Retųjų žemių elementai dėl savo unikalių elektronų apvalkalo struktūrų ir išskirtinių magnetinių, optinių ir elektrinių savybių tapo strateginiais ištekliais, konkuruojančiais visame pasaulyje. Spartėjant naujam technologinės revoliucijos etapui ir pramonės transformacijai, iškilo pavojaus pasaulinės tiekimo grandinės saugumui, o didžiųjų valstybių išteklių saugumo dėmesys perėjo nuo birių mineralų prie svarbiausių mineralų. Atsižvelgiant į tai, retųjų žemių metalų strateginė vertė smarkiai išaugo, o jų strateginė padėtis dar labiau išryškėjo, todėl jie yra pagrindinis konkurencijos dėl išteklių ir pramonės konkurencijos tarp didžiųjų valstybių dėmesio centre.
Cerio oksidas (CeO₂) pasižymi santykinai gausių atsargų ir mažų sąnaudų pranašumais, kartu su ypač išskirtinėmis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis, todėl jis yra vienas iš plačiausiai ištirtų ir reprezentatyviausių retųjų žemių oksidų.
Nuo 2025 m. kovo 31 d. iki balandžio 10 d., vos per dešimt dienų, buvo paskelbti trys moksliniai darbai apie cerio oksidą.JACS, Mokslas, irGamta, sukeldamas „beprotiško cerio oksido“ bangą.
Praktikoje gamyboje retųjų žemių poliravimo milteliai turi puikią reputaciją dėl išskirtinių preciziško poliravimo rezultatų ir pelno „poliruojančių medžiagų karaliaus“ titulą. Pagrindinis šių retųjų žemių poliravimo miltelių komponentas yra CeO₂, todėl jie taip pat žinomi kaip cerio- pagrindu pagaminti retųjų žemių poliravimo milteliai arba tiesiog cerio{2}} poliravimo milteliai, taip pat gali būti vadinami CeO₂ poliravimo milteliais.
„Karaliaus“ titulą jis pelnė daugiausia dėl šių keturių priežasčių:
(1) CeO₂ kristalai turi fluorito{1}}tipo paviršių-centruotą kubinę gardelės struktūrą, kurios erdvės grupė yra Fm-3m. Fluorito struktūroje cerio jonai išsidėstę kubo kampuose ir paviršių geometriniuose centruose, o deguonies jonai užpildo cerio jonų suformuotas tetraedrines ir oktaedrines tarpus.
(2) Palyginti su kitų tipų poliravimo milteliais, CeO₂ poliravimas užtikrina didesnį poliravimo greitį, aukštesnę poliruotų gaminių paviršiaus apdailą ir didesnį lygumą. Be to, gaminiai, poliruoti CeO₂, tarnauja ilgiau.
(3) CeO₂ Moso kietumas yra maždaug 7, o tai reiškia, kad mechaninio veikimo metu jis yra pakankamai kietas, kad būtų galima pjauti ir poliruoti minkštesnes medžiagas, tačiau nepadaro pernelyg didelių fizinių pažeidimų poliruojamam ruošiniui.
(4) CeO₂ pasižymi dideliu cheminiu reaktyvumu silikatinio stiklo atžvilgiu, tai reiškia, kad jis gali reaguoti su stiklo paviršiumi ir sukurti cheminio mechaninio poliravimo (CMP) efektą. Šis procesas apima tiek fizinį dilimą, tiek cheminę reakciją, todėl jis plačiai naudojamas stiklo poliravimui.
Keturi retųjų žemių cerio oksido „sintezės metodai“.
Šiuo metu yra keturi pagrindiniai retųjų žemių cerio oksido paruošimo būdai:
(1) Hidroterminė sintezė. Šis metodas paprastai atliekamas sandariame aukšto slėgio autoklave, kaip terpę naudojant vandeninį tirpalą. Kaitinant iki subkritinių arba superkritinių sąlygų, cerio druskos pirmtakas tiesiogiai kristalizuojasi dalyvaujant mineralizatoriui arba paviršinio aktyvumo medžiagai, todėl susidaro CeO₂ dalelės.
(2) Cheminis nusodinimas. Nusodinimas yra pats pagrindinis ir plačiausiai naudojamas metodas pramonėje. Į cerio druskos tirpalą įdėjus nusodintuvą (pavyzdžiui, natrio hidroksidą, amonio bikarbonatą, amoniako vandenį ir kt.), gaunamas hidroksido arba karbonato pirmtakas, kuris vėliau deginamas, kad susidarytų CeO₂.
(3) Sol-gelio metodas. Taikant šį metodą kaip pirmtakai naudojami metalų organiniai junginiai arba tirpios neorganinės druskos, kurios ištirpsta, o vėliau vyksta hidrolizės ir kondensacijos reakcijos, kad susidarytų skaidrus zolis, kuris toliau virsta trimačiu tinkliniu geliu ir galiausiai deginamas, kad gautų CeO₂.
(4) Mikroemulsijos metodas. Šis metodas naudoja mikroemulsijos sistemą, sudarytą iš paviršinio aktyvumo medžiagų, aliejinės fazės ir vandeninės fazės kaip „nanoreaktorių“, kur vyksta branduolių susidarymas, susiliejimas ir terminis apdorojimas, kad būtų gautas CeO₂.