Nanometer-Seltenerdmaterialien, eine neue Kraft in der industriellen Revolution

Nanotechnologie ist ein neues interdisziplinäres Gebiet, das in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren schrittweise entwickelt wurde. Da sie über ein großes Potenzial für die Schaffung neuer Produktionsverfahren, neuer Materialien und neuer Produkte verfügt, wird sie 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 Auswirkungen auf viele Aspekte der Technologie haben wird. Wissenschaftler glauben, dass es seltsame Eigenschaften und eine einzigartige Leistung aufweist. Die wichtigsten Einschlusseffekte, die zu den seltsamen Eigenschaften von Nano-Seltenerdmaterialien führen, sind spezifische Oberflächeneffekte, Kleingrößeneffekte, Grenzflächeneffekte, Transparenzeffekte, Tunneleffekte und makroskopische Quanteneffekte. Durch diese Effekte unterscheiden sich die physikalischen Eigenschaften von Nanosystemen von denen herkömmlicher Materialien in Bezug auf Licht, Elektrizität, Wärme und Magnetismus und weisen viele neue Merkmale auf. Künftig gibt es für Wissenschaftler drei Hauptrichtungen bei der Erforschung und Entwicklung der Nanotechnologie: Vorbereitung und Anwendung von Nanomaterialien mit hervorragender Leistung; Entwerfen und Vorbereiten verschiedener Nanogeräte und -geräte; Erkennen und Analysieren der Eigenschaften von Nanoregionen. Derzeit gibt es für Nano-Seltenerden hauptsächlich die folgenden Anwendungsrichtungen, und ihre Anwendung muss in Zukunft weiterentwickelt werden.

Nanometer Lanthanoxid (La2O3)

Nanometer-Lanthanoxid wird 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 angewendet Automobilabgase und landwirtschaftliche Lichtumwandlungsfolien werden ebenfalls auf Nanometer-Lanthanoxid aufgebracht.

Nanometer Ceroxid (CeO2)

Die Hauptanwendungen von Nano-Ceroxid sind folgende: 1. Als Glaszusatz kann Nano-Ceroxid ultraviolette und infrarote Strahlen absorbieren und wurde auf Autoglas aufgetragen. Es kann nicht nur ultraviolette Strahlen verhindern, sondern auch die Temperatur im Auto senken und so Strom für die Klimaanlage sparen. 2. Durch die Anwendung von Nano-Ceroxid im Abgasreinigungskatalysator von Kraftfahrzeugen kann wirksam verhindert werden, dass große Mengen an Abgasen von Kraftfahrzeugen in die Luft gelangen.3. Nano-Ceroxid kann in Pigmenten zum Färben von Kunststoffen sowie in der Beschichtungs-, Tinten- und Papierindustrie verwendet werden. 4. Die Anwendung von Nano-Ceroxid in Poliermaterialien ist allgemein als hochpräzise Anforderung zum Polieren von Siliziumwafern und Saphir-Einkristallsubstraten anerkannt.5. Darüber hinaus kann Nano-Ceroxid auch auf Wasserstoffspeichermaterialien, thermoelektrische Materialien, Nano-Ceroxid-Wolfram-Elektroden, Keramikkondensatoren, piezoelektrische Keramik, Nano-Ceroxid-Siliziumkarbid-Schleifmittel, Brennstoffzellenrohstoffe, Benzinkatalysatoren und einige permanentmagnetische Materialien angewendet werden. verschiedene legierte Stähle und Nichteisenmetalle usw.

Das nanometergroße Praseodymoxid (Pr6O11)

