Nanometr nadir torpaq materialları, sənaye inqilabında yeni bir qüvvə

Nanotexnologiya 1980-ci illərin sonu və 1990-cı illərin əvvəllərində tədricən inkişaf edən yeni fənlərarası sahədir. Yeni istehsal prosesləri, yeni materiallar və yeni məhsullar yaratmaq üçün böyük potensiala malik olduğundan, o, yeni əsrdə yeni sənaye inqilabına start verəcək. Nanoelmin və nanotexnologiyanın hazırkı inkişaf səviyyəsi 1950-ci illərdəki kompüter və informasiya texnologiyalarının səviyyəsinə bənzəyir. Bu sahəyə sadiq olan əksər alimlər nanotexnologiyanın inkişafının texnologiyanın bir çox aspektlərinə geniş və geniş təsir göstərəcəyini proqnozlaşdırırlar. Alimlər onun qəribə xassələrə və unikal performansa malik olduğuna inanırlar.Nano nadir torpaq materiallarının qəribə xassələrinə səbəb olan əsas qadağa effektləri spesifik səth effekti, kiçik ölçülü effekt, interfeys effekti, şəffaflıq effekti, tunel effekti və makroskopik kvant effektidir. Bu təsirlər nanosistemin fiziki xassələrini işıq, elektrik, istilik və maqnit kimi adi materiallardan fərqləndirir və bir çox yeni xüsusiyyətlər təqdim edir. Gələcəkdə elm adamlarının nanotexnologiyanın tədqiqi və inkişafı üçün üç əsas istiqamət var: hazırlıq və tətbiq əla performansa malik nanomaterialların; Müxtəlif nano cihaz və avadanlıqların layihələndirilməsi və hazırlanması; Nano-regionların xüsusiyyətlərinin aşkarlanması və təhlili. Hazırda nano nadir torpaq əsasən aşağıdakı tətbiq istiqamətlərinə malikdir və onun tətbiqi gələcəkdə daha da inkişaf etdirilməlidir.

Nanometr lantan oksidi (La2O3)

Nanometr lantan oksidi pyezoelektrik materiallara, elektrotermik materiallara, termoelektrik materiallara, maqnit müqavimətli materiallara, luminescent materiallara (mavi toz), hidrogen saxlama materiallarına, optik şüşələrə, lazer materiallarına, müxtəlif ərinti materiallarına, üzvi kimyəvi məhsulların hazırlanması üçün katalizatorlara və zərərsizləşdirmək üçün katalizatorlara tətbiq olunur. Avtomobil egzozu, yüngül çevrilmə və kənd təsərrüfatı filmlərinə də tətbiq edilir nanometr lantan oksidi.

Nanometr serium oksidi (CeO2)

Nanoserium oksidin əsas istifadə sahələri aşağıdakılardır: 1. Şüşə əlavəsi kimi nanoserium oksid ultrabənövşəyi şüaları və infraqırmızı şüaları udmaq qabiliyyətinə malikdir və avtomobil şüşələrinə tətbiq edilmişdir. O, nəinki ultrabənövşəyi şüaların qarşısını ala bilər, həm də avtomobilin içərisində temperaturu azalda bilər, beləliklə, kondisioner üçün elektrik enerjisinə qənaət edir. 2. Avtomobilin işlənmiş qazlarının təmizlənməsi katalizatorunda nanoserium oksidin tətbiqi böyük miqdarda avtomobilin işlənmiş qazının havaya atılmasının qarşısını effektiv şəkildə ala bilər.3. Nano-serium oksidi plastiklərin rənglənməsi üçün piqmentdə istifadə oluna bilər, həmçinin örtük, mürəkkəb və kağız sənayesində istifadə edilə bilər. 4. Cilalama materiallarında nanoserium oksidin tətbiqi silikon vaflilərin və sapfir monokristal substratlarının cilalanması üçün yüksək dəqiqlik tələbi kimi geniş şəkildə qəbul edilmişdir.5. Bundan əlavə, nano serium oksidi hidrogen saxlama materiallarına, termoelektrik materiallara, nano serium oksid volfram elektrodlarına, keramika kondansatörlərinə, piezoelektrik keramikalara, nano serium oksid silikon karbid aşındırıcılarına, yanacaq hüceyrəsi xammallarına, benzin daimi maqnit katalizatorlarına, bəzilərinə tətbiq edilə bilər. müxtəlif alaşımlı poladlar və əlvan metallar, və s.

