Nanotehnoloogia on tärkav interdistsiplinaarne valdkond, mis arenes järk-järgult välja 1980ndate lõpus ja 1990ndate alguses. Tänu oma tohutule potentsiaalile luua uusi tootmisprotsesse, materjale ja tooteid, käivitab see uuel sajandil uue tööstusrevolutsiooni. Nanoteaduse ja nanotehnoloogia praegune arengutase on sarnane arvuti- ja infotehnoloogia omaga 1950. aastatel. Enamik sellele valdkonnale pühendunud teadlasi eeldab, et nanotehnoloogia arengul on lai ja sügav mõju tehnoloogia paljudele aspektidele. Teadlased usuvad, et sellel on kummalised omadused ja ainulaadsed omadused ning peamised piiravad mõjud, mis viivad nano kummaliste omadusteniharuldased muldmetallidmaterjalid hõlmavad spetsiifilist pinnaefekti, väikese suuruse efekti, liidese efekti, läbipaistvuse efekti, tunneliefekti ja makroskoopilist kvantefekti. Need efektid muudavad nanosüsteemide füüsikalised omadused tavapärastest materjalidest (nt valgus, elekter, soojus ja magnetism) erinevad, mille tulemuseks on palju uudseid omadusi. Nanotehnoloogia uurimiseks ja arendamiseks on tulevastel teadlastel kolm peamist suunda: suure jõudlusega nanomaterjalide valmistamine ja rakendamine; Projekteerida ja valmistada erinevaid nanoseadmeid ja seadmeid; Tuvastada ja analüüsida nanopiirkondade omadusi. Praegu on nano jaoks peamiselt mõned rakendusjuhisedharuldased muldmetallids ja nano tulevased kasutusaladharuldased muldmetallidtuleb edasi arendada.
Nanolantaanoksiidkasutatakse piesoelektriliste materjalide, elektrotermiliste materjalide, termoelektriliste materjalide, magnetoresistiivsete materjalide, luminestseeruvate materjalide (sinine pulber), vesinikku salvestavate materjalide, optilise klaasi, lasermaterjalide, mitmesuguste legeeritud materjalide, orgaaniliste keemiatoodete valmistamise katalüsaatorite ja autode heitgaaside neutraliseerimise katalüsaatorite jaoks. Peale kantakse ka valgust konverteerivaid põllumajanduskilesidnano lantaanoksiid.
Peamised kasutusaladnano tseeriasisaldab: 1. klaasilisandina,nano tseeriasuudab neelata ultraviolett- ja infrapunakiiri ning seda on kasutatud autoklaasile. See mitte ainult ei takista ultraviolettkiirgust, vaid võib ka vähendada auto sisetemperatuuri, säästes seeläbi kliimaseadme elektrienergiat. 2. Kohaldaminenano tseeriumoksiidautode heitgaaside puhastamise katalüsaatorid võivad tõhusalt takistada suure hulga autode heitgaaside õhku paiskamist. 3.Nano tseeriumoksiidsaab kanda pigmentidele värviliste plastide jaoks ning seda saab kasutada ka sellistes tööstusharudes nagu pinnakatted, tint ja paber. 4. Kohaldaminenano tseeriapoleerimismaterjalide puhul on laialdaselt tunnustatud ränivahvlite ja safiirist monokristall-substraatide poleerimise ülitäpse nõudena. 5. Lisaksnano tseeriasaab kasutada ka vesinikku salvestavate materjalide, termoelektriliste materjalide,nano tseeriavolframelektroodid, keraamilised kondensaatorid, piesoelektriline keraamika,nano tseeria ränikarbiidabrasiivid, kütuseelemendi toorained, bensiinikatalüsaatorid, teatud püsimagnetmaterjalid, mitmesugused legeerterased ja värvilised metallid.
NanomeeterPraseodüümoksiid (Pr6O11)
Peamised kasutusaladnano praseodüümoksiidhõlmavad järgmist: 1. Seda kasutatakse laialdaselt ehituskeraamikas ja igapäevases keraamikas. Seda saab segada keraamilise glasuuriga, et saada värvilist glasuuri, või kasutada ainult glasuurialuse pigmendina. Toodetud pigment on helekollane, puhta ja elegantse värvitooniga. 2. Kasutatakse püsimagnetite tootmiseks, kasutatakse laialdaselt erinevates elektroonikaseadmetes ja mootorites. 3. Kasutatakse nafta katalüütiliseks krakkimiseks, see võib parandada katalüütilist aktiivsust, selektiivsust ja stabiilsust. 4.Nano praseodüümoksiidsaab kasutada ka abrasiivseks poleerimiseks. Lisaks kasutaminenano praseodüümoksiidka optiliste kiudude valdkonnas on üha laiemalt levinud.
