Nanotechnologie ist ein aufstrebendes interdisziplinäres Gebiet, das sich Ende der 1980er und Anfang der 1990er Jahre schrittweise entwickelte. Aufgrund seines enormen Potenzials zur Schaffung neuer Produktionsprozesse, Materialien und Produkte wird es im neuen Jahrhundert eine neue industrielle Revolution auslösen. Der aktuelle Entwicklungsstand der Nanowissenschaften und Nanotechnologie ähnelt dem der Computer- und Informationstechnologie in den 1950er Jahren. Die meisten auf diesem Gebiet engagierten Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Entwicklung der Nanotechnologie weitreichende und tiefgreifende Auswirkungen auf viele Aspekte der Technologie haben wird. Wissenschaftler glauben, dass es seltsame und einzigartige Eigenschaften hat und die wichtigsten einschränkenden Effekte sind, die zu den seltsamen Eigenschaften von Nano führenseltene ErdeZu den Materialien zählen der spezifische Oberflächeneffekt, der Kleingrößeneffekt, der Grenzflächeneffekt, der Transparenzeffekt, der Tunneleffekt und der makroskopische Quanteneffekt. Durch diese Effekte unterscheiden sich die physikalischen Eigenschaften von Nanosystemen von herkömmlichen Materialien wie Licht, Elektrizität, Wärme und Magnetismus, was zu vielen neuen Merkmalen führt. Für zukünftige Wissenschaftler gibt es drei Hauptrichtungen bei der Erforschung und Entwicklung der Nanotechnologie: die Herstellung und Anwendung von Hochleistungs-Nanomaterialien; Entwerfen und Vorbereiten verschiedener Nanogeräte und -geräte; Erkennen und analysieren Sie die Eigenschaften von Nanoregionen. Derzeit gibt es hauptsächlich einige Anwendungsrichtungen für Nanoseltene Erdes und die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten von NanoSeltene Erdenmüssen weiterentwickelt werden.
Nano-Lanthanoxidwird auf piezoelektrische Materialien, elektrothermische Materialien, thermoelektrische Materialien, magnetoresistive Materialien, lumineszierende Materialien (blaues Pulver), Wasserstoffspeichermaterialien, optisches Glas, Lasermaterialien, verschiedene Legierungsmaterialien, Katalysatoren zur Herstellung organischer chemischer Produkte und Katalysatoren zur Neutralisierung von Autoabgasen angewendet. Auch leichte Konversionsfolien für die Landwirtschaft kommen zum EinsatzNano-Lanthanoxid.
Die Hauptverwendungen vonNano-Ceroxidumfassen: 1. Als Glaszusatz,Nano-Ceroxidkann ultraviolette und infrarote Strahlen absorbieren und wurde auf Autoglas aufgetragen. Es kann nicht nur ultraviolette Strahlung verhindern, sondern auch die Temperatur im Auto senken und so Strom für die Klimaanlage sparen. 2. Die Anwendung vonNano-CeroxidIn der Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen können Katalysatoren wirksam verhindern, dass große Mengen an Abgasen in die Luft gelangen. 3.Nano-Ceroxidkann auf Pigmente zum Färben von Kunststoffen aufgetragen werden und kann auch in Branchen wie Beschichtungen, Tinte und Papier verwendet werden. 4. Die Anwendung vonNano-Ceroxidin Poliermaterialien ist weithin als eine hochpräzise Anforderung zum Polieren von Siliziumwafern und Saphir-Einkristallsubstraten anerkannt. 5. Darüber hinausNano-Ceroxidkann auch auf Wasserstoffspeichermaterialien, thermoelektrische Materialien,Nano-CeroxidWolframelektroden, Keramikkondensatoren, piezoelektrische Keramik,Nano-Ceroxid SiliziumkarbidSchleifmittel, Rohstoffe für Brennstoffzellen, Benzinkatalysatoren, bestimmte Permanentmagnetmaterialien, verschiedene legierte Stähle und Nichteisenmetalle.
