоресцирует . Яркое излучение достигается за счет включения небольших количеств (около 1%) различных легирующих в процессе роста кристаллов добавок редкоземельных элементов, например, европия (резкая красная линия при 610 нм), самария (красный: 610 нм), тербия (зеленая линия). -желтый: линии 495 и 545 нм), празеодим (красный: 615 нм), тулий (синий: 455 нм), диспрозий (оранжевый: 580 нм) или ниобий (синий: 400 нм, широкий пик). Излучение лучше всего возбуждается электронами , рентгеновскими лучами или ультрафиолетовым светом с длиной волны 220 нм. Высокая плотность LuTaO 4 способствует возбуждению рентгеновских лучей, которое имеет относительно более эффективное и сильное поглощение в LuTaO 4 по сравнению с другими материалами. LuTaO 4 также проявляет термолюминесценцию — светится в темноте при нагревании после освещения. [1]
Подготовка
[ редактировать ]Для приготовления образца танталата лютеция порошки оксидов лютеция и тантала (Lu 2 O 3 и Ta 2 O 5 ) смешивают и отжигают при температуре выше 1200 °С в течение нескольких часов. Для приготовления люминофора перед отжигом в смесь добавляют небольшую фракцию соответствующего материала, например оксида другого редкоземельного металла. После охлаждения продукт выщелачивают водой, промывают, фильтруют и сушат, в результате чего образуется белый порошок, состоящий из частиц LuTaO 4 микрометрового размера . [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Бласс, Г .; Дирксен, Г.; Брикснер, Л.; Кроуфорд, М. (1994). «Люминесценция материалов на основе LuTaO4». Журнал сплавов и соединений . 209 (1–2): 1–2. дои : 10.1016/0925-8388(94)91069-3 .
- ^ Сигео Сионоя (1998). Справочник по фосфору . ЦРК Пресс. п. 846. ИСБН 0-8493-7560-6 .
- ^ К. К. Гупта, Нагайяр Кришнамурти (2004). Добывающая металлургия редких земель . ЦРК Пресс. п. 32. ISBN 0-415-33340-7 .
- ^ Лю, В.; Чжан, К.; Дин, Л.; Сан, Д.; Луо, Дж.; Инь, С. (2009). «Фотолюминесцентные свойства LuTaO 4 :RE 3+ (РЕ 3+ = ЕС 3+ , Тб 3+ ) со структурой типа М'». Журнал сплавов и соединений . 474 (1–2): 226–228. doi : 10.1016/j.jallcom.2008.06.059 .
- ^ Гуокуй Лю, Бернар Жакье (2005). Спектроскопические свойства редких земель в оптических материалах . Спрингер. п. 505. ИСБН 3-540-23886-7 .