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氧化铈也称二氧化铈，分子式是CeO2。可用作抛光材料、催化剂、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。
「 2022年最新应用：MIT 工程师用陶瓷制成葡萄糖燃料电池，为身体植入设备供电。该葡萄糖燃料电池的电解质由二氧化铈制成，这种陶瓷材料具有很高的离子电导性，机械强度也高，被广泛用作氢燃料电池的电解质。二氧化铈也被证明是生物相容的。」
另外，「癌症研究界正积极地研究二氧化铈，它也与用于牙齿植入物的氧化锆相似，具有生物相容性和安全性。」
·稀土抛光作用
稀土抛光粉具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点，与传统抛光粉——铁红粉相比，不污染环境，易于从沾着物上除去等优点。用氧化铈抛光粉抛光透镜，一分钟完成的工作量，如用氧化铁抛光粉则需要30～60分钟。所以，稀土抛光粉具有用量少、抛光速度快以及抛光效率高的优点。而且能改变抛光质量和操作环境。
光学镜头等以使用高铈抛光粉为宜；低铈抛光粉广泛用于平板玻璃、显像管玻璃、眼镜片等的玻璃抛光。
·催化剂上的应用
二氧化铈不仅具有独特的储氧、放氧功能，而且又是稀土氧化物系列中活性最高的一个氧化物催化剂。电极在燃料电池电化学反应中作用至关重要，电极不仅是燃料电池中不可缺少的重要组成部分，也兼做电化学反应的催化剂。因此在许多场合下二氧化铈可作为助剂来提高催化剂的催化性能。
·用于紫外吸收制品
在高档化妆品中，采用纳米CeO2及SiO2表面包裹的复合物作为主要的紫外线吸收材料，克服TiO2或ZnO颜色有苍白感和紫外吸收率低的缺点。
除了可以在化妆品使用外，纳米CeO2还可以添加到聚合物中制得防紫外线老化纤维，制得具有优良的防紫外线遮蔽率及热辐射遮蔽率的化纤面料。性能优于目前所用的TiO2，ZnO，SiO2。此外，纳米CeO2还可以加入涂料中，抵御紫外线，降低聚合物的老化降解速度。
陶瓷基复合材料已经开始在航空航天、国防等领域得到广泛应用。
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同时也在高端消费市场发展迅速，用于汽车工业主要用于提高发动机热效率、汽车制动以及喷涂方面。
①在汽车发动机的工作循环中，燃烧能量的绝大部分在传热过程中损失，柴油机的热效率在32%-34%，已经比汽油机提高不少，但是仍有60%的热量被耗散。
将陶瓷基复合材料作为隔热材料或者隔热涂层，覆盖在发动机上进行隔热处理可以有效减少散热损失，通过使用陶瓷基材料对发动机进行隔热处理可以将热效率提高10%-15%，而且其密度小，有效地减轻了整车的重量，使汽车的性能有较大的提升。
②在制动刹车系统中的应用：C/C-SiC复合材料由于具有密度低、耐磨性好、摩擦系数始终且稳定、抗热冲击、抗氧化等优点而被应用于刹车系统中。
这种刹车盘重量轻、耐温高、比热容比钢高2.5倍；同金属刹车系统相比，可节省40%的结构重量。碳刹车盘的使用寿命是金属基的5～7倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小，C/C-SiC复合材料碳刹车盘已得到了实际应用。
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·德国宇航院（DLR）Walter Krenkel等人以高档轿车刹车盘为应用目标，对C/SiC刹车材料进行了研究，目前已在保时捷911、奥迪A8L、法拉利等高档汽车上得以应用。
·美国Starfire公司研究先驱体转化法制备C/SiC刹车材料，并应用于摩托车刹车片。
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