NanometerPraseodymoxid (Pr6O11)
Die Hauptverwendungen vonNano-PraseodymoxidDazu gehören: 1. Es wird häufig in der Baukeramik und Alltagskeramik verwendet. Es kann mit Keramikglasur gemischt werden, um eine Farbglasur herzustellen, oder es kann allein als Unterglasurpigment verwendet werden. Das erzeugte Pigment ist hellgelb mit einem reinen und eleganten Farbton. 2. Wird zur Herstellung von Permanentmagneten verwendet, die häufig in verschiedenen elektronischen Geräten und Motoren eingesetzt werden. 3. Wird für das katalytische Cracken von Erdöl verwendet und kann die katalytische Aktivität, Selektivität und Stabilität verbessern. 4.Nano-Praseodymoxidkann auch zum abrasiven Polieren verwendet werden. Darüber hinaus ist die Verwendung vonNano-PraseodymoxidAuch im Bereich der optischen Fasern findet immer mehr Verbreitung statt.
Nanometer-NeodymoxidElement ist aufgrund seiner einzigartigen Position in der Branche seit vielen Jahren zu einem heißen Thema der Marktaufmerksamkeit gewordenseltene ErdeFeld.Nanometer-Neodymoxidwird auch auf Nichteisenmetallwerkstoffe angewendet. 1,5 % bis 2,5 % hinzufügenNano-Neodymoxidzu Magnesium- oder Aluminiumlegierungen kann die Hochtemperaturleistung, Luftdichtheit und Korrosionsbeständigkeit der Legierung verbessern und wird häufig als Material für die Luft- und Raumfahrt verwendet. Zusätzlich mit Nano-Yttrium-Aluminium-Granat dotiertNano-Neodymoxide erzeugt kurzwellige Laserstrahlen, die in der Industrie häufig zum Schweißen und Schneiden dünner Materialien mit einer Dicke von weniger als 10 mm eingesetzt werden. In der medizinischen Praxis NanoYttriumaluminiumGranatlaser dotiert mitNano-Neodymoxidwerden anstelle von chirurgischen Messern zum Entfernen chirurgischer oder desinfizierender Wunden verwendet.Nano-Neodymoxidwird auch zum Färben von Glas- und Keramikmaterialien sowie für Gummiprodukte und Additive verwendet.
Die Hauptverwendungen vonNanoskaliges SamariumoxidDazu gehört seine hellgelbe Farbe, die in Keramikkondensatoren und -katalysatoren verwendet wird. Zusätzlich,Nano-Samariumoxidhat auch nukleare Eigenschaften und kann als Strukturmaterial, Abschirmmaterial und Kontrollmaterial für Atomreaktoren verwendet werden und ermöglicht so die sichere Nutzung der enormen Energie, die bei der Kernspaltung entsteht.
NanoskaligEuropiumoxid (Eu2O3)
Nanoskaliges Europiumoxidwird hauptsächlich in fluoreszierenden Pulvern verwendet. Eu3+ wird als Aktivator für rote Leuchtstoffe und Eu2+ für blaue Leuchtstoffe verwendet. Heutzutage ist Y0O3: Eu3+ der beste Leuchtstoff für Lumineszenzeffizienz, Beschichtungsstabilität und Kostendeckung. Darüber hinaus wird es aufgrund von Verbesserungen bei Technologien wie der Verbesserung der Lumineszenzeffizienz und des Kontrasts weit verbreitet eingesetzt. Kürzlich,Nano-Europiumoxidwurde auch als stimulierter Emissionsleuchtstoff in neuen medizinischen Röntgendiagnostiksystemen verwendet. Nano-Europiumoxid kann auch zur Herstellung farbiger Linsen und optischer Filter, für magnetische Blasenspeicher sowie in Kontrollmaterialien, Abschirmmaterialien und Strukturmaterialien von Atomreaktoren verwendet werden. Feinteiliges rot fluoreszierendes Gadolinium-Europiumoxid (Y2O3Eu3+)-Pulver wurde unter Verwendung von hergestelltNano-Yttriumoxid (Y2O3) UndNano-Europiumoxid (Eu2O3) als Rohstoffe. Bei der Vorbereitungseltene ErdeBei dreifarbigem fluoreszierendem Pulver wurde festgestellt, dass: (a) es sich gut mit grünem und blauem Pulver mischen lässt; (b) Gute Beschichtungsleistung; (c) Aufgrund der geringen Partikelgröße des roten Pulvers vergrößert sich die spezifische Oberfläche und die Anzahl der lumineszierenden Partikel nimmt zu, wodurch die Menge des verwendeten roten Pulvers verringert werden kannseltene Erdedreifarbige Leuchtstoffe, was zu einer Kostensenkung führt.