Die Hauptanwendungen von Nanometer-Praseodymoxid sind folgende: 1. Es wird häufig in Baukeramik und Keramik für den täglichen Gebrauch verwendet. Es kann mit Keramikglasur gemischt werden, um eine farbige Glasur herzustellen, und kann auch allein als Unterglasurpigment verwendet werden. Das vorbereitete Pigment ist hellgelb mit reinem und elegantem Farbton. 2. Es wird zur Herstellung von Permanentmagneten verwendet und ist weit verbreitet in verschiedenen elektronischen Geräten und Motoren. 3. Es wird zum katalytischen Cracken von Erdöl verwendet. Die Aktivität, Selektivität und Stabilität der Katalyse können verbessert werden. 4. Nano-Praseodymoxid kann auch zum abrasiven Polieren verwendet werden. Darüber hinaus wird die Anwendung von Nanometer-Praseodymoxid im Bereich der optischen Fasern immer umfangreicher. Nanometer-Neodymoxid (Nd2O3) Nanometer-Neodymoxid hat sich aufgrund seiner einzigartigen Stellung im Bereich der Seltenen Erden seit vielen Jahren zu einem Hotspot auf dem Markt entwickelt. Nano-Neodymoxid wird auch auf Nichteisenmaterialien angewendet. Die Zugabe von 1,5 bis 2,5 % Nano-Neodymoxid zu Magnesium- oder Aluminiumlegierungen kann die Hochtemperaturleistung, Luftdichtheit und Korrosionsbeständigkeit der Legierung verbessern und wird häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt Material für die Luftfahrt. Darüber hinaus erzeugt Nano-Yttrium-Aluminium-Granat, dotiert mit Nano-Neodymoxid, einen kurzwelligen Laserstrahl, der in der Industrie häufig zum Schweißen und Schneiden dünner Materialien mit einer Dicke von weniger als 10 mm verwendet wird. Im medizinischen Bereich werden mit Nano-Nd _ 2O _ 3 dotierte Nano-YAG-Laser anstelle von chirurgischen Messern zur Entfernung chirurgischer Wunden oder zur Wunddesinfektion eingesetzt. Nanometer-Neodymoxid wird auch zum Färben von Glas- und Keramikmaterialien, Gummiprodukten und Additiven verwendet.

Samariumoxid-Nanopartikel (Sm2O3)

Die Hauptanwendungen von Samariumoxid in Nanogröße sind: Samariumoxid in Nanogröße ist hellgelb und wird auf Keramikkondensatoren und Katalysatoren aufgetragen. Darüber hinaus hat Samariumoxid in Nanogröße nukleare Eigenschaften und kann als Strukturmaterial, Abschirmmaterial und Kontrollmaterial von Atomenergiereaktoren verwendet werden, sodass die enorme Energie, die durch Kernspaltung erzeugt wird, sicher genutzt werden kann. Europiumoxid-Nanopartikel (Eu2O3) werden hauptsächlich in Leuchtstoffen verwendet. Eu3+ wird als Aktivator für roten Leuchtstoff verwendet, und Eu2+ wird als blauer Leuchtstoff verwendet. Y0O3:Eu3+ ist der beste Leuchtstoff in Bezug auf Lichtausbeute, Beschichtungsstabilität, Wiederherstellungskosten usw. und wird aufgrund der Verbesserung der Lichtausbeute und des Kontrasts häufig verwendet. Neuerdings wird Nano-Europiumoxid auch als stimulierter Emissionsleuchtstoff für neue medizinische Röntgendiagnosesysteme verwendet. Nano-Europiumoxid kann auch zur Herstellung farbiger Linsen und optischer Filter sowie für magnetische Blasenspeichervorrichtungen verwendet werden und kann seine Talente auch darin unter Beweis stellen Kontrollmaterialien, Abschirmmaterialien und Strukturmaterialien von Atomreaktoren. Der feinteilige rote Leuchtstoff Gadolinium-Europiumoxid (Y2O3:Eu3+) wurde unter Verwendung von Nano-Yttriumoxid (Y2O3) und Nano-Europiumoxid (Eu2O3) als Rohstoffe hergestellt. Bei der Verwendung zur Herstellung von dreifarbigem Seltenerd-Leuchtstoff wurde festgestellt, dass: (a) sich gut und gleichmäßig mit grünem und blauem Pulver mischen lässt; (b) Gute Beschichtungsleistung; (c) Da die Partikelgröße des roten Pulvers klein ist, die spezifische Oberfläche zunimmt und die Anzahl der lumineszierenden Partikel zunimmt, kann die Menge an rotem Pulver in dreifarbigen Seltenerd-Leuchtstoffen reduziert werden, was zu geringeren Kosten führt.

