تانتالات اللوتيتيوم

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
بنية M' لمركب LuTaO 4. الذرات هي: O (أحمر)، Ta (أزرق) و Lu (أخضر).

تانتالات اللوتيتيوم مركب كيميائي يتكون من اللوتيتيوم والتنتالوم والأكسجين ، وصيغته الكيميائية LuTaO₄ . بكثافته البالغة 9.81 غ  /سم³ ، [ 1 ] يُعد هذا المركب الأكسيدي المختلط أكثر المواد البيضاء المستقرة كثافةً والمعروفة. (على الرغم من أن ثاني أكسيد الثوريوم ThO₂ أبيض اللون أيضًا وله كثافة أعلى تبلغ 10  غ/سم³ ، إلا أنه غير مستقر إشعاعيًا ؛ فمع أنه ليس مشعًا بدرجة كافية تجعله غير مستقر كمادة، إلا أن معدل تحلله المنخفض لا يزال مرتفعًا جدًا بالنسبة لبعض الاستخدامات، مثل الفوسفور المستخدم في الكشف عن الإشعاع المؤين). يُعد اللون الأبيض والكثافة العالية لـ LuTaO₄ مثاليين لتطبيقات الفوسفور ، إلا أن التكلفة العالية للوتيتيوم تُشكل عائقًا. [ 2 ] [ 3 ]

ملكيات

في الظروف القياسية ، يمتلك مركب LuTaO₄ بنية بلورية أحادية الميل (يرمز لها بـ M'؛ رمز بيرسون mP12، الزمرة الفراغية = P2/a، رقم 13) من نوع الفيرغسونيت . ويمكن تغيير هذه البنية إلى بنية I2/a (M) عن طريق التلدين عند درجة حرارة 1600  درجة مئوية. كلا البنيتين مستقرتان في الظروف القياسية. [ 4 ] في بنية M'، ترتبط ذرة اللوتيتيوم بثمانية روابط مع الأكسجين، وتشكل موشورًا مضادًا مشوهًا بتناظر موقعي C₂ . بنية تانتالات اللوتيتيوم مطابقة لبنية تانتالات الإيتريوم (YTaO₄ ) وتانتالات الغادولينيوم ( GdTaO₄ ) . [ 5 ]

يتميز تانتالات اللوتيتيوم بفلورة ضعيفة . ويُمكن الحصول على انبعاث ضوئي ساطع بإضافة كميات ضئيلة (حوالي 1%) من شوائب العناصر الأرضية النادرة المختلفة أثناء عملية نمو البلورة، مثل اليوروبيوم (خط أحمر حاد عند 610  نانومتر)، والساماريوم (أحمر: 610  نانومتر)، والتيربيوم (أخضر مصفر:  خطان عند 495 و545 نانومتر)، والبراسيوديميوم (أحمر: 615  نانومتر)، والثوليوم (أزرق: 455  نانومتر)، والديسبروسيوم (برتقالي: 580  نانومتر)، أو النيوبيوم (أزرق: 400  نانومتر، ذروة عريضة). ويُمكن إثارة هذا الانبعاث بشكل أفضل بواسطة الإلكترونات أو الأشعة السينية أو الأشعة فوق البنفسجية عند 220  نانومتر. وتُسهّل الكثافة العالية لـ LuTaO₄ الإثارة بالأشعة السينية، التي تتميز بامتصاص أقوى وأكثر كفاءة في LuTaO₄ مقارنةً بالمواد الأخرى. يُظهر LuTaO 4 أيضًا خاصية التلألؤ الحراري - فهو يتوهج في الظلام عند تسخينه بعد الإضاءة. [ 1 ]

تحضير

لتحضير عينة من تانتالات اللوتيتيوم، تُخلط مساحيق أكاسيد اللوتيتيوم والتنتالوم (Lu₂O₃ وTa₂O₅) وتُسخّن عند درجة حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية لعدة ساعات . ولتحضير مادة فسفورية، تُضاف كمية صغيرة من مادة مناسبة، مثل أكسيد فلز أرضي نادر آخر ، إلى الخليط قبل التسخين. بعد التبريد، يُغسل المنتج بالماء، ثم يُرشّح ويُجفف، لينتج مسحوق أبيض يتكون من جزيئات ميكرومترية الحجم من LuTaO₄ . [ 1 ] 

مراجع

  1. 1 2 3 بلاس، ج .؛ ديركسن، ج.؛ بريكسنر، ل.؛ كروفورد، م. (1994). "تألق المواد القائمة على LuTaO4". مجلة السبائك والمركبات . 209 ( 1-2 ): 1-2 . doi : 10.1016/0925-8388(94)91069-3 .
  2. ↑ شيجيو شيونيا (1998). دليل الفوسفور . مطبعة سي آر سي. ص 846. ISBN  0-8493-7560-6.
  3. ↑ سي كي غوبتا، ناغايار كريشنامورثي (2004). استخلاص المعادن من العناصر الأرضية النادرة . مطبعة سي آر سي. ص 32. ISBN  0-415-33340-7.
  4. ↑ ليو، و.؛ تشانغ، ك.؛ دينغ، ل.؛ صن، د.؛ لو، ج.؛ ين، س. (2009). "خصائص التألق الضوئي لمركب LuTaO₄ : RE³⁺ ( حيث RE³⁺ = Eu³⁺ ، Tb³⁺ ) ذي البنية من النوع M′". مجلة السبائك والمركبات . 474 ( 1-2 ): 226-228 . doi : 10.1016/j.jallcom.2008.06.059 .
  5. ↑ غوكوي ليو، برنارد جاكير (2005). الخصائص الطيفية للعناصر الأرضية النادرة في المواد البصرية . سبرينغر. ص 505. ISBN  3-540-23886-7.