Nanotechnologie je vznikající interdisciplinární obor, který se postupně rozvíjel koncem 80. a začátkem 90. let 20. století. Díky svému obrovskému potenciálu vytvářet nové výrobní procesy, materiály a produkty spustí v novém století novou průmyslovou revoluci. Současná úroveň rozvoje nanověd a nanotechnologií je podobná jako u počítačových a informačních technologií v 50. letech 20. století. Většina vědců zabývajících se touto oblastí předpokládá, že vývoj nanotechnologií bude mít široký a hluboký dopad na mnoho aspektů technologie. Vědci se domnívají, že má podivné vlastnosti a jedinečné vlastnosti a hlavní omezující účinky, které vedou k podivným vlastnostem nanovzácných zeminmateriály zahrnují specifický povrchový efekt, efekt malé velikosti, efekt rozhraní, efekt průhlednosti, tunelový efekt a makroskopický kvantový efekt. Tyto efekty odlišují fyzikální vlastnosti nanosystémů od běžných materiálů, jako je světlo, elektřina, teplo a magnetismus, což vede k mnoha novým vlastnostem. Budoucí vědci mají tři hlavní směry výzkumu a vývoje nanotechnologií: příprava a aplikace vysoce výkonných nanomateriálů; Navrhněte a připravte různá nano zařízení a zařízení; Detekujte a analyzujte vlastnosti nano oblastí. V současné době existují především některé aplikační směry pro nanovzácných zemins a budoucí využití nanotechnologievzácných zeminje třeba dále rozvíjet.
Nano oxid lanthanitýse používá na piezoelektrické materiály, elektrotermické materiály, termoelektrické materiály, magnetorezistivní materiály, luminiscenční materiály (modrý prášek), materiály pro skladování vodíku, optické sklo, laserové materiály, různé slitinové materiály, katalyzátory pro přípravu organických chemických produktů a katalyzátory pro neutralizaci výfukových plynů automobilů. Aplikují se také zemědělské fólie pro konverzi světlanano oxid lanthanitý.
Hlavní použitínano ceriezahrnují: 1. jako přísadu do skla,nano ceriemůže absorbovat ultrafialové a infračervené paprsky a byl aplikován na automobilová skla. Nejen, že dokáže zabránit ultrafialovému záření, ale také dokáže snížit teplotu uvnitř vozu, čímž ušetří elektřinu na klimatizaci. 2. Aplikacenanooxid ceruKatalyzátory pro čištění výfukových plynů automobilů mohou účinně zabránit úniku velkého množství výfukových plynů automobilů do vzduchu. 3.Nano oxid ceričitýmůže být aplikován na pigmenty pro barevné plasty a může být také použit v průmyslových odvětvích, jako jsou nátěry, inkoust a papír. 4. Aplikacenano ceriev leštících materiálech byl široce uznáván jako vysoce přesný požadavek na leštění křemíkových plátků a safírových monokrystalických substrátů. 5. Kromě tohonano cerielze také použít na materiály pro skladování vodíku, termoelektrické materiály,nano ceriewolframové elektrody, keramické kondenzátory, piezoelektrická keramika,nano cerie karbid křemíkubrusiva, suroviny pro palivové články, benzinové katalyzátory, určité materiály s permanentními magnety, různé legované oceli a neželezné kovy.
NanometrOxid praseodym (Pr6O11)
Hlavní použitínanooxid praseodympatří: 1. Je široce používán ve stavební keramice a denní keramice. Může být smíchán s keramickou glazurou pro vytvoření barevné glazury nebo může být použit samostatně jako podglazurní pigment. Vyrobený pigment je světle žlutý, s čistým a elegantním barevným tónem. 2. Používá se pro výrobu permanentních magnetů, široce používaných v různých elektronických zařízeních a motorech. 3. Používá se pro katalytické krakování ropy, může zlepšit katalytickou aktivitu, selektivitu a stabilitu. 4.Nano oxid praseodymlze použít i pro abrazivní leštění. Kromě toho použitínanooxid praseodymv oblasti optických vláken se také stále více rozšiřuje.
