Seltene erdnanomaterialien Seltene Erdelemente haben eine einzigartige elektronische 4F -Unterschichtstruktur, ein großes atomisches magnetisches Moment, eine starke Spin -Orbit -Kopplung und andere Eigenschaften, was zu sehr reichen optischen, elektrischen, magnetischen und anderen Eigenschaften führt. Sie sind unverzichtbare strategische Materialien für Länder auf der ganzen Welt, um traditionelle Industrien zu verändern und High-Tech zu entwickeln, und sind als "Treasure House of New Materials" bekannt.
Zusätzlich zu seinen Anwendungen in traditionellen Bereichen wie metallurgischen Maschinen, Petrochemikalien, Glaskeramik und leichten Textilien.Seltene Erdensind auch wichtige unterstützende Materialien in aufstrebenden Bereichen wie sauberer Energie, große Fahrzeuge, neue Energiefahrzeuge, Halbleiterbeleuchtung und neue Displays, die eng mit dem menschlichen Leben verbunden sind.
Nach Jahrzehnten der Entwicklung hat sich der Schwerpunkt der seltenen erdbezogenen Forschungen entsprechend von der Schmelze und Trennung einzelner hoher Purity-Seltenerden zu den High-Tech-Anwendungen von Seltenen Erden in Magnetismus, Optik, Elektrizität, Energiespeicherung, Katalyse, Biomedizin und anderen Feldern verlagert. Einerseits gibt es einen größeren Trend zu Verbundwerkstoffen für Seltenerde im Materialsystem. Andererseits konzentriert es sich mehr auf die Morphologie von Morphologie mit niedrigdimensionalen funktionellen Kristallmaterialien. Insbesondere bei der Entwicklung der modernen Nanowissenschaft, die die kleinen Größeseffekte, Quanteneffekte, Oberflächeneffekte und Grenzflächeneffekte von Nanomaterialien mit den einzigartigen Eigenschaften der elektronischen Schichtstruktur von Seltenerdelementen kombiniert, weisen Nanomaterialien für Seltene Erden viele neuartige Eigenschaften auf, die sich von traditionellen Materialien und den neuen Materialien und den neuen Materialien maximieren, und die maximalen Materialien und die neuen Materialien und die neuen Materialien von hohen Techern erweitern sie weiterhin auf die Herstellung von hohen Techern.
Gegenwärtig gibt es hauptsächlich die folgenden vielversprechenden Nanomaterialien für Seltenerd, nämlich Nano -Lumineszenzmaterialien für Seltene erd, katalytische Materialien für seltene Erden, magnetische Materialien von Seltenerdnano, seltene Erdmaterialien,Nano -CeriumoxidUltraviolette Abschirmmaterialien und andere Nanofunktionsmaterialien.
Nr. 1Seltenerd Nano Lumineszenzmaterialien
01.
Verbundwerkstoffe kombinieren verschiedene funktionelle Einheiten auf molekularer Ebene, um komplementäre und optimierte Funktionen zu erzielen. Organisches anorganisches Hybridmaterial verfügt über die Funktionen von organischen und anorganischen Komponenten, die eine gute mechanische Stabilität, Flexibilität, thermische Stabilität und hervorragende Verarbeitbarkeit zeigen.
Seltene ErdeKomplexe haben viele Vorteile, wie z. B. hohe Farbreinheit, langes Leben in angeregter Zustand, hohe Quantenausbeute und reichhaltige Emissionsspektrumlinien. Sie werden in vielen Bereichen häufig verwendet, wie z. B. Anzeige, optische Wellenleiterverstärkung, Festkörperlaser, Biomarker und Antikounterfeiting. Die niedrige phototherme Stabilität und schlechte Verarbeitbarkeit von Seltenen erdkomplexen behindern jedoch ihre Anwendung und Promotion. Die Kombination von seltenen Erdenkomplexen mit anorganischen Matrizen mit guten mechanischen Eigenschaften und Stabilität ist ein wirksamer Weg, um die lumineszierenden Eigenschaften von Seltenen erdkomplexen zu verbessern.