Zu seinen Hauptanwendungen gehören: 1. Sein wasserlöslicher paramagnetischer Komplex kann das Magnetresonanztomographiesignal (NMR) des menschlichen Körpers in medizinischen Anwendungen verbessern. 2. Basische Schwefeloxide können als Matrixgitter für Oszilloskopröhren mit besonderer Helligkeit und Röntgenfluoreszenzbildschirme verwendet werden. 3. DieNano-Gadoliniumoxid in Nano-GadoliniumoxidGalliumgranat ist ein ideales Einzelsubstrat für magnetische Blasenspeicher. 4. Wenn es keine Beschränkung des Camot-Zyklus gibt, kann es als magnetisches Festkörperkühlmedium verwendet werden. 5. Wird als Inhibitor zur Kontrolle des Kettenreaktionsgrads von Kernkraftwerken verwendet, um die Sicherheit nuklearer Reaktionen zu gewährleisten. Darüber hinaus ist die Verwendung vonNano-Gadoliniumoxidund Nano-Lanthanoxid tragen zusammen dazu bei, die Glasübergangszone zu verändern und die thermische Stabilität des Glases zu verbessern.Nano-Gadoliniumoxidkann auch zur Herstellung von Kondensatoren und Röntgenverstärkerschirmen verwendet werden. Derzeit werden weltweit Anstrengungen unternommen, die Anwendung von zu entwickelnNano-Gadoliniumoxidund seine Legierungen in der magnetischen Kühlung, und es wurden Durchbrüche erzielt.
NanometerTerbiumoxid (Tb4O7)
Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören: 1. Fluoreszierendes Pulver wird als Aktivator für grünes Pulver in fluoreszierenden Pulvern mit drei Primärfarben verwendet, z. B. durch Phosphatmatrix, die durch aktiviert wirdNano-Terbiumoxid, Silikatmatrix aktiviert durchNano-Terbiumoxidund Nano-Cer-Magnesium-Aluminat-Matrix, aktiviert durchNano-Terbiumoxid, die alle im angeregten Zustand grünes Licht emittieren. 2. In den letzten Jahren wurden Forschung und Entwicklung durchgeführtNano-Terbiumoxidbasierende magnetooptische Materialien für die magnetooptische Speicherung. Eine magnetooptische Platte, die unter Verwendung eines amorphen Tb-Fe-Dünnfilms als Computerspeicherelement entwickelt wurde, kann die Speicherkapazität um das 10- bis 15-fache erhöhen. 3. Magnetoptisches Glas, Faraday-Rotationsglas enthaltendNano-Terbiumoxidist ein Schlüsselmaterial für die Herstellung von Rotatoren, Isolatoren und Ringern, die in der Lasertechnologie weit verbreitet sind.Nano-Terbiumoxidund Nano-Dysprosium-Eisenoxid werden hauptsächlich in der Sonartechnik verwendet und sind in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, von Kraftstoffeinspritzsystemen, Flüssigkeitsventilsteuerung, Mikropositionierung bis hin zu mechanischen Aktuatoren, Mechanismen und Flügelreglern für Flugzeuge und Weltraumteleskope.