Nanometrický oxid neodymu (Nd203)
Nanometrický oxid neodymuprvek se stal žhavým tématem pozornosti trhu již mnoho let díky svému jedinečnému postavení na trhuvzácných zeminpole.Nanometrický oxid neodymuse také aplikuje na materiály z neželezných kovů. Přidání 1,5 % až 2,5 %nano oxid neodymuna hořčíkové nebo hliníkové slitiny může zlepšit výkon při vysokých teplotách, vzduchotěsnost a odolnost slitiny proti korozi a je široce používán jako letecký materiál. Navíc nano yttrium hliníkový granát dopovanýnano oxid neodymue generuje krátkovlnné laserové paprsky, které jsou široce používány v průmyslu pro svařování a řezání tenkých materiálů o tloušťce menší než 10 mm. V lékařské praxi nanoyttriový hliníkgranátové lasery dopovanénano oxid neodymuse používají místo chirurgických nožů k odstranění chirurgických nebo dezinfekce ran.Nano oxid neodymupoužívá se také k barvení skleněných a keramických materiálů, jakož i pryžových výrobků a přísad.
Hlavní použitínanočástice oxidu samariazahrnují jeho světle žlutou barvu, která se používá v keramických kondenzátorech a katalyzátorech. navícnano oxid samariamá také jaderné vlastnosti a může být použit jako konstrukční materiál, stínící materiál a kontrolní materiál pro atomové reaktory, což umožňuje bezpečné využití obrovské energie generované jaderným štěpením.
Nanoměřítkooxid europia (Eu2O3)
Oxid europia v nanoměřítkuse většinou používá ve fluorescenčních prášcích. Eu3+ se používá jako aktivátor pro červené fosfory a Eu2+ se používá pro modré fosfory. V současné době je Y0O3: Eu3+ nejlepším fosforem pro účinnost luminiscence, stabilitu povlaku a návratnost nákladů. Kromě toho se díky zlepšení technologií, jako je zlepšení účinnosti luminiscence a kontrastu, široce používá. Nedávno,nano oxid europiabyl také použit jako stimulovaný emisní fosfor v nových rentgenových lékařských diagnostických systémech. Nanooxid europia lze také použít k výrobě barevných čoček a optických filtrů, pro zařízení na uchovávání magnetických bublin a v kontrolních materiálech, stínicích materiálech a konstrukčních materiálech atomových reaktorů. Jemné částice gadolinia europium oxid (Y2O3Eu3+) červený fluorescenční prášek byl připraven za použitínano oxid yttrium (Y2O3) anano oxid europia (Eu2O3) jako suroviny. Při přípravěvzácných zemintříbarevným fluorescenčním práškem, bylo zjištěno, že: (a) se může dobře mísit se zeleným práškem a modrým práškem; (b) Dobrý výkon povlaku; (c) Vzhledem k malé velikosti částic červeného prášku se specifický povrch zvyšuje a počet luminiscenčních částic se zvyšuje, což může snížit množství červeného prášku použitého vvzácných zemintříbarevné fosfory, což má za následek snížení nákladů.
Mezi jeho hlavní použití patří: 1. Jeho ve vodě rozpustný paramagnetický komplex může zlepšit zobrazovací signál magnetické rezonance (NMR) lidského těla v lékařských aplikacích. 2. Základní oxidy síry lze použít jako matricové mřížky pro speciální jasové osciloskopové trubice a rentgenové fluorescenční obrazovky. 3nano oxid gadolinia in nano oxid gadoliniagalliový granát je ideálním samostatným substrátem pro magnetickou bublinkovou paměťovou paměť. 4. Pokud neexistuje omezení Camotova cyklu, lze jej použít jako magnetické chladicí médium v pevné fázi. 5. Používá se jako inhibitor pro řízení úrovně řetězové reakce jaderných elektráren pro zajištění bezpečnosti jaderných reakcí. Kromě toho použitínano oxid gadoliniaa nanooxid lanthanitý společně pomáhají měnit zónu skelného přechodu a zlepšovat tepelnou stabilitu skla.Nano oxid gadolinialze také použít pro výrobu kondenzátorů a obrazovek zesilujících rentgenové záření. V současné době se celosvětově vyvíjí úsilí o vývoj aplikacenano oxid gadoliniaa jeho slitin v magnetickém chlazení a byly učiněny průlomy.
