Роль оксида церия в стекле 

1.Очищающее средство:

Это наиболее важное и широко распространенное применение оксида церия в стекле.

Механизм действия: в процессе плавления стекла оксид церия при высоких температурах (обычно выше 1400 °C) разлагается с выделением кислорода (4CeO₂ → 2Ce₂O₃ + O₂↑).

Эффект: выделяющиеся пузырьки кислорода выполняют две важные функции:

①Унификация: способствует унификации и химической однородности стекломассы.

②Дегазация: растворение или поглощение газов, растворенных в расплавленном стекле (таких как CO₂, SO₂, водяной пар и т. д.), а также мелких пузырьков, образовавшихся в результате неполного прохождения реакции. Эти пузырьки прилипают к пузырькам кислорода и вместе с ними поднимаются на поверхность стекловаты, где выделяются, что значительно уменьшает количество пузырьков (зародышей) и пепла (очень мелких пузырьков) в стекле, делая его более прозрачным.

Преимущества: по сравнению с традиционными осветлителями, такими как мышьяк и сурьма, оксид церия обычно обладает лучшим осветляющим эффектом (особенно для стекла с высоким содержанием щелочи), а также является экологически безопасным и нетоксичным. Он широко используется в качестве осветлителя для современного высококачественного стекла (особенно оптического стекла, стекла для бутылок и банок, плоского стекла и т. д.).

2.Деццент:

Механизм действия: в сырье для производства стекла часто содержатся микроколичества примесей железа (обычно в виде Fe²⁺ и Fe³⁺). Fe²⁺ придает стеклу синевато-зеленый оттенок, ухудшая его белизну и прозрачность. Оксид церия является сильным окислителем, способным окислять Fe²⁺ до Fe³⁺, который обладает меньшей окрашивающей способностью (Fe³⁺ придает стеклу желтовато-зеленый оттенок, но он гораздо более бледный, чем оттенок, вызываемый Fe²⁺).

Эффект: за счет уменьшения сине-зеленого оттенка стекло выглядит более белым и бесцветным.

Внимание: оксид церия в высоких концентрациях имеет желтый цвет, поэтому при использовании в качестве обесцвечивающего средства необходимо строго контролировать его добавление, чтобы избежать появления нового цвета. Иногда его используют в сочетании с физическими обесцвечивающими средствами, такими как селен и кобальт, для нейтрализации остаточного желтого оттенка.

3.Ультрафиолетовый поглотитель:

Механизм действия: Ионы Ce³⁺ (частично восстанавливающиеся при плавке CeO₂) обладают сильной способностью поглощать ультрафиолетовое излучение.

Механизм действия: Ионы Ce³⁺ (частично восстанавливающиеся при плавке CeO₂) обладают сильной способностью поглощать ультрафиолетовое излучение.

льтрафиолетового излучения, например, для витрин музеев (для защиты экспонатов от повреждения ультрафиолетом), линз очков, специальной упаковочной стекла (для защиты содержимого) и т. д.

4.Красители:

Механизм действия: При определенных условиях или при совместном использовании с другими красителями оксид церия может придавать стеклу цвет.

Взаимодействие с диоксидом титана (TiO₂): в восстановительной атмосфере образуется интенсивный золотисто-желтый цвет.

В силикатных стеклах: высокая концентрация оксида церия сама по себе придает стеклу желтый цвет (цвет Ce⁴⁺).

В фосфатном стекле: может давать глубокий желтый цвет.

Применение: в основном используется для производства цветного стекла или светофильтров.

5.Полировальная пудра для стекла:

Механизм действия: Хотя, строго говоря, это не происходит в процессе плавления стекла, полировальные порошки на основе оксида церия являются ключевым материалом для полировки поверхностей прецизионных оптических стеклянных элементов (линз, призм) и стеклянных подложек для жидкокристаллических дисплеев. Оксид церия обладает подходящей твердостью, химической активностью и уникальной кристаллической структурой, что позволяет осуществлять высокоэффективную и высокоточную шлифовку и химико-механическую полировку.

Результат: получение сверхгладкой поверхности без царапин.