Die Hauptverwendungen vonNano-Dysprosiumoxid (Dy2O3) Nano-Dysprosiumoxidsind: 1.Nano-Dysprosiumoxidwird als fluoreszierender Pulveraktivator verwendet und ist dreiwertigNano-Dysprosiumoxidist ein vielversprechendes Aktivierungion für ein lumineszierendes Material mit einem einzelnen Lumineszenzzentrum und drei Primärfarben. Es besteht hauptsächlich aus zwei Emissionsbändern, eines ist die Emission von gelbem Licht und das andere ist die Emission von blauem Licht. Der Leuchtstoff dotiert mitNano-Dysprosiumoxidkann als fluoreszierendes Pulver mit drei Grundfarben verwendet werden. 2.Nano-Dysprosiumoxidist ein notwendiger Metallrohstoff zur Herstellung großer magnetostriktiver LegierungenNano-TerbiumoxidNano-Dysprosium-Eisenoxid-Legierung (Terfenol), die das Erreichen einiger präziser mechanischer Bewegungen ermöglichen kann. 3.Nano-DysprosiumoxidMetall kann als magnetooptisches Speichermaterial mit hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit und Leseempfindlichkeit verwendet werden. 4. Wird zur Herstellung von verwendetNano-DysprosiumoxidLampen, der Arbeitsstoff, der in verwendet wirdNano-DysprosiumoxidLampen istNano-Dysprosiumoxid. Dieser Lampentyp bietet Vorteile wie hohe Helligkeit, gute Farbe, hohe Farbtemperatur, geringe Größe und stabilen Lichtbogen. Es wurde als Lichtquelle für Filme, Drucke und andere Beleuchtungsanwendungen verwendet. 5. Aufgrund der großen Neutroneneinfangquerschnittsfläche vonNano-DysprosiumoxidEs wird in der Atomenergieindustrie zur Messung von Neutronenspektren oder als Neutronenabsorber eingesetzt.
Die Hauptverwendungen vonNano-HolmiumoxidDazu gehören: 1. als Zusatz für Metallhalogenidlampen. Metallhalogenidlampen sind eine Art Gasentladungslampe, die auf der Basis von Quecksilberhochdrucklampen entwickelt wurde und sich durch die Füllung des Kolbens mit verschiedenen Substanzen auszeichnetseltene ErdeHalogenide. Derzeit ist die Hauptverwendungseltene ErdeJodid, das bei der Gasentladung unterschiedliche Spektralfarben emittiert. Der in der verwendeten ArbeitssubstanzNano-HolmiumoxidLampe ist jodiertNano-Holmiumoxid, wodurch eine hohe Konzentration von Metallatomen in der Lichtbogenzone erreicht werden kann, wodurch die Strahlungseffizienz erheblich verbessert wird. 2.Nano-Holmiumoxidkann als Zusatz zu Yttriumeisen oder verwendet werdenYttriumaluminiumGranat; 3.Nano-Holmiumoxidkann als Yttrium-Eisen-Aluminium-Granat (Ho: YAG) verwendet werden, um 2 μ M-Laser, menschliches Gewebe auf 2 μ zu emittieren. Die Absorptionsrate von m Laser ist hoch, fast drei Größenordnungen höher als die von Hd: YAG0. Bei der Verwendung eines Ho:YAG-Lasers in der medizinischen Chirurgie können nicht nur die chirurgische Effizienz und Genauigkeit verbessert, sondern auch die thermische Schadensfläche auf eine kleinere Größe reduziert werden. Der freie Strahl erzeugt durchNano-HolmiumoxidKristalle können Fett beseitigen, ohne übermäßige Hitze zu erzeugen, wodurch thermische Schäden an gesundem Gewebe verringert werden. Es wird berichtet, dass die Verwendung vonNano-HolmiumoxidLaser in den USA zur Behandlung von Glaukom können die Schmerzen von Patienten während einer Operation lindern. 4. In der magnetostriktiven Legierung Terfenol D ist eine kleine Menge enthaltenNano-Holmiumoxidkann auch hinzugefügt werden, um das für die Sättigungsmagnetisierung der Legierung erforderliche externe Feld zu reduzieren. 5. Darüber hinaus können optische Kommunikationsgeräte wie Faserlaser, Faserverstärker und Fasersensoren aus mit dotierten Fasern hergestellt werdenNano-Holmiumoxid, die heute eine wichtigere Rolle bei der rasanten Entwicklung der Glasfaserkommunikation spielen wird.