Nanometroxid terbium (Tb4O7)
Mezi hlavní oblasti použití patří: 1. Fluorescenční prášek se používá jako aktivátor zeleného prášku ve třech primárních barevných fluorescenčních prášcích, jako je fosfátová matrice aktivovanánano oxid terbium, silikátová matrice aktivovaná onano oxid terbiuma matrici nanocerium-hořečnato-hlinitanu aktivovanounano oxid terbium, všechny vyzařují zelené světlo v excitovaném stavu. 2. V posledních letech probíhal výzkum a vývojnano oxid terbiummagnetooptické materiály pro magnetooptické ukládání. Magnetooptický disk vyvinutý pomocí amorfního tenkého filmu Tb-Fe jako prvku pro ukládání dat může zvýšit kapacitu úložiště 10-15krát. 3. Magnetooptické sklo, obsahující Faradayovo rotační sklonano oxid terbium, je klíčovým materiálem používaným při výrobě rotátorů, izolátorů a prstenců široce používaných v laserové technologii.Nano oxid terbiuma nano dysprosium oxid železitý byly používány hlavně v sonarech a byly široce používány v různých oblastech, od systémů vstřikování paliva, ovládání kapalinových ventilů, mikropolohování až po mechanické ovladače, mechanismy a regulátory křídel pro letadla a vesmírné teleskopy.
Hlavní použitínano oxid dysprosium (Dy2O3) nano oxid dysprosiumjsou: 1.Nano oxid dysprosiumse používá jako aktivátor fluorescenčního prášku a je trojmocnýnano oxid dysprosiumje slibný aktivační ion pro luminiscenční materiál s jedním luminiscenčním středem a třemi primárními barvami. Skládá se hlavně ze dvou emisních pásem, jedním je emise žlutého světla a druhým je emise modrého světla. Dopovaný luminiscenční materiálnano oxid dysprosiumlze použít jako fluorescenční prášek se třemi základními barvami. 2.Nano oxid dysprosiumje nezbytnou kovovou surovinou pro přípravu velké magnetostrikční slitinynano oxid terbiumslitina nano dysprosium oxidu železa (Terfenol), která umožňuje dosažení určitých přesných mechanických pohybů. 3.Nano oxid dysprosiumkov lze použít jako magnetooptický úložný materiál s vysokou rychlostí záznamu a citlivostí čtení. 4. Používá se pro přípravunano oxid dysprosiumlampy, pracovní látka používaná vnano oxid dysprosiumlampy jenano oxid dysprosium. Tento typ lampy má výhody, jako je vysoký jas, dobrá barva, vysoká barevná teplota, malá velikost a stabilní oblouk. Používá se jako zdroj osvětlení pro filmy, tisk a další osvětlovací aplikace. 5. Vzhledem k velké ploše průřezu záchytu neutronůnano oxid dysprosium, používá se v průmyslu atomové energie k měření neutronových spekter nebo jako absorbér neutronů.
Hlavní použitínano oxid holmitýpatří: 1. jako přísada do halogenidových výbojek. Metalhalogenidové výbojky jsou typem plynové výbojky vyvinuté na bázi vysokotlakých rtuťových výbojek, které se vyznačují plněním baňky různýmivzácných zeminhalogenidy. V současnosti je hlavní využitívzácných zeminjodid, který při výboji plynu vyzařuje různé spektrální barvy. Pracovní látka použitá vnano oxid holmitýlampa je jodizovanánano oxid holmitý, který může dosáhnout vysoké koncentrace atomů kovu v zóně oblouku, což výrazně zlepšuje účinnost záření. 2.Nano oxid holmiumlze použít jako přísadu do železa yttria popřyttriový hliníkgranát; 3.Nano oxid holmiumlze použít jako yttrium železo-hliníkový granát (Ho: YAG) k vyzařování 2 μ M laseru, lidská tkáň na 2 μ Rychlost absorpce m laseru je vysoká, téměř o tři řády vyšší než u Hd: YAG0. Takže při použití Ho:YAG laseru pro lékařskou chirurgii lze nejen zlepšit efektivitu a přesnost chirurgického zákroku, ale také zmenšit oblast tepelného poškození na menší velikost. Volný paprsek generovanýnano oxid holmitýkrystaly mohou eliminovat tuk, aniž by generovaly nadměrné teplo, a tím snižují tepelné poškození zdravých tkání. Uvádí se, že použitínano oxid holmitýlasery ve Spojených státech k léčbě glaukomu mohou snížit bolest pacientů podstupujících chirurgický zákrok. 4. V magnetostrikční slitině Terfenol D je malé množstvínano oxid holmitýlze také přidat ke snížení vnějšího pole potřebného pro saturační magnetizaci slitiny. 5. Kromě toho lze optická komunikační zařízení, jako jsou vláknové lasery, vláknové zesilovače a vláknové senzory, vyrábět pomocí vláken dopovanýchnano oxid holmitý, která dnes bude hrát důležitější roli v rychlém rozvoji komunikace z optických vláken.