Nanometr praseodimium oksidi (Pr6O11)

Nanometr praseodimium oksidinin əsas istifadə sahələri aşağıdakılardır: 1. O, tikinti keramikasında və gündəlik istifadə olunan keramikada geniş istifadə olunur. Rəngli şirə hazırlamaq üçün keramika şirəsi ilə qarışdırıla bilər və tək sıraltı piqment kimi də istifadə edilə bilər. Hazırlanmış piqment təmiz və zərif tonda açıq sarı rəngdədir. 2. Daimi maqnitlərin istehsalı üçün istifadə olunur və müxtəlif elektron cihazlarda və mühərriklərdə geniş istifadə olunur. 3. Neftin katalitik krekinqi üçün istifadə olunur. Katalizin aktivliyini, seçiciliyini və dayanıqlığını artırmaq olar. 4. Nano-praseodimium oksidi abraziv cilalama üçün də istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, nanometr praseodimium oksidinin optik lif sahəsində tətbiqi getdikcə daha genişdir. Nanometr neodimium oksidi (Nd2O3) Nanometr neodimium oksidi nadir torpaqlar sahəsində özünəməxsus mövqeyinə görə uzun illər bazarda qaynar nöqtəyə çevrilmişdir. Nano-neodimium oksidi əlvan materiallara da tətbiq olunur. Maqnezium və ya alüminium ərintisinə 1,5% ~ 2,5% nano neodimium oksid əlavə etmək, ərintinin yüksək temperatur performansını, hava keçirmə qabiliyyətini və korroziyaya davamlılığını yaxşılaşdıra bilər və aerokosmik kimi geniş istifadə olunur. aviasiya üçün material. Bundan əlavə, nano neodimium oksidi ilə qatlanmış nano ittrium alüminium qranat sənayedə qalınlığı 10 mm-dən aşağı olan nazik materialların qaynaqlanması və kəsilməsi üçün geniş istifadə olunan qısa dalğalı lazer şüası istehsal edir. Tibbi tərəfdən, nano-Nd _ 2O _ 3 ilə aşqarlanmış Nano-YAG lazer cərrahi bıçaqların əvəzinə cərrahi yaraları çıxarmaq və ya yaraları dezinfeksiya etmək üçün istifadə olunur. Nanometr neodimium oksidi şüşə və keramika materiallarının, rezin məhsulların və əlavələrin rənglənməsi üçün də istifadə olunur.

Samarium oksidi nanohissəcikləri (Sm2O3)

Nano ölçülü samarium oksidinin əsas istifadəsi aşağıdakılardır: nano ölçülü samarium oksidi açıq sarıdır, keramika kondansatörlərinə və katalizatorlara tətbiq olunur. Bundan əlavə, nano ölçülü samarium oksidi nüvə xüsusiyyətlərinə malikdir və atom enerjisi reaktorunun struktur materialı, qoruyucu materialı və nəzarət materialı kimi istifadə edilə bilər ki, nüvə parçalanması nəticəsində yaranan böyük enerji təhlükəsiz şəkildə istifadə edilə bilər. Avropium oksid nanohissəcikləri (Eu2O3) daha çox fosforlarda istifadə olunur. Eu3+ qırmızı fosforun aktivatoru kimi, Eu2+ isə mavi fosfor kimi istifadə olunur. Y0O3:Eu3+ işıq səmərəliliyi, örtük sabitliyi, bərpa dəyəri və s.-də ən yaxşı fosfordur və işıq effekti və kontrastın yaxşılaşdırılması səbəbindən geniş istifadə olunur. Bu yaxınlarda nanoauropium oksidi yeni rentgen-tibbi diaqnostika sistemi üçün stimullaşdırılmış emissiya fosforu kimi də istifadə olunur. Nano-avropium oksidi həmçinin rəngli linzaların və optik filtrlərin istehsalında, maqnit qabarcıq saxlama cihazları üçün istifadə oluna bilər və həmçinin öz istedadlarını bu sahədə də göstərə bilər. nəzarət materialları, qoruyucu materiallar və atom reaktorlarının struktur materialları. İncə hissəcik qadolinium europium oksidi (Y2O3:Eu3+) qırmızı fosfor xammal kimi nano ittrium oksidi (Y2O3) və nano europium oksidi (Eu2O3) istifadə edilərək hazırlanmışdır. Ondan nadir torpaq üçrəngli fosforu hazırlamaq üçün istifadə edilərkən müəyyən edilmişdir ki: (a) yaşıl toz və mavi toz ilə yaxşı və bərabər şəkildə qarışdırıla bilər; (b) Yaxşı örtük performansı; (c) Qırmızı tozun hissəcik ölçüsü kiçik olduğundan, xüsusi səth sahəsi artır və luminescent hissəciklərin sayı artdığından, nadir torpaq üçrəngli fosforlarda qırmızı tozun miqdarı azaldıla bilər, nəticədə daha aşağı qiymətə səbəb olur.