Die Hauptverwendungen vonNano-ErbiumoxidDazu gehören: 1. Die Lichtemission von Er3+ bei 1550 nm ist von besonderer Bedeutung, da diese Wellenlänge genau am geringsten Verlust optischer Fasern in der Glasfaserkommunikation liegt. Nach Anregung durch Licht mit einer Wellenlänge von 980 nm bis 1480 nm,Nano-ErbiumoxidIonen (Er3+) gehen vom Grundzustand 4115/2 in den hochenergetischen Zustand 4113/2 über und emittieren Licht mit einer Wellenlänge von 1550 nm, wenn Er3+ im hochenergetischen Zustand zurück in den Grundzustand übergeht. Optische Quarzfasern können Licht verschiedener Wellenlängen übertragen , aber die optische Dämpfungsrate variiert. Das 1550-nm-Frequenzband des Lichts weist die niedrigste optische Dämpfungsrate (0,15 Dezibel pro Kilometer) bei der Übertragung von optischen Quarzfasern auf, was fast die Untergrenze der Dämpfungsrate darstellt. Daher wird der Lichtverlust minimiert, wenn Glasfaserkommunikation als Signallicht bei 1550 nm verwendet wird. Auf diese Weise wird eine entsprechende Konzentration erreichtNano-ErbiumoxidWird es in eine geeignete Matrix dotiert, kann der Verstärker Verluste in Kommunikationssystemen kompensieren, die auf dem Laserprinzip basieren. Daher ist in Telekommunikationsnetzen, die eine Verstärkung optischer 1550-nm-Signale erfordern,Nano-ErbiumoxidDotierte Faserverstärker sind wesentliche optische Geräte. Momentan,Nano-ErbiumoxidVerstärker aus dotierten Quarzfasern wurden kommerzialisiert. Berichten zufolge liegt die Dotierungsmenge von Nano-Erbiumoxid in optischen Fasern im Bereich von mehreren zehn bis mehreren hundert ppm, um unnötige Absorption zu vermeiden. Die rasante Entwicklung der Glasfaserkommunikation wird neue Anwendungsfelder eröffnenNano-Erbiumoxid. 2. Zusätzlich werden Laserkristalle mit dotiertNano-Erbiumoxidund ihre 1730-nm- und 1550-nm-Laser sind sicher für das menschliche Auge, verfügen über eine gute atmosphärische Übertragungsleistung, ein starkes Durchdringungsvermögen für Schlachtfeldrauch, eine gute Vertraulichkeit und werden von Feinden nicht leicht erkannt. Der Strahlungskontrast auf militärische Ziele ist relativ groß, und für den militärischen Einsatz wurde ein tragbarer Laser-Entfernungsmesser zum Schutz des menschlichen Auges entwickelt. 3. Zur Herstellung kann dem Glas Er3+ zugesetzt werdenseltene ErdeGlaslasermaterialien, das derzeit das Festkörperlasermaterial mit der höchsten Ausgangsimpulsenergie und Ausgangsleistung ist. 4. Er3+ kann auch als Aktivierungion für Seltenerd-Upconversion-Lasermaterialien verwendet werden. 5. Darüber hinausNano-Erbiumoxidkann auch zum Entfärben und Färben von Brillengläsern und kristallinem Glas verwendet werden.
