Фториды CeF3 в Минске

Фильтр

Модель:tm2409603

0 р.

Фторид церия CeF3: оптическое и металлургическое применение

Фторид церия CeF3 — тугоплавкое соединение церия с фтором, кристаллизующееся в тригональной системе (пространственная группа P6/mcm) с плотностью 6,16 г/см и температурой плавления 1430 C. Материал существует в двух товарных формах: оптический монокристалл для УФ-оптики и порошок (в том числе нанодисперсный) для металлургии и катализа. Обе формы нормируются по содержанию основного вещества и примесям редкоземельных элементов (РЗЭ), поскольку именно чистота по Ce определяет оптические и металлургические свойства.

Физико-химические характеристики

Ключевое отличие CeF3 от фторидов лантана и иттрия — широкая область прозрачности в УФ-диапазоне (от 220 нм) и низкий показатель преломления. Кристалл анизотропен: двулучепреломление составляет n 0,008 на длине волны 500 нм, что учитывается при расчёте поляризационных элементов. Температурный коэффициент показателя преломления (dn/dT) — порядка –8 10 К, что обеспечивает стабильность юстировки в мощных лазерных трактах.

Параметр	Монокристалл	Порошок 99,9 %	Нанопорошок	Метод контроля
Чистота по CeF3	99,99 %	99,9 %	99,5 %	ICP-MS
Температура плавления	1430 C	1430 C	1425 C	ДСК
Плотность	6,16 г/см	6,16 г/см	6,10 г/см	пикнометрия
Размер частиц	—	3–10 мкм	20–80 нм	лазерная дифракция
Показатель преломления (500 нм)	1,61 (n_o)	—	—	эллипсометрия
Содержание Nd, Pr	1 ppm	100 ppm	500 ppm	спектральный анализ

Оптическое применение монокристаллов

Монокристаллы CeF3 используются как материал для окон и линз в эксимерных лазерах (ArF, 193 нм) и в спектрометрах вакуумного УФ. Радиационная стойкость CeF3 выше, чем у CaF2, что критично для диагностических окон термоядерных установок и детекторов черенковского излучения в физике высоких энергий. Изготовление оптики ведут методом Чохральского в атмосфере Ar + CF4 с последующей отжигом для снятия внутренних напряжений.

Металлургия и литейное производство

В металлургии CeF3 применяется как компонент флюсов для электрошлакового переплава (ЭШП) и литья жаропрочных никелевых сплавов. Добавка 3–8 % CeF3 в шлак на основе CaF2 снижает вязкость расплава и повышает коэффициент распределения серы между шлаком и металлом, что уменьшает содержание S в слитке до 0,005 %. В литье алюминиевых сплавов фторид церия вводят в состав модифицирующих лигатур для измельчения зерна и связывания водорода.

Флюсы ЭШП для сплавов на никелевой основе (ЖС6У, Inconel 718)
Модификаторы для литья алюминиевых сплавов АК12, АК7ч
Раскислители в производстве низкоуглеродистой стали
Компоненты электролитов для получения мишметалла

Катализ и специальные применения

Нанодисперсный CeF3 используется как носитель и промотор катализаторов окисления, а также в составе фторсодержащих электролитов для нанесения покрытий. В производстве люминофоров CeF3 служит прекурсором для синтеза Ce-активированных составов. В ядерной технике фторид церия рассматривается как компонент гомогенных жидкосолевых смесей.

Вопросы и ответы

Чем CeF3 отличается от LaF3 при использовании в УФ-оптике?

CeF3 имеет более высокую радиационную стойкость и меньшую склонность к образованию центров окраски под действием УФ-излучения, однако уступает LaF3 по прозрачности в области ниже 200 нм.

Какая чистота требуется для металлургических флюсов?

Для флюсов ЭШП достаточно марки с содержанием CeF3 не менее 99,0 %; лимитирующими примесями являются Fe2O3 и SiO2, суммарное содержание которых не должно превышать 0,3 %.

Как хранить порошок фторида церия?

Порошок гигроскопичен и гидролизуется во влажной среде с выделением HF, поэтому хранится в герметичной таре из полиэтилена или фторопласта при влажности не выше 40 %.

Применяется ли CeF3 в оптических покрытиях?

Да, тонкие плёнки CeF3 наносят методом электронно-лучевого испарения для формирования просветляющих покрытий с показателем преломления около 1,6 в УФ-области.