Рэдказямельныя элементысамі па сабе маюць багатую электронную структуру і праяўляюць мноства аптычных, электрычных і магнітных уласцівасцей. Пасля рэдказямельнай нанаматэрыялізацыі ён дэманструе мноства характарыстык, такіх як эфект малога памеру, высокі эфект удзельнай паверхні, квантавы эфект, надзвычай моцныя аптычныя, электрычныя, магнітныя ўласцівасці, звышправоднасць, высокая хімічная актыўнасць і г.д., якія могуць значна палепшыць прадукцыйнасць і функцыі матэрыялаў і распрацаваць шмат новых матэрыялаў. Ён будзе адыгрываць важную ролю ў галінах высокіх тэхналогій, такіх як аптычныя матэрыялы, святловыпрамяняльныя матэрыялы, крышталічныя матэрыялы, магнітныя матэрыялы, акумулятарныя матэрыялы, электракераміка, інжынерная кераміка, каталізатары і г.д.?
1、 Бягучыя даследаванні і вобласці прымянення
1. Рэдказямельны люмінесцэнтны матэрыял: рэдказямельны нана-люмінесцэнтны парашок (парашок для каляровых тэлевізараў, парашок для лямпаў) з палепшанай эфектыўнасцю святла значна знізіць колькасць выкарыстоўванага рэдказямельнага рэчыва. У асноўным выкарыстоўваючыY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Новыя матэрыялы-кандыдаты для каляровага тэлебачання высокай выразнасці.?
2. Нана-звышправодныя матэрыялы: звышправаднікі YBCO, атрыманыя з выкарыстаннем Y2O3, асабліва тонкаплёнкавыя матэрыялы, маюць стабільныя характарыстыкі, высокую трываласць, простую апрацоўку, блізкія да практычнай стадыі і шырокія перспектывы.?
3. Рэдказямельныя нанамагнітныя матэрыялы: выкарыстоўваюцца для магнітнай памяці, магнітнай вадкасці, гіганцкага магнітасупраціўлення і г.д., што значна паляпшае прадукцыйнасць, робіць прылады высокапрадукцыйнымі і мініяцюрнымі. Напрыклад, аксідныя гіганцкія магнітарэзістэнтныя мішэні (REMnO3 і інш.).?
4. Рэдказямельная высокапрадукцыйная кераміка: электракераміка (электронныя датчыкі, PTC-матэрыялы, мікрахвалевыя матэрыялы, кандэнсатары, тэрмістары і г.д.), прыгатаваная з ультратонкіх або нанаметровых Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 і г.д., чые электрычныя ўласцівасці, цеплавыя уласцівасці і стабільнасць былі значна палепшаны, з'яўляюцца важным аспектам мадэрнізацыі электронных матэрыялаў. Кераміка, спечаная пры больш нізкіх тэмпературах, такая як нана Y2O3 і ZrO2, валодае высокай трываласцю і трываласцю і выкарыстоўваецца ў зносастойкіх прыладах, такіх як падшыпнікі і рэжучыя інструменты; Прадукцыйнасць шматслойных кандэнсатараў і мікрахвалевых прылад, вырабленых з нана Nd2O3, Sm2O3 і г.д., была значна палепшана.?
5. Рэдказямельныя нанакаталізатары: у многіх хімічных рэакцыях выкарыстоўваюцца рэдказямельныя каталізатары. Пры выкарыстанні рэдказямельных нанакаталізатараў іх каталітычная актыўнасць і эфектыўнасць будуць значна павышаны. Цяперашні нанапарашок CeO2 мае такія перавагі, як высокая актыўнасць, нізкая цана і працяглы тэрмін службы ў ачышчальніку выхлапных газаў аўтамабіляў, і замяніў большасць каштоўных металаў з гадавым спажываннем тысяч тон.?
6. Рэдказямельны ультрафіялетавы паглынальнік:Нана CeO2парашок моцна паглынае ультрафіялетавыя прамяні і выкарыстоўваецца ў сонцаахоўнай касметыцы, сонцаахоўных валокнах, аўтамабільным шкле і г.д.?
7. Рэдказямельная дакладная паліроўка: CeO2 аказвае добры паліравальны эфект на шкле і іншых матэрыялах. Nano CeO2 мае высокую дакладнасць паліроўкі і выкарыстоўваецца ў вадкакрысталічных дысплеях, крэмніевых пласцінах, шкляных сховішчах і г.д. Карацей кажучы, прымяненне рэдказямельных нанаматэрыялаў толькі пачалося і сканцэнтравана ў галіне новых высокатэхналагічных матэрыялаў з высокім дабаўленую вартасць, шырокі спектр прымянення, велізарны патэнцыял і вельмі перспектыўныя камерцыйныя перспектывы.?
2、 Тэхналогія падрыхтоўкі
У цяперашні час як вытворчасць, так і прымяненне нанаматэрыялаў прыцягваюць увагу розных краін. Нанатэхналогіі Кітая працягваюць развівацца, і прамысловая вытворчасць або пробная вытворчасць былі паспяхова праведзены ў нанаразмерных SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 і іншых парашковых матэрыялаў. Аднак цяперашні вытворчы працэс і высокія выдаткі на вытворчасць з'яўляюцца яго фатальным недахопам, які паўплывае на шырокае прымяненне нанаматэрыялаў. Такім чынам, неабходна пастаяннае ўдасканаленне.?
З-за асаблівай электроннай структуры і вялікага атамнага радыуса рэдказямельных элементаў іх хімічныя ўласцівасці значна адрозніваюцца ад іншых элементаў. Такім чынам, метад падрыхтоўкі і тэхналогія наступнай апрацоўкі рэдказямельных нанааксідаў таксама адрозніваюцца ад іншых элементаў. Асноўныя метады даследавання ўключаюць:?