Gadoliniumoxid-Nanopartikel (Gd2O3)

Seine Hauptanwendungen sind wie folgt: 1. Sein wasserlöslicher paramagnetischer Komplex kann das NMR-Bildgebungssignal des menschlichen Körpers bei der medizinischen Behandlung verbessern. 2. Basisschwefeloxid kann als Matrixgitter der Oszilloskopröhre und des Röntgenschirms mit besonderer Helligkeit verwendet werden. 3. Nano-Gadoliniumoxid in Nano-Gadolinium-Gallium-Granat ist ein ideales Einzelsubstrat für das magnetische Blasengedächtnis. 4. Wenn es keine Camot-Zyklusbegrenzung gibt, kann es als festes magnetisches Kühlmedium verwendet werden. 5. Es wird als Inhibitor zur Kontrolle des Kettenreaktionsgrads von Kernkraftwerken verwendet, um die Sicherheit nuklearer Reaktionen zu gewährleisten. Darüber hinaus ist die Verwendung von Nano-Gadoliniumoxid und Nano-Lanthanoxid hilfreich, um den Verglasungsbereich zu verändern und die thermische Stabilität von Glas zu verbessern. Das Nano-Gadoliniumoxid kann auch zur Herstellung von Kondensatoren und Röntgenverstärkerschirmen verwendet werden. Derzeit werden weltweit große Anstrengungen unternommen, um die Anwendung von Nano-Gadoliniumoxid und seinen Legierungen in der magnetischen Kühlung zu entwickeln, und es wurden bahnbrechende Fortschritte erzielt

Terbiumoxid-Nanopartikel (Tb4O7)

Die Hauptanwendungsgebiete sind wie folgt: 1. Leuchtstoffe werden als Aktivatoren für grünes Pulver in dreifarbigen Leuchtstoffen verwendet, z. B. als durch Nano-Terbiumoxid aktivierte Phosphatmatrix, durch Nano-Terbiumoxid aktivierte Silikatmatrix und durch Nano-Terbium aktivierte Nano-Ceroxid-Magnesiumaluminat-Matrix Oxid, die alle im angeregten Zustand grünes Licht emittieren. 2. Magnetooptische Speichermaterialien: In den letzten Jahren wurden magnetooptische Nano-Terbiumoxid-Materialien erforscht und entwickelt. Die magnetooptische Platte aus amorphem Tb-Fe-Film wird als Computerspeicherelement verwendet und die Speicherkapazität kann um das 10- bis 15-fache erhöht werden. 3. Magnetooptisches Glas, Faraday-optisch aktives Glas, das Nanometer-Terbiumoxid enthält, ist ein Schlüsselmaterial für die Herstellung von Rotatoren, Isolatoren und Annulatoren und wird häufig in der Lasertechnologie verwendet. Nanometer-Terbiumoxid und Nanometer-Dysprosiumoxid werden hauptsächlich in Sonaren verwendet und sind weit verbreitet Wird in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise als Kraftstoffeinspritzsystem, Flüssigkeitsventilsteuerung, Mikropositionierung, mechanischer Aktuator, Mechanismus und Flügelregler von Flugzeug-Weltraumteleskopen. Die Hauptanwendungen von Dy2O3 Nano-Dysprosiumoxid sind:1. Nano-Dysprosiumoxid wird als Aktivator von Leuchtstoff verwendet, und dreiwertiges Nano-Dysprosiumoxid ist ein vielversprechendes aktivierendes Ion dreifarbiger Leuchtstoffe mit einem einzelnen Leuchtzentrum. Es besteht hauptsächlich aus zwei Emissionsbändern, eines ist die Emission von gelbem Licht, das andere ist die Emission von blauem Licht, und mit Nano-Dysprosiumoxid dotierte Leuchtstoffe können als dreifarbige Leuchtstoffe verwendet werden.2. Nanometer-Dysprosiumoxid ist ein notwendiger Metallrohstoff für die Herstellung einer Terfenol-Legierung mit großen magnetostriktiven Legierungen Nano-Terbiumoxid und Nano-Dysprosiumoxid, die einige präzise Aktivitäten mechanischer Bewegung realisieren können. 3. Nanometer-Dysprosiumoxidmetall kann als magnetooptisches Speichermaterial mit hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit und Leseempfindlichkeit verwendet werden. 4. Wird zur Herstellung einer Nanometer-Dysprosiumoxidlampe verwendet. Die in der Nano-Dysprosiumoxidlampe verwendete Arbeitssubstanz ist Nano-Dysprosiumoxid, das die Vorteile einer hohen Helligkeit, einer guten Farbe, einer hohen Farbtemperatur, einer geringen Größe und eines stabilen Lichtbogens aufweist Wird als Lichtquelle für Film und Druck verwendet. 5. Nanometer-Dysprosiumoxid wird aufgrund seiner großen Neutroneneinfangquerschnittsfläche zur Messung des Neutronenenergiespektrums oder als Neutronenabsorber in der Atomenergieindustrie verwendet.

