Оксид лантана ТУ 48-4-523-90: характеристики, фракции и применение
Оксид лантана LaO по ТУ 48-4-523-90 — редкоземельный оксид, выпускаемый в виде порошка белого цвета с кубической кристаллической решёткой (полиморфная модификация C-типа, стабильная до 2000 C). Стандарт нормирует массовую долю основного вещества, лимитирует примеси редкоземельных элементов (Ce, Pr, Nd, Sm) и устанавливает гранулометрический состав партий. Температура плавления LaO — 2307 C, плотность — 6,51 г/см, гигроскопичность выражена: при выдержке на воздухе материал поглощает влагу и карбонизируется с образованием гидроксида и карбоната лантана, что требует герметичной упаковки и сухого хранения.
Нормируемые показатели по ТУ 48-4-523-90
| Показатель | Марка ЛaО-Д | Марка ЛaО-ОСЧ | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля LaO | 99,0 % | 99,99 % | комплексонометрия | в пересчёте на сухое вещество |
| Сумма РЗЭ-примесей | 1,0 % | 0,01 % | АЭС-ИСП | Ce, Pr, Nd, Sm |
| Потери при прокаливании | 2,0 % | 1,0 % | гравиметрия, 1000 C | связаны с влагой и CO |
| FeO | 0,005 % | 0,0005 % | фотометрия | лимит по железу |
| Остаток на сите 45 мкм | 0,5 % | 0,1 % | ситовой анализ | по согласованию фракции |
Фракции и технологические свойства
Материал поставляется в диапазоне размеров частиц от 1 до 100 мкм; для оптических и люминофорных задач заказывают узкие фракции 3–10 мкм и 10–20 мкм. Удельная поверхность порошка — 3–15 м/г в зависимости от способа получения (осаждение из нитратных растворов, прокалка оксалата). Насыпная плотность — 0,8–1,6 г/см. При компактировании и спекании на воздухе выше 1200 C наблюдается рост зерна, поэтому для керамики вводят спекающие добавки или применяют горячее изостатическое прессование.
Области применения
- Производство оптических стёкол с высоким показателем преломления (n 1,80–1,85) для объективов микроскопов, аэрокосмической оптики и линз фотолитографических установок.
- Люминофоры и сцинтилляторы на основе LaO:La, активированные Eu, Ce, Tb — для рентгеновских экранов, детекторов и светодиодных матриц.
- Керамика для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и мембран кислородных сенсоров в составе LaGaO и LaNiO.
- Катализаторы нефтепереработки и нейтрализации выхлопных газов ДВС, где LaO стабилизирует носитель -AlO и церий-циркониевые композиции.
- Легирующая добавка в вольфрамовые и молибденовые сплавы, повышающая эмиссионную стойкость катодов электровакуумных приборов.
- Сырьё для получения металлического лантана и гексаборида лантана LaB методом металлотермии и электролиза.
Условия хранения и транспортировки
Оксид лантана ТУ 48-4-523-90 упаковывают в герметичные полиэтиленовые барабаны или стальные банки с внутренним полимерным покрытием. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с момента изготовления при температуре 5–25 C и относительной влажности не выше 60 %. При вскрытии тары порошок рекомендуется прокаливать при 800–900 C для удаления сорбированной влаги и карбонатов перед вводом в шихту. Транспортировка допускается всеми видами закрытого транспорта; материал относится к негорючим, малоопасным веществам (класс опасности 4 по ГОСТ 12.1.007).
Вопросы и ответы
Чем отличается марка ЛaО-ОСЧ от ЛaО-Д по ТУ 48-4-523-90?
Марка ЛaО-ОСЧ нормирует массовую долю LaO не менее 99,99 % и сумму редкоземельных примесей не более 0,01 %, тогда как ЛaО-Д допускает 99,0 % основного вещества и до 1,0 % примесей РЗЭ. ОСЧ применяют в люминофорах и оптике, ЛaО-Д — в катализаторах и металлургии.
Почему оксид лантана требует герметичной упаковки?
LaO гигроскопичен: при контакте с влагой воздуха образуется La(OH), а при поглощении CO — карбонат лантана. Это изменяет потери при прокаливании и стехиометрию шихты, поэтому тара должна быть герметичной, а перед использованием материал прокаливают при 800–900 C.
Какие фракции оксида лантана доступны для заказа?
Стандартно поставляются порошки с размером частиц 1–100 мкм; по согласованию — узкие фракции 3–10 мкм и 10–20 мкм с остатком на сите 45 мкм не более 0,1–0,5 %. Удельная поверхность составляет 3–15 м/г в зависимости от метода синтеза.
При какой температуре спекается керамика на основе LaO?
Плотная керамика формируется при спекании в интервале 1400–1600 C; выше 1200 C начинается интенсивный рост зерна, поэтому применяют спекающие добавки или горячее изостатическое прессование для сохранения субмикронной структуры.