Die Hauptverwendungen vonNano-YttriumoxidDazu gehören: 1. Zusatzstoffe für Stahl und Nichteisenlegierungen. FeCr-Legierungen enthalten typischerweise 0,5 % bis 4 %Nano-Yttriumoxid, was die Oxidationsbeständigkeit und Duktilität dieser rostfreien Stähle verbessern kann; Nach Zugabe einer entsprechenden Menge RichNano-Yttriumoxidgemischtseltene Erdegegenüber der MB26-Legierung hat sich die Gesamtleistung der Legierung deutlich verbessert und sie kann einige mittelfeste Aluminiumlegierungen für tragende Flugzeugkomponenten ersetzen; Zugabe einer kleinen Menge Nano-YttriumSeltenerdoxidEine Al-Zr-Legierung kann die Leitfähigkeit der Legierung verbessern. Diese Legierung wurde von den meisten heimischen Drahtfabriken übernommen; HinzufügenNano-Yttriumoxidzu Kupferlegierungen verbessert die Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit. 2. Enthält 6 %Nano-Yttriumoxidund Aluminium-2%-Siliziumnitrid-Keramikmaterial können zur Entwicklung von Motorkomponenten verwendet werden. 3. Verwenden Sie ein 400-Watt-GerätNano-NeodymoxidAluminium-Granat-Laserstrahl zur Durchführung mechanischer Bearbeitungen wie Bohren, Schneiden und Schweißen an großen Bauteilen. 4. Der aus Y-Al-Granat-Einkristallwafern bestehende Elektronenmikroskop-Fluoreszenzschirm weist eine hohe Fluoreszenzhelligkeit, eine geringe Absorption von Streulicht und eine gute Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und mechanische Abnutzung auf. 5. hochNano-YttriumoxidStrukturlegierungen mit bis zu 90 %Nano-Gadoliniumoxidkann in der Luftfahrt und anderen Anwendungen eingesetzt werden, die eine niedrige Dichte und einen hohen Schmelzpunkt erfordern. 6. Hochtemperaturprotonenleitende Materialien mit bis zu 90 %Nano-Yttriumoxidsind von großer Bedeutung für die Herstellung von Brennstoffzellen, Elektrolysezellen und Gassensorkomponenten, die eine hohe Wasserstofflöslichkeit erfordern. Zusätzlich,Nano-Yttriumoxidwird auch als Hochtemperatur-Sprühmaterial, als Verdünnungsmittel für Kernreaktorbrennstoffe, als Additiv für Permanentmagnetmaterialien und als Getter in der Elektronikindustrie verwendet.
Darüber hinaus NanoSeltenerdoxidekann auch in Bekleidungsmaterialien mit gesundheitlicher und ökologischer Wirkung verwendet werden. Aus der aktuellen Forschungseinheit haben sie alle eine bestimmte Richtung: Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung; Luftverschmutzung und ultraviolette Strahlung sind anfällig für Hautkrankheiten und Krebs; Durch die Vermeidung von Umweltverschmutzung wird es Schadstoffen erschwert, an der Kleidung zu haften; Auch im Bereich der Wärmedämmung wird geforscht. Aufgrund der Härte und der leichten Alterung von Leder ist es an regnerischen Tagen am anfälligsten für Schimmelflecken. Eintauchen mit NanoSeltenerd-Ceroxidkann das Leder weicher machen, weniger anfällig für Alterung und Schimmel und zudem sehr angenehm zu tragen sein. Nanobeschichtungsmaterialien sind in den letzten Jahren auch ein heißes Thema in der Nanomaterialforschung, wobei der Schwerpunkt auf funktionellen Beschichtungen liegt. Die Vereinigten Staaten verwenden 80 nmY2O3als Infrarot-Abschirmbeschichtung, die eine hohe Effizienz bei der Wärmereflexion aufweist.CeO2hat einen hohen Brechungsindex und eine hohe Stabilität. WannNano-Seltenerd-Yttriumoxid, Nano-Lanthanoxid undNano-CeroxidWerden der Beschichtung Pulver zugesetzt, kann die Außenwand der Alterung widerstehen. Da die Außenwandbeschichtung anfällig für Alterung und Abfall ist, da die Farbe den ultravioletten Strahlen der Sonne und langfristiger Wind- und Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, ist der Zusatz vonCeroxidUndYttriumoxidkann ultravioletter Strahlung widerstehen und seine Partikelgröße ist sehr klein.Nano-Ceroxidwird als UV-Absorber verwendet. Es wird erwartet, dass es dazu dient, die Alterung von Kunststoffprodukten aufgrund von UV-Strahlung sowie die UV-Alterung von Tanks, Autos, Schiffen, Öllagertanks usw. zu verhindern und eine Rolle zu spielen in großen Werbetafeln im Freien
Den besten Schutz bietet die Innenwandbeschichtung vor Schimmel, Feuchtigkeit und Verschmutzung, da ihre Partikelgröße sehr klein ist, sodass Staub nur schwer an der Wand haften bleibt und mit Wasser abgewischt werden kann. Es gibt immer noch viele Einsatzmöglichkeiten für NanoSeltenerdoxidedas bedarf weiterer Forschung und Entwicklung, und wir hoffen aufrichtig, dass es eine brillantere Zukunft haben wird.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.11.2023