Ho_2O_3 Nanometer

Die Hauptanwendungen von Nano-Holmiumoxid sind wie folgt: 1. Als Zusatz zu Metallhalogenlampen ist die Metallhalogenlampe eine Art Gasentladungslampe, die auf der Basis einer Hochdruck-Quecksilberlampe entwickelt wurde und deren Eigenschaften sind dass die Glühbirne mit verschiedenen Seltenerdhalogeniden gefüllt ist. Derzeit werden hauptsächlich Iodide seltener Erden verwendet, die bei Gasentladungen unterschiedliche Spektrallinien emittieren. Der in der Nano-Holmiumoxidlampe verwendete Arbeitsstoff ist Nano-Holmiumoxidiodid, das so eine höhere Metallatomkonzentration in der Lichtbogenzone erreichen kann die Strahlungseffizienz erheblich verbessert. 2. Nanometer-Holmiumoxid kann als Zusatz zu Yttriumeisen oder Yttriumaluminiumgranat verwendet werden; 3. Nano-Holmiumoxid kann als Yttrium-Eisen-Aluminium-Granat (Ho:YAG) verwendet werden, das 2-μm-Laser emittieren kann, und die Absorptionsrate von menschlichem Gewebe für 2-μm-Laser ist hoch. Sie ist fast drei Größenordnungen höher als Hd: YAG0. Daher kann bei der Verwendung eines Ho:YAG-Lasers für medizinische Operationen nicht nur die Operationseffizienz und -genauigkeit verbessert, sondern auch der Bereich der thermischen Schäden auf eine kleinere Größe reduziert werden. Der vom Nano-Holmiumoxid-Kristall erzeugte freie Strahl kann Fett entfernen, ohne übermäßige Hitze zu erzeugen, wodurch die thermische Schädigung von gesundem Gewebe verringert wird. Es wird berichtet, dass die Behandlung von Glaukom mit Nanometer-Holmiumoxid-Laser in den Vereinigten Staaten die Schmerzen lindern kann Operation. 4. Der magnetostriktiven Legierung Terfenol-D kann auch eine kleine Menge nanoskaliges Holmiumoxid zugesetzt werden, um das für die Sättigungsmagnetisierung der Legierung erforderliche externe Feld zu reduzieren.5. Darüber hinaus können mit Nano-Holmiumoxid dotierte optische Fasern zur Herstellung optischer Kommunikationsgeräte wie optische Faserlaser, optische Faserverstärker, optische Fasersensoren usw. verwendet werden. Sie werden in der heutigen schnellen Glasfaserkommunikation eine wichtigere Rolle spielen.

Nanometer Yttriumoxid (Y2O3)