Hlavní použitínano oxid erbiumzahrnují: 1. Emise světla Er3+ při 1550 nm má zvláštní význam, protože tato vlnová délka je přesně umístěna na nejnižší ztrátě optických vláken v komunikaci pomocí optických vláken. Po excitaci světlem o vlnové délce 980nm1480nm,nanooxid erbiaionty (Er3+) přecházejí ze základního stavu 4115/2 do vysokoenergetického stavu 4113/2 a emitují světlo o vlnové délce 1550 nm, když Er3+ ve vysokoenergetickém stavu přechází zpět do základního stavu, optická vlákna Quartz mohou přenášet různé vlnové délky světla , ale míra optického útlumu se liší. Frekvenční pásmo světla 1550nm má nejnižší míru optického útlumu (0,15 decibelů na kilometr) při přenosu křemenných optických vláken, což je téměř spodní hranice míry útlumu. Proto, když se jako signální světlo používá komunikace z optických vláken při 1550 nm, je ztráta světla minimalizována. Tímto způsobem, pokud je vhodná koncentracenano oxid erbiumje dopován do vhodné matrice, může zesilovač kompenzovat ztráty v komunikačních systémech na principu laseru. Proto v telekomunikačních sítích, které vyžadují zesílení 1550nm optických signálů,nano oxid erbiumdopované vláknové zesilovače jsou základní optická zařízení. V současné době,nano oxid erbiumzesilovače s dopovaným křemičitým vláknem byly komerčně dostupné. Podle zpráv, aby se zabránilo zbytečné absorpci, se dopingové množství nano oxidu erbia v optických vláknech pohybuje od desítek do stovek ppm. Rychlý rozvoj komunikace z optických vláken otevře nové oblasti pro uplatněnínano oxid erbium. 2. Navíc laserové krystaly dopovanénano oxid erbiuma jejich výkon 1730nm a 1550nm lasery jsou bezpečné pro lidské oči, s dobrým atmosférickým přenosovým výkonem, silnou schopností pronikat kouřem z bojiště, dobrou důvěrností a nepřátelé je nesnadno odhalují. Kontrast ozáření na vojenské cíle je poměrně velký a pro vojenské použití byl vyvinut přenosný laserový dálkoměr pro bezpečnost lidského oka. 3. Er3+ lze přidat do skla na výrobuvzácných zeminskleněné laserové materiály, což je v současnosti pevnolátkový laserový materiál s nejvyšší výstupní energií pulzů a výstupním výkonem. 4. Er3+ lze také použít jako aktivační iont pro upkonverzní laserové materiály vzácných zemin. 5. Kromě tohonano oxid erbiumlze také použít pro odbarvování a barvení brýlových čoček a krystalického skla.
