Tantalato de lutécio - Lutetium tantalate
O tantalato de lutécio é um composto químico de lutécio , tântalo e oxigênio com a fórmula LuTaO 4 . Com uma densidade de 9,81 g / cm 3 , este sal é o material branco estável mais denso que se conhece. (Embora o dióxido de tório ThO 2 também seja branco e tenha uma densidade mais alta de 10 g / cm 3 , é radioativamente instável ; embora não seja radioativo o suficiente para torná-lo instável como um material, mesmo sua baixa taxa de decomposição ainda é muito certa usa como fósforo para detectar radiação ionizante.) A cor branca e alta densidade do LuTaO 4 o tornam ideal para aplicações de fósforo , embora o alto custo do lutécio seja um obstáculo.
Propriedades
Sob condições padrão , LuTaO 4 tem uma estrutura de cristal do tipo fergusonita monoclínica (rotulada como M '; Pearson símbolo mP12, Grupo espacial = P2 / a, No 13) . Isso pode ser alterado para uma estrutura I2 / a (M) por recozimento a 1600 ° C. Ambas as estruturas são estáveis em condições padrão. Na estrutura M ', o átomo de lutécio é 8 vezes coordenado com o oxigênio e forma um antiprisma distorcido com uma simetria de sítio C 2 . A estrutura do tantalato de lutécio é idêntica à do tantalato de ítrio (YTaO 4 ) e do tantalato de gadolínio (GdTaO 4 ).
O próprio tantalato de lutécio é fracamente fluorescente . A emissão brilhante é obtida pela incorporação de pequenas quantidades (cerca de 1%) de vários dopantes de terras raras durante o processo de crescimento do cristal, por exemplo, com európio (linha vermelha nítida em 610 nm), samário (vermelho: 610 nm), térbio (verde -amelo: linhas de 495 e 545 nm), praseodímio (vermelho: 615 nm), túlio (azul: 455 nm), disprósio (laranja: 580 nm) ou nióbio (azul: 400 nm, pico largo). A emissão é melhor excitada por elétrons , raios X ou luz ultravioleta a 220 nm. A alta densidade do LuTaO 4 favorece a excitação de raios-X, que tem absorção relativamente mais eficiente e mais forte em LuTaO 4 , em comparação com outros materiais. LuTaO 4 também exibe termoluminescência - brilha no escuro quando aquecido após a iluminação.
Preparação
Para preparar uma amostra de tantalato de lutécio, pós de lutécio e óxidos de tântalo (Lu 2 O 3 e Ta 2 O 5 ) são misturados e recozidos a uma temperatura acima de 1200 ° C por várias horas. Para preparar um fósforo, uma pequena fração de material apropriado, como um óxido de outro metal de terras raras, é adicionada à mistura antes do recozimento. Após o resfriamento, o produto é lixiviado com água, lavado, filtrado e seco, resultando em um pó branco constituído por partículas micrométricas de LuTaO 4 .