Die Hauptanwendungen von Nano-Yttriumoxid sind folgende: 1. Additive für Stahl und Nichteisenlegierungen. FeCr-Legierungen enthalten normalerweise 0,5 bis 4 % Nano-Yttriumoxid, was die Oxidationsbeständigkeit und Duktilität dieser rostfreien Stähle verbessern kann. Nach Zugabe der richtigen Menge gemischter seltener Erden, die reich an Nanometer-Yttriumoxid sind, in die MB26-Legierung waren die umfassenden Eigenschaften der Legierung offensichtlich gestern verbessert,Es kann einige mittel- und starke Aluminiumlegierungen für die beanspruchten Komponenten von Flugzeugen ersetzen; Die Zugabe einer kleinen Menge Nano-Yttriumoxid-Seltenerd zur Al-Zr-Legierung kann die Leitfähigkeit der Legierung verbessern; Die Legierung wurde von den meisten Drahtfabriken in China übernommen. Der Kupferlegierung wurde Nano-Yttriumoxid zugesetzt, um die Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit zu verbessern. 2. Siliziumnitrid-Keramikmaterial mit 6 % Nano-Yttriumoxid und 2 % Aluminium. Es kann zur Entwicklung von Motorteilen verwendet werden. 3. Bohren, Schneiden, Schweißen und andere mechanische Bearbeitungen werden an großformatigen Bauteilen mit einem Nano-Neodymoxid-Aluminium-Granat-Laserstrahl mit einer Leistung von 400 Watt durchgeführt. 4. Der elektronenmikroskopische Bildschirm aus Y-Al-Granat-Einkristall weist eine hohe Fluoreszenzhelligkeit, eine geringe Absorption von Streulicht sowie eine gute Hochtemperaturbeständigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit auf.5. Eine Legierung mit hoher Nano-Yttriumoxid-Struktur, die 90 % Nano-Gadoliniumoxid enthält, kann in der Luftfahrt und bei anderen Gelegenheiten eingesetzt werden, die eine niedrige Dichte und einen hohen Schmelzpunkt erfordern. 6. Hochtemperatur-protonenleitende Materialien, die 90 % Nano-Yttriumoxid enthalten, sind von großer Bedeutung für die Herstellung von Brennstoffzellen, Elektrolysezellen und Gassensoren, die eine hohe Wasserstofflöslichkeit erfordern. Darüber hinaus wird Nano-Yttriumoxid auch als spritzbeständiges Material bei hohen Temperaturen, als Verdünnungsmittel für Atomreaktorbrennstoffe, als Zusatzstoff für Permanentmagnetmaterialien und als Getter in der Elektronikindustrie verwendet.

Darüber hinaus können Nano-Seltenerdoxide auch in Bekleidungsmaterialien für die menschliche Gesundheit und den Umweltschutz verwendet werden. Von den aktuellen Forschungseinheiten haben sie alle bestimmte Richtungen: Anti-Ultraviolett-Strahlung; Luftverschmutzung und ultraviolette Strahlung sind anfällig für Hautkrankheiten und Hautkrebs; Durch die Vermeidung von Umweltverschmutzung wird es Schadstoffen erschwert, an der Kleidung zu haften. Es wird auch im Hinblick auf eine Anti-Wärme-Haltung untersucht. Da Leder hart und leicht zu altern ist, ist es an regnerischen Tagen am anfälligsten für Schimmel. Das Leder kann durch Bleichen mit Nano-Seltenerd-Ceroxid weicher gemacht werden, das nicht leicht zu altern und zu schimmeln beginnt, und es ist angenehm zu tragen. Nanobeschichtungsmaterialien stehen in den letzten Jahren auch im Fokus der Nanomaterialforschung, wobei der Schwerpunkt der Forschung auf funktionellen Beschichtungen liegt. Y2O3 mit 80 nm kann in den USA als Infrarot-Abschirmbeschichtung verwendet werden. Die Effizienz der Wärmereflexion ist sehr hoch. CeO2 hat einen hohen Brechungsindex und eine hohe Stabilität. Wenn der Beschichtung Nano-Seltenerd-Yttriumoxid, Nano-Lanthanoxid und Nano-Ceroxidpulver zugesetzt werden, kann die Außenwand alterungsbeständig sein, da die Außenwandbeschichtung leicht altert und abfällt, weil die Farbe Sonnenlicht und ultravioletten Strahlen ausgesetzt ist für eine lange Zeit und kann nach Zugabe von Ceroxid und Yttriumoxid ultravioletten Strahlen widerstehen. Darüber hinaus ist seine Partikelgröße sehr klein und Nano-Ceroxid wird als UV-Absorber verwendet, der voraussichtlich die Alterung von Kunststoff verhindern soll Produkte aufgrund ultravioletter Strahlung, Tanks, Autos, Schiffe, Öllagertanks usw., die große Werbetafeln im Freien am besten schützen und Schimmel, Feuchtigkeit und Verschmutzung für Innenwandbeschichtungen verhindern können. Aufgrund seiner geringen Partikelgröße haftet Staub nicht so leicht an der Wand und kann mit Wasser abgewischt werden. Es gibt noch viele Anwendungen von Nano-Seltenerdoxiden, die weiter erforscht und entwickelt werden müssen, und wir hoffen aufrichtig, dass diese eine glänzendere Zukunft haben werden.