Qadolinium oksid nanohissəcikləri (Gd2O3)

Onun əsas istifadə sahələri aşağıdakılardır: 1. Onun suda həll olunan paramaqnit kompleksi tibbi müalicədə insan bədəninin NMR görüntüləmə siqnalını yaxşılaşdıra bilər. 2. Əsas kükürd oksidi osiloskop borusunun matris şəbəkəsi və xüsusi parlaqlığa malik rentgen ekranı kimi istifadə edilə bilər. 3. Nano-qadolinium qallium qranatındakı nano-qadolinium oksidi maqnit qabarcıq yaddaşı üçün ideal tək substratdır. 4. Camot dövrü limiti olmadıqda, bərk maqnit soyutma mühiti kimi istifadə edilə bilər. 5. Nüvə reaksiyalarının təhlükəsizliyini təmin etmək üçün atom elektrik stansiyalarının zəncirvari reaksiya səviyyəsinə nəzarət etmək üçün inhibitor kimi istifadə olunur. Bundan əlavə, nano-qadolinium oksidi və nano-lantan oksidinin istifadəsi vitrifikasiya bölgəsini dəyişdirmək və şüşənin istilik sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün faydalıdır. Nanoqadolinium oksidi həmçinin kondensatorların və rentgen şüalarını gücləndirən ekranların istehsalı üçün istifadə oluna bilər. Hazırda dünya maqnit soyuducuda nano-qadolinium oksidin və onun ərintilərinin tətbiqini inkişaf etdirmək üçün böyük səylər göstərir və irəliləyiş əldə etmişdir.

Terbium oksid nanohissəcikləri (Tb4O7)

Əsas tətbiq sahələri aşağıdakılardır: 1. Fosforlar, nanoterbium oksidi ilə aktivləşdirilmiş fosfat matrisi, nanoterbium oksidi ilə aktivləşdirilmiş silikat matrisi və nanoterbium oksidi ilə aktivləşdirilmiş maqnezium nanoterbium oksidi kimi üçrəngli fosforlarda yaşıl tozun aktivatoru kimi istifadə olunur. hamısı yaşıl işıq saçan oksiddir həyəcanlı vəziyyət. 2. Magneto-optik saxlama materialları,Son illərdə nano-terbium oksidi maqnito-optik materiallar tədqiq edilmiş və hazırlanmışdır. Tb-Fe amorf plyonkadan hazırlanmış maqnito-optik disk kompüterin saxlama elementi kimi istifadə olunur və yaddaş tutumu 10~15 dəfə artırıla bilər. 3. Maqneto-optik şüşə, Faraday optik aktiv şüşə, tərkibində nanometr terbium oksidi, rotatorlar, izolyatorlar, annulyatorlar hazırlamaq üçün əsas materialdır və lazer texnologiyasında geniş istifadə olunur. Nanometr terbium oksidi nanometr disprosium oksidi əsasən sonarda istifadə olunur və geniş yayılmışdır. yanacaq vurma sistemi, maye klapan nəzarəti, mikro yerləşdirmə kimi bir çox sahədə istifadə olunur. təyyarə kosmik teleskopunun mexaniki icraedicisi, mexanizmi və qanad tənzimləyicisi. Dy2O3 nano disprosium oksidin əsas istifadə sahələri bunlardır: 1. Nano-disprosium oksidi fosforun aktivatoru kimi istifadə olunur və üçvalentli nano-disprosium oksidi tək lüminesans mərkəzi olan üçrəngli luminesans materialların perspektivli aktivləşdirici ionudur. O, əsasən iki emissiya zolağından ibarətdir, biri sarı işıq emissiyası, digəri mavi işıq emissiyasıdır və üçrəngli fosforlar kimi nano-disprosium oksidi ilə aşqarlanmış luminescent materiallardan istifadə edilə bilər.2. Nanometr disprosium oksidi, mexaniki hərəkətin bəzi dəqiq fəaliyyətlərini həyata keçirə bilən böyük maqnitostriktiv alaşımlı nano-terbium oksidi və nano-disprosium oksidi ilə Terfenol ərintisi hazırlamaq üçün zəruri metal xammaldır. 3. Nanometr disprosium oksid metalı yüksək qeyd sürəti və oxu həssaslığı ilə maqnito-optik saxlama materialı kimi istifadə edilə bilər. 4. Nano disprosium oksid lampasının hazırlanması üçün istifadə olunur. Nano disprosium oksid lampasında istifadə olunan işçi maddə yüksək parlaqlıq, yaxşı rəng, yüksək rəng temperaturu, kiçik ölçülü və sabit qövs kimi üstünlüklərə malik olan nano disprosium oksiddir. film və çap üçün işıqlandırma mənbəyi kimi istifadə olunur. 5. Nanometr disprosium oksidi neytron enerji spektrini ölçmək üçün və ya böyük neytron tutma en kəsiyi sahəsinə görə atom enerjisi sənayesində neytron absorber kimi istifadə olunur.

