Language
Country/Area
No result found
الخصائص الخفية للسيريوم: كيف تؤثر عيوب الأكسجين على موصليته؟
يتمتع ثاني أكسيد السيريوم (CeO2)، المعروف أيضًا باسم رماد السيريوم، بتطبيقات مهمة في مجالات مختلفة بسبب خصائصه الكيميائية الفريدة. وخاصة فيما يتعلق بالتوصيل الإلكتروني، فإن وجود عيوب الأكسجين يمكن أن يؤثر بشكل كبير على الخصائص التوصيلية للسيريوم. ستلقي هذه المقالة نظرة عن كثب على خصائص السيريوم وبنيته وكيف تؤدي عيوب الأكسجين إلى تغيير موصليته.
خصائص وتركيب السيريوم
يظهر السيريوم عادة في الحالة الطبيعية على شكل أكاسيد، والخامات الرئيسية هي الباسنريت والحجر أحادي الميل. ثاني أكسيد السيريوم عبارة عن مسحوق أبيض أصفر باهت له خاصية تحويل عكسية فريدة من نوعها، حيث يمكن تحويله إلى أكاسيد غير متكافئة.
يتكون هيكل الفلوريت من 8 نظائر سيريوم (Ce4+) و4 نظائر أكسجين (O2−). وفي درجات الحرارة المرتفعة، يطلق ثاني أكسيد السيريوم الأكسجين لتكوين شكل غير متكافئ مع نقص الأكسجين.
كيمياء العيوب
في مرحلة العنكبوت السيريوم الأكثر استقرارًا، يُظهر أكسيد السيريوم مجموعة متنوعة من العيوب التي تعتمد بشكل أساسي على الضغط الجزئي للأكسجين أو حالة الإجهاد للمادة. تعتبر شواغر الأكسجين والبولارونات الصغيرة (الإلكترونات الموضعية في كاتيون السيريوم) أبرز التواجدات. عند تركيز عالٍ من شواغر الأكسجين، يزداد معدل انتشار أنيونات الأكسيد في الشبكة.
تجعل هذه الخاصية أكاسيد السيريوم ممتازة للتطبيقات في خلايا وقود الأكسيد الصلب، ويظهر السيريوم غير المشوب والمشوب موصلية إلكترونية عالية عند ضغوط جزئية منخفضة للأكسجين. الجنس.
مجالات التطبيق
يستخدم ثاني أكسيد السيريوم بشكل رئيسي في مجالين: التلميع الكيميائي وإزالة لون الزجاج. وخاصة في التلميع الميكانيكي الكيميائي، فإن تفوق السيريوم جعله يحل محل العديد من الأكاسيد الأخرى ويصبح مادة مهمة في الصناعة.
كما أن أكاسيد السيريوم تؤدي أداءً جيدًا في عدد من التطبيقات الناشئة مثل التحفيز والطاقة والوقود، وخاصة في توليد طاقة الهيدروجين، باستخدام خصائص عيب الأكسجين في السيريوم لتحلل الماء.
المشاكل الأمنية
في مجال تكنولوجيا النانو، تمت دراسة جسيمات ثاني أكسيد السيريوم النانوية (النانوسيريوم) على نطاق واسع لخصائصها المضادة للبكتيريا ومضادات الأكسدة. وهذا يجعله مرشحًا واعدًا للاستخدام في واقيات الشمس، وخاصة عند مقارنته بأكسيد الزنك وثاني أكسيد التيتانيوم.
خاتمةباختصار، يتم استخدام أكسيد السيريوم على نطاق واسع في العديد من الصناعات بسبب خصائصه التوصيلية الفريدة. تلعب عيوب الأكسجين دورًا مهمًا بشكل خاص في تحسين موصليتها كما ساهمت أيضًا في تقدم العديد من التقنيات. في المستقبل، هل سيطلق ثاني أكسيد السيريوم المزيد من الإمكانات والقيمة في مجموعة أوسع من التطبيقات؟