Nanometrový oxid yttritý (Y2O3)
Hlavní použitínano oxid yttriumzahrnují: 1. přísady do oceli a neželezných slitin. Slitiny FeCr obvykle obsahují 0,5 % až 4 %nano oxid yttrium, který může zvýšit odolnost proti oxidaci a tažnost těchto nerezových ocelí; Po přidání přiměřeného množství bohaténano oxid yttriumsmíšenývzácných zeminna slitinu MB26 se celkový výkon slitiny výrazně zlepšil a může nahradit některé středně pevné hliníkové slitiny pro nosné součásti letadel; Přidání malého množství nano yttriaoxid vzácných zeminslitina Al Zr může zlepšit vodivost slitiny; Tato slitina byla přijata většinou domácích drátoven; Přidávánínano oxid yttriumna slitiny mědi zlepšuje vodivost a mechanickou pevnost. 2. Obsahující 6 %nano oxid yttriuma keramický materiál hliník 2% nitrid křemíku lze použít k vývoji součástí motoru. 3. Použijte 400 wattnano oxid neodymulaserový paprsek hliníkového granátu pro mechanické zpracování, jako je vrtání, řezání a svařování velkých součástí. 4. Fluorescenční stínítko elektronového mikroskopu složené z Y-Al granátových monokrystalových plátků má vysoký fluorescenční jas, nízkou absorpci rozptýleného světla, dobrou odolnost vůči vysokým teplotám a mechanickému opotřebení. 5. vysokánano oxid yttriumstrukturované slitiny obsahující až 90 %nano oxid gadolinialze použít v letectví a dalších aplikacích, které vyžadují nízkou hustotu a vysoký bod tání. 6. Vysokoteplotní protonové vodivé materiály obsahující až 90 %nano oxid yttriummají velký význam pro výrobu palivových článků, elektrolytických článků a komponentů pro snímání plynu, které vyžadují vysokou rozpustnost vodíku. navícnano oxid yttriumse také používá jako vysokoteplotní stříkací materiál, ředidlo pro palivo pro atomové reaktory, přísada do materiálů s permanentními magnety a jako getr v elektronickém průmyslu.
Kromě výše uvedeného nanooxidy vzácných zeminmůže být také použit v oděvních materiálech s ohledem na lidské zdraví a životní prostředí. Od současné výzkumné jednotky mají všichni určitý směr: odolnost vůči ultrafialovému záření; Znečištění ovzduší a ultrafialové záření jsou náchylné ke kožním onemocněním a rakovině; Prevence znečištění ztěžuje ulpívání znečišťujících látek na oděvu; Výzkum probíhá i v oblasti tepelných izolací. Díky tvrdosti a snadnému stárnutí kůže je nejvíce náchylná k plísním za deštivých dnů. Unášení s nanooxid ceričitý vzácných zeminmůže způsobit, že kůže bude měkčí, méně náchylná ke stárnutí a plísním a také velmi pohodlná na nošení. Nanopovlakovací materiály jsou v posledních letech také horkým tématem výzkumu nanomateriálů, s hlavním zaměřením na funkční povlaky. Spojené státy používají 80nmY2O3jako infračervený stínící povlak, který má vysokou účinnost při odrazu tepla.CeO2má vysoký index lomu a vysokou stabilitu. Kdyžnano oxid yttria vzácných zemin, nano oxid lanthanitý ananooxid ceruKdyž se do nátěru přidá prášek, vnější stěna odolá stárnutí. Vzhledem k tomu, že vnější nátěr na stěnu je náchylný ke stárnutí a vypadávání v důsledku vystavení nátěru slunečnímu ultrafialovému záření a dlouhodobému působení větru a slunečního záření, přidáníoxid ceruaoxid yttriummůže odolat ultrafialovému záření a velikost jeho částic je velmi malá.Nano oxid ceričitýse používá jako absorbér ultrafialového záření, Očekává se, že bude použit k zabránění stárnutí plastových výrobků v důsledku ultrafialového záření, jakož i UV stárnutí nádrží, automobilů, lodí, nádrží na skladování ropy atd., a bude hrát roli na venkovních velkých billboardech
Nejlepší ochranou je nátěr vnitřní stěny, aby se zabránilo plísním, vlhkosti a znečištění, protože jeho částice jsou velmi malé, takže je obtížné ulpívat na stěně a lze je otřít vodou. Nano má stále mnoho využitíoxidy vzácných zeminkteré potřebují další výzkum a vývoj, a my upřímně doufáme, že budou mít lepší zítřky.
Čas odeslání: List-03-2023