Seit der Entwicklung des organischen anorganischen Hybridmaterials von Seltenerd zeigen ihre Entwicklungstrends die folgenden Eigenschaften:
① Das durch chemische Dotierungsmethode erhaltene Hybridmaterial weist stabile aktive Komponenten, hohe Dopingmenge und gleichmäßige Verteilung von Komponenten auf;
② Umwandlung von einzelnen funktionellen Materialien zu multifunktionalen Materialien, entwickeln Sie multifunktionale Materialien, um ihre Anwendungen umfangreicher zu gestalten;
③ Die Matrix ist vielfältig, von hauptsächlich Siliciumdioxid bis hin zu verschiedenen Substraten wie Titandioxid, organischen Polymeren, Tonen und ionischen Flüssigkeiten.
02. Weiße LED Seltener erdlumineszierende Material
Im Vergleich zu vorhandenen Beleuchtungstechnologien haben Halbleiterbeleuchtungsprodukte wie Leuchtdioden (LEDs) Vorteile wie eine lange Lebensdauer, einen geringen Energieverbrauch, eine hohe Effizienz mit hoher Leuchtung, Quecksilberfreie, UV-freie und stabile Betrieb. Sie gelten als "Lichtquelle der vierten Generation" nach Glühlampen, Fluoreszenzlampen und hohen Gasentladungslampen (HIDs).
Die weiße LED besteht aus Chips, Substraten, Phosphoren und Treibern. Seltener erd fluoreszierendes Pulver spielt eine entscheidende Rolle bei der Leistung weißer LED. In den letzten Jahren wurde eine große Menge an Forschungsarbeiten an weißen LED -Phosphoren durchgeführt und hervorragende Fortschritte wurden erzielt:
① Die Entwicklung einer neuen Art von Phosphor, die von Blue LED (460 m) angeregt wurde, hat Doping- und Modifikationsforschung zu YAO2CE (YAG: CE) durchgeführt, die in blauen LED -Chips verwendet werden, um die Lichteffizienz und die Farbwiedergabe zu verbessern.
② Die Entwicklung neuer fluoreszierender Pulver, die durch ultraviolettes Licht (400 m) oder ultraviolettes Licht (360 mm) angeregt wurden, hat systematisch die Zusammensetzung, Struktur und spektrale Eigenschaften von roten und grünen blauen Fluoreszenzpulver sowie die verschiedenen Ratios der drei Fluoreszenzpulver untersucht, um weiße LED mit unterschiedlichen Farbtemperaturen zu erhalten.
③ Weitere Arbeiten wurden zu den grundlegenden wissenschaftlichen Fragen im Vorbereitungsprozess von Fluoreszenzpulver wie dem Einfluss des Vorbereitungsprozesses auf den Fluss durchgeführt, um die Qualität und Stabilität des Fluoreszenzpulvers sicherzustellen.
Darüber hinaus verwendet weiße Licht -LED hauptsächlich einen gemischten Verpackungsprozess aus Fluoreszenzpulver und Silikon. Aufgrund der schlechten thermischen Leitfähigkeit von Fluoreszenzpulver wird das Gerät aufgrund der längeren Arbeitszeit erwärmt, was zum Alterungsalter der Silikon und der Verkürzung der Lebensdauer des Geräts führt. Dieses Problem ist besonders schwerwiegend in LEDs mit hoher Leistung. Eine Fernverpackung ist eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, indem Fluoreszenzpulver am Substrat angebracht und von der Blue LED -Lichtquelle getrennt wird, wodurch der Auswirkungen der Wärme, die durch den Chip auf die Lumineszenzleistung des Fluoreszenzpulvers erzeugt wird, verringert wird. Wenn die Fluoreszenzkeramik von Seltenen Erden die Eigenschaften einer hohen thermischen Leitfähigkeit, einer hohen Korrosionsbeständigkeit, einer hohen Stabilität und einer hervorragenden optischen Leistungserbringung aufweist, können sie die Anwendungsanforderungen der weißen Hochleistungs-LED mit hoher Energiedichte besser erfüllen. Mikro -Nano -Pulver mit hoher Sinteraktivität und hoher Dispersion sind zu einer wichtigen Voraussetzung für die Herstellung einer hohen Transparenz -seltenen Erden -optischen funktionellen Keramik mit hoher optischer Ausgangsleistung geworden.