Ho _ 2O _ 3 Nanometr

Nano-holmium oksidinin əsas istifadəsi aşağıdakılardır: 1. Metal halogen lampa əlavəsi olaraq, metal halogen lampa yüksək təzyiqli civə lampası əsasında hazırlanmış bir növ qaz boşaltma lampasıdır və onun xarakterik xüsusiyyətləri ampul müxtəlif nadir torpaq halogenidləri ilə doldurulur. Hazırda qaz atılan zaman müxtəlif spektral xətlər buraxan nadir torpaq yodidləri əsasən istifadə olunur. Nano-holmium oksid lampasında istifadə olunan işçi maddə nano-holmium oksid yodiddir ki, bu da qövs zonasında daha yüksək metal atomu konsentrasiyası əldə edə bilir. radiasiya səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. 2. Nanometr holmium oksidi itrium dəmir və ya itrium alüminium qranat əlavəsi kimi istifadə edilə bilər; 3. Nano-holmium oksidi 2μm lazer buraxa bilən itrium dəmir alüminium qranat (Ho:YAG) kimi istifadə edilə bilər və insan toxumasının 2μm lazerə udma dərəcəsi yüksəkdir. Hd-dən demək olar ki, üç böyüklük dərəcəsidir: YAG0. Buna görə də, Ho:YAG lazerini tibbi əməliyyat üçün istifadə edərkən, bu, yalnız əməliyyatın səmərəliliyini və dəqiqliyini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, termal zədələnmə sahəsini daha kiçik ölçüyə qədər azalda bilər. Nano holmium oksid kristalının yaratdığı sərbəst şüa həddindən artıq istilik əmələ gətirmədən yağları aradan qaldıra bilir və bununla da sağlam toxumaların yaratdığı termal zədələri azaldır. ABŞ-da qlaukoma xəstəliyinin nanometr holmium oksid lazerlə müalicəsinin ağrıları azalda biləcəyi bildirilir. cərrahiyyə. 4. Maqnitostriktiv ərintisi Terfenol-D-də ərintinin doyma maqnitləşməsi üçün tələb olunan xarici sahəni azaltmaq üçün az miqdarda nanoölçülü holmium oksidi də əlavə etmək olar.5. Bundan əlavə, nano-holmium oksidi ilə aşqarlanmış optik lifdən optik lifli lazerlər, optik lif gücləndiricilər, optik lifli sensorlar və s. kimi optik rabitə cihazlarının istehsalı üçün istifadə oluna bilər. Bu, günümüzün sürətli optik lif rabitəsində daha mühüm rol oynayacaq.

Nanometr itrium oksidi (Y2O3)