1. Метад асаджэння: у тым ліку асаджэнне шчаўевай кіслатой, асаджэнне карбанатам, асаджэнне гідраксідам, гамагеннае асаджэнне, асаджэнне комплексаў і г. д. Самая вялікая асаблівасць гэтага метаду заключаецца ў тым, што раствор хутка зараджаецца, ім лёгка кіраваць, абсталяванне простае і можа вырабляць прадукты высокай чысціні. Але гэта цяжка адфільтраваць і лёгка аб'яднаць?
2. Гідратэрмальны метад: паскарэнне і ўзмацненне рэакцыі гідролізу іёнаў ва ўмовах высокай тэмпературы і ціску і ўтварэнне дысперсных нанакрышталічных ядраў. Гэты метад дазваляе атрымаць нанаметровыя парашкі з раўнамернай дысперсіяй і вузкім размеркаваннем часціц па памерах, але ён патрабуе абсталявання для высокай тэмпературы і высокага ціску, якое дарагое і небяспечнае ў эксплуатацыі.?
3. гелевы метад: гэта важны метад для атрымання неарганічных матэрыялаў і гуляе важную ролю ў неарганічным сінтэзе. Пры нізкай тэмпературы металаарганічныя злучэнні або арганічныя комплексы могуць утвараць золь шляхам полімерызацыі або гідролізу і ўтвараць гель пры пэўных умовах. Далейшая тэрмічная апрацоўка можа вырабляць ультратонкую рысавую локшыну з большай удзельнай паверхняй і лепшай дысперсіяй. Гэты метад можна праводзіць у мяккіх умовах, у выніку чаго атрымліваецца парашок з большай плошчай паверхні і лепшай диспергируемостью. Аднак час рэакцыі доўгі і займае некалькі дзён, што ўскладняе выкананне патрабаванняў індустрыялізацыі?
4. Цвёрдафазны метад: высокатэмпературнае раскладанне ажыццяўляецца праз цвёрдае злучэнне або прамежкавую рэакцыю ў сухім асяроддзі. Напрыклад, рэдказямельны нітрат і шчаўевая кіслата змешваюцца з дапамогай цвёрдафазнага шаравога млына з адукацыяй прамежкавага рэдказямельнага оксалата, які затым раскладаецца пры высокай тэмпературы з атрыманнем ультратонкага парашка. Гэты метад мае высокую эфектыўнасць рэакцыі, простае абсталяванне і лёгкае кіраванне, але атрыманы парашок мае нерэгулярную марфалогію і дрэнную аднастайнасць.?
Гэтыя метады не з'яўляюцца унікальнымі і не могуць быць у поўнай меры прыдатныя для індустрыялізацыі. Ёсць шмат метадаў падрыхтоўкі, такіх як метад арганічнай мікраэмульсіі, алкаголіз і г.д.?
3、 Прагрэс у развіцці прамысловасці
Прамысловая вытворчасць часта не выкарыстоўвае адзін метад, а абапіраецца на моцныя бакі і дапаўняе слабыя бакі і спалучае некалькі метадаў для дасягнення высокай якасці прадукцыі, нізкай кошту і бяспечнага і эфектыўнага працэсу, неабходнага для камерцыялізацыі. Кампанія Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. нядаўна дасягнула прамысловага прагрэсу ў распрацоўцы рэдказямельных нанаматэрыялаў. Пасля шматлікіх метадаў даследавання і незлічоных выпрабаванняў быў знойдзены метад, які больш падыходзіць для прамысловай вытворчасці - мікрахвалевы гелевы метад. Самая вялікая перавага гэтай тэхналогіі заключаецца ў тым, што першапачатковая 10-дзённая гелевая рэакцыя скарачаецца да 1 дня, так што эфектыўнасць вытворчасці павялічваецца ў 10 разоў, кошт значна зніжаецца, а якасць прадукту добрая, плошча паверхні вялікая , рэакцыя карыстальніка на выпрабаванне добрая, цана на 30% ніжэйшая, чым у амерыканскіх і японскіх прадуктаў, што вельмі канкурэнтаздольна на міжнародным узроўні, дасягненне міжнароднага прасунутага ўзроўню.?
Нядаўна былі праведзены прамысловыя эксперыменты з выкарыстаннем метаду асаджэння, у асноўным з выкарыстаннем аміячнай вады і карбанату аміяку для асаджэння, а таксама з выкарыстаннем арганічных растваральнікаў для дэгідратацыі і апрацоўкі паверхні. Гэты метад мае просты працэс і нізкі кошт, але якасць прадукту нізкая, і ўсё яшчэ ёсць некаторыя агламерацыі, якія патрабуюць далейшага ўдасканалення і паляпшэння.?
Кітай з'яўляецца буйной краінай па запасах рэдказямельных рэсурсаў. Распрацоўка і прымяненне рэдказямельных нанаматэрыялаў адкрыла новыя магчымасці для эфектыўнага выкарыстання рэдказямельных рэсурсаў, пашырыла сферу прымянення рэдказямельных нанаматэрыялаў, спрыяла распрацоўцы новых функцыянальных матэрыялаў, павелічэнню экспарту прадукцыі з высокай дабаўленай вартасцю і паляпшэнню замежных магчымасці заробку на біржы. Гэта мае важнае практычнае значэнне для пераўтварэння пераваг рэсурсаў у эканамічныя перавагі.
Час публікацыі: 27 чэрвеня 2023 г