03.Rare Earth Upconversion Luminescent Nanomaterialien
Die Lumineszenz von Upconversion ist eine spezielle Art von Lumineszenzprozess, die durch die Absorption mehrerer Photonen mit niedriger Energie durch Lumineszenzmaterial und die Erzeugung von Photonenemissionen mit hoher Energie gekennzeichnet ist. Im Vergleich zu traditionellen organischen Farbstoffmolekülen oder Quantenpunkten haben Seltene Erden -Aufbau -Lumineszenznanomaterialien viele Vorteile, wie z. Sie haben umfassende Anwendungsaussichten im biomedizinischen Bereich.
In den letzten Jahren haben die Nanomaterialien für Seltenerdhöfe in den Synthese, die Oberflächenmodifikation, die Oberflächenfunktionalisierung und die biomedizinischen Anwendungen erhebliche Fortschritte erzielt. Die Menschen verbessern die Lumineszenzleistung von Materialien, indem sie ihre Zusammensetzung, Phasenzustand, Größe usw. im Nanoskala optimieren und die Kern-/Schalenstruktur kombinieren, um das Lumineszenz -Quench -Zentrum zu verringern, um die Übergangswahrscheinlichkeit zu erhöhen. Erstellen Sie durch chemische Modifikation Technologien mit einer guten Biokompatibilität zur Reduzierung der Toxizität und entwickeln Sie Bildgebungsmethoden für Lumineszenzzellen für hochkarätige Luminsionen und in vivo; Entwickeln Sie effiziente und sichere biologische Kopplungsmethoden, die auf den Bedürfnissen verschiedener Anwendungen basieren (Immun -Detektionszellen, In -vivo -Fluoreszenzbildgebung, photodynamische Therapie, photothermische Therapie, fotografische Freisetzungsmedikamente usw.).
Diese Studie hat enorme Anwendungspotenzial und wirtschaftliche Vorteile und hat eine wichtige wissenschaftliche Bedeutung für die Entwicklung von Nanomedizin, die Förderung der menschlichen Gesundheit und für den sozialen Fortschritt.
Nr. 2 Nano -Magnetmaterialien für Seltene Erden
Die dauerhaften Magnetmaterialien von Seltener erd haben drei Entwicklungsstadien durchlaufen: SMCO5, SM2CO7 und ND2FE14B. Als schnell gelöschtes NDFEB -Magnetpulver für gebundene magnete Materialien reicht die Korngröße von 20 nm bis 50 nm und macht es zu einem typischen nanokristallinen Seltenerd -Permanentmagnetenmaterial.
Nanomagnetische Materialien für seltene Erden weisen die Eigenschaften von geringer Größe, einzelner Domänenstruktur und hoher Koerzität auf. Die Verwendung von Magnetaufzeichnungsmaterialien kann das Signal-Rausch-Verhältnis und die Bildqualität verbessern. Aufgrund seiner geringen Größe und hohen Zuverlässigkeit ist die Verwendung in Mikromotorsystemen eine wichtige Richtung für die Entwicklung der neuen Generation von Luftfahrt-, Luft- und Raumfahrt- und Meeresmotoren. Für das Magnetgedächtnis, magnetische Flüssigkeit, riesige Magneto-Widerstandsmaterialien kann die Leistung erheblich verbessert werden, sodass Geräte leistungsstark und miniaturisiert werden.
Nr. 3Seltenerd Nanokatalytische Materialien
Katalytische Materialien für seltene Erden beinhalten fast alle katalytischen Reaktionen. Aufgrund von Oberflächeneffekten, Volumeneffekten und Quantengrößeneffekten hat die Nanotechnologie der Seltenerd zunehmend Aufmerksamkeit erregt. Bei vielen chemischen Reaktionen werden Katalysatoren für seltene Erden verwendet. Wenn Nanokatalysatoren für Seltene erd verwendet werden, wird die katalytische Aktivität und die Effizienz erheblich verbessert.
Nanokatalysatoren für seltene Erden werden im Allgemeinen bei der Behandlung von Erdölkatalytik- und Reinigungsbehandlung von Kfz -Abgas verwendet. Die am häufigsten verwendeten nanokatalytischen Materialien für Seltenerd sind sindCEO2UndLa2o3, die als Katalysatoren und Promotoren sowie Katalysatoren verwendet werden können.