Nanoittrium oksidin əsas istifadə sahələri aşağıdakılardır: 1. Polad və əlvan ərintilər üçün əlavələr. FeCr ərintisi adətən bu paslanmayan poladların oksidləşmə müqavimətini və çevikliyini artıra bilən 0,5% ~ 4% nano itrium oksidi ehtiva edir. MB26 ərintisinə lazımi miqdarda nanometr itrium oksidi ilə zəngin qarışıq nadir torpaq əlavə etdikdən sonra, ərintinin hərtərəfli xüsusiyyətləri açıq-aydın görünürdü. Dünən təkmilləşdirilmiş, O, bəzi orta və güclü alüminium ərintilərini stresli komponentlər üçün əvəz edə bilər təyyarə; Al-Zr ərintisinə az miqdarda nanoittrium oksid nadir torpaq əlavə etmək ərintinin keçiriciliyini yaxşılaşdıra bilər; Bu ərinti Çindəki əksər məftil fabrikləri tərəfindən qəbul edilmişdir. Nano-ittrium oksidi keçiriciliyi və mexaniki gücü yaxşılaşdırmaq üçün mis ərintisi əlavə edildi. 2. Tərkibində 6% nanoittrium oksid və 2% alüminium olan silisium nitridi keramika materialı. Mühərrik hissələrinin hazırlanmasında istifadə oluna bilər. 3. 400 vatt gücündə nano neodim oksidi alüminium qranat lazer şüasından istifadə etməklə iri miqyaslı komponentlərdə qazma, kəsmə, qaynaq və digər mexaniki emallar həyata keçirilir. 4. Y-Al qranat monokristaldan ibarət elektron mikroskop ekranı yüksək flüoresan parlaqlığına, səpələnmiş işığın aşağı udulmasına və yaxşı yüksək temperatur müqavimətinə və mexaniki aşınma müqavimətinə malikdir.5. Tərkibində 90% nanoqadolinium oksidi olan yüksək nano itrium oksid strukturu ərintisi aviasiyaya və aşağı sıxlıq və yüksək ərimə nöqtəsi tələb edən digər hallarda tətbiq oluna bilər. 6. Tərkibində 90% nanoitrium oksidi olan yüksək temperaturlu proton keçirici materiallar yüksək hidrogendə həllolma tələb edən yanacaq elementlərinin, elektrolitik elementlərin və qaz sensorlarının istehsalı üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bundan əlavə, nano-ittrium oksidi yüksək temperatura çiləmə davamlı material, atom reaktoru yanacağının seyreltici, daimi maqnit materialının əlavəsi və elektron sənayedə alıcı kimi də istifadə olunur.

Yuxarıda göstərilənlərə əlavə olaraq, nano nadir torpaq oksidləri insan sağlamlığı və ətraf mühitin qorunması üçün geyim materiallarında da istifadə edilə bilər. Hazırkı tədqiqat vahidlərindən onların hamısının müəyyən istiqamətləri var: anti-ultrabənövşəyi şüalanma; Havanın çirklənməsi və ultrabənövşəyi şüalanma dəri xəstəlikləri və dəri xərçənginə meyllidir; Çirklənmənin qarşısının alınması çirkləndiricilərin geyimə yapışmasını çətinləşdirir; Həm də istiliyin qarşısının alınması istiqamətində də öyrənilir. Dəri sərt və asan qocaldığı üçün yağışlı günlərdə küflənməyə daha çox meyllidir. Nano nadir torpaq serium oksidi ilə ağardılmaqla dəri yumşaldıla bilər ki, bu da qocalmaq və küflənmək asan deyil və geyinmək rahatdır. Son illərdə nano-örtmə materialları da nano-material tədqiqatlarının diqqət mərkəzindədir və əsas tədqiqatlar funksional örtüklərə yönəlib. Amerika Birləşmiş Ştatlarında 80nm ilə Y2O3 infraqırmızı qoruyucu örtük kimi istifadə edilə bilər. İstiliyi əks etdirmə səmərəliliyi çox yüksəkdir. CeO2 yüksək sındırma indeksinə və yüksək sabitliyə malikdir. Nano nadir torpaq itrium oksidi, nano lantan oksidi və nano serium oksid tozu örtükə əlavə edildikdə, xarici divar qocalmağa müqavimət göstərə bilər, çünki xarici divar örtüyü asanlıqla qocalır və boya günəş işığına və ultrabənövşəyi şüalara məruz qaldığından yıxılır. uzun müddətdir və serium oksidi və itrium əlavə etdikdən sonra ultrabənövşəyi şüalara qarşı dura bilir. oksid.Bundan başqa, onun hissəcik ölçüsü çox kiçikdir və nanoserium oksidi ultrabənövşəyi şüalanma nəticəsində plastik məhsulların qocalmasının qarşısını almaq üçün istifadə edilməsi gözlənilən ultrabənövşəyi absorber kimi istifadə olunur, tanklar, avtomobillər, gəmilər, neft saxlama çənləri və s. ., açıq böyük reklam lövhələrini ən yaxşı şəkildə qoruya və daxili divar örtükləri üçün küf, nəm və çirklənmənin qarşısını ala bilər. Kiçik hissəcik ölçüsünə görə toz divara yapışmaq asan deyil. Və su ilə yuyula bilər. Nano nadir torpaq oksidlərinin hələ də daha çox tədqiq edilməli və inkişaf etdirilməli olan bir çox istifadəsi var və biz onun daha parlaq gələcəyinə ümid edirik.