Nr. 4Nano -CeriumoxidUltraviolettes Abschirmmaterial
Nano -Ceriumoxid ist als ultraviolettes Isolationsmittel der dritten Generation mit guter Isolationseffekt und hoher Sendung bekannt. In der Kosmetik muss Nano -Ceria mit niedriger katalytischer Aktivität als UV -Isoliermittel verwendet werden. Daher sind die Marktaufmerksamkeit und die Erkennung von Nano -Ceriumoxid -Ultraviolett -Abschirmmaterialien hoch. Die kontinuierliche Verbesserung der Integration der integrierten Schaltung erfordert neue Materialien für integrierte Schaltungschip -Herstellungsprozesse. Neue Materialien haben höhere Anforderungen an Polierflüssigkeiten, und Halbleiter Seltener erdpolierender Flüssigkeiten müssen diese Anforderung erfüllen, mit einer schnelleren Poliergeschwindigkeit und weniger Poliervolumen. Nano Seltene Erdenpoliermaterialien haben einen breiten Markt.
Der signifikante Anstieg des Autobesitzes hat eine schwerwiegende Luftverschmutzung verursacht, und die Installation von Katalysatoren der Autoabgase -Reinigung ist der effektivste Weg, um die Abgasverschmutzung zu kontrollieren. Nano -Cerium -Zirkoniumverbundoxide spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Qualität der Schwanzgasreinigung.
Nr. 5 Andere Nanofunktionsmaterialien
01. Seltene Erden Nano Keramikmaterialien
Nano -Keramikpulver kann die Sintertemperatur erheblich reduzieren, die 200 ° ~ 300 ℃ niedriger ist als das von Nicht -Nano -Keramikpulver mit derselben Zusammensetzung. Das Hinzufügen von Nano -CEO2 zu Keramik kann die Sintertemperatur verringern, das Gitterwachstum hemmen und die Keramikdichte verbessern. Hinzufügen von seltenen Erdelementen wieY2o3, CEO2, or La2o3 to ZRO2Kann eine Phasenumwandlung und Verspritzung von ZRO2 mit hoher Temperatur verhindern und die ZRO2-Phasentransformation erhöhte keramische Strukturmaterialien erhalten.
Elektronische Keramik (elektronische Sensoren, PTC -Materialien, Mikrowellenmaterialien, Kondensatoren, Thermistore usw.), die mit ultrafeinen oder nanoskaliger CEO2, Y2O3, hergestellt wurden, hergestellt.ND2O3, Sm2o3usw. haben elektrische, thermische und Stabilitätseigenschaften verbessert.
Das Hinzufügen von seltenen erdaktivierten photokatalytischen Verbundwerkstoffen zur Glasurformel kann die antibakterielle Keramik seltener Erden herstellen.
02.Rare Earth Nano Dünnfilmmaterialien
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie werden die Leistungsanforderungen für Produkte immer strenger und erfordern ultra-feiner, ultradünne, extrem hohe Dichte und ultra-Füllung von Produkten. Derzeit sind drei Hauptkategorien von Nanofilmen von Seltener Earth entwickelt: Nanofilme von Seltener Earth Complex, Nano -Filme von Seltener erdoxid und Nano -Legierungsfilme von Seltener Earth. Nano -Filme für Seltenerde spielen auch eine wichtige Rolle in der Informationsindustrie, in der Katalyse, in der Energie, in der Transport und in der Lebensmedizin.
Abschluss
China ist ein großes Land in Seltenen Erdressourcen. Die Entwicklung und Anwendung von Nanomaterialien für Seltene erd ist ein neuer Weg, um seltene Erdressourcen effektiv zu nutzen. Um den Anwendungsumfang der Seltenen Erde zu erweitern und die Entwicklung neuer funktionaler Materialien zu fördern, sollte in der Materialtheorie ein neues theoretisches System festgelegt werden, um die Forschungsbedürfnisse im Nanoskala zu erfüllen, Nanomaterialien für Seltene erd zu machen und eine bessere Leistung zu ermöglichen und neue Eigenschaften und Funktionen zu ermöglichen.
Postzeit: Mai-29-2023