Nanomeeter neodüümoksiid (Nd2O3)
Nanomeeter neodüümoksiidelement on oma ainulaadse positsiooni tõttu muutunud paljudeks aastateks turu kuumaks teemaksharuldased muldmetallidvaldkonnas.Nanomeeter neodüümoksiidkasutatakse ka värviliste metallide puhul. Lisades 1,5% kuni 2,5%nano neodüümoksiidMagneesiumi- või alumiiniumisulamite kasutamine võib parandada sulami kõrge temperatuuri jõudlust, õhutihedust ja korrosioonikindlust ning seda kasutatakse laialdaselt kosmosematerjalina. Lisaks nano-ütrium-alumiiniumgranaat, mis on legeeritudnano neodüümoksiide genereerib lühilaine laserkiire, mida kasutatakse laialdaselt tööstuses õhukeste materjalide keevitamiseks ja lõikamiseks paksusega alla 10 mm. Meditsiinipraktikas nanoütrium alumiiniumlegeeritud granaatlaseridnano neodüümoksiidkasutatakse kirurgiliste haavade eemaldamiseks või desinfitseerimiseks kirurgiliste nugade asemel.Nano neodüümoksiidkasutatakse ka klaasi ja keraamiliste materjalide värvimiseks, samuti kummitoodete ja lisandite värvimiseks.
Peamised kasutusaladnanomõõtmeline samariumoksiidsisaldab selle helekollast värvi, mida kasutatakse keraamilistes kondensaatorites ja katalüsaatorites. Lisaksnano samariumoksiidSellel on ka tuumaomadused ja seda saab kasutada aatomireaktorite konstruktsioonimaterjalina, varjestusmaterjalina ja juhtmaterjalina, mis võimaldab ohutult kasutada tuuma lõhustumisel tekkivat tohutut energiat.
Nanoskaalaeuroopiumoksiid (Eu2O3)
Nanoskaalaline euroopiumoksiidkasutatakse enamasti fluorestseeruvates pulbrites. Eu3+ kasutatakse punaste luminofooride aktiveerijana ja Eu2+ kasutatakse sinise fosfori puhul. Tänapäeval on Y0O3: Eu3+ parim luminofoor luminestsentsi tõhususe, katte stabiilsuse ja kulude katmise tagamiseks. Lisaks kasutatakse seda laialdaselt tänu selliste tehnoloogiate täiustamisele nagu luminestsentsi tõhususe ja kontrastsuse parandamine. Hiljutinano-euroopiumoksiidon kasutatud ka stimuleeritud emissiooni luminofoorina uutes röntgen-meditsiiniliste diagnostikasüsteemides. Nanoeuroopiumoksiidi saab kasutada ka värviliste läätsede ja optiliste filtrite valmistamiseks, magnetmullide salvestusseadmete jaoks ning aatomireaktorite juhtmaterjalides, varjestusmaterjalides ja konstruktsioonimaterjalides. Peenosakestega gadoliinium-euroopiumoksiidi (Y2O3Eu3+) punane fluorestseeruv pulber valmistati kasutadesnano ütriumoksiid (Y2O3) janano-euroopiumoksiid (Eu2O3) toorainena. Valmistamiselharuldased muldmetallidkolmevärvilise fluorestseeruva pulbri puhul leiti, et: a) see seguneb hästi rohelise ja sinise pulbriga; b) hea kattevõime; (c) Punase pulbri osakeste väikese suuruse tõttu suureneb eripind ja luminestseeruvate osakeste arv, mis võib vähendada punase pulbri kogust.haruldased muldmetallidkolmevärvilised fosforid, mille tulemuseks on kulude vähenemine.
Selle peamised kasutusalad on järgmised: 1. Selle vees lahustuv paramagnetiline kompleks võib parandada inimkeha magnetresonantsi (NMR) signaali meditsiinilistes rakendustes. 2. Alusvääveloksiide saab kasutada spetsiaalse heledusega ostsilloskoobi torude ja röntgenfluorestsentsekraanide maatriksvõrena. 3nanogadoliiniumoksiid in nanogadoliiniumoksiidgalliumgranaat on ideaalne üksik substraat magnetmullide mälumälu jaoks. 4. Kui Camoti tsükli piirangut pole, saab seda kasutada tahkis-magnetilise jahutusvahendina. 5. Kasutatakse inhibiitorina tuumaelektrijaamade ahelreaktsiooni taseme kontrollimiseks, et tagada tuumareaktsioonide ohutus. Lisaks kasutaminenanogadoliiniumoksiidja nano lantaanoksiid koos aitavad muuta klaasisiirdetsooni ja parandada klaasi termilist stabiilsust.Nanogadoliiniumoksiidsaab kasutada ka kondensaatorite ja röntgenikiirgust võimendavate ekraanide valmistamiseks. Praegu tehakse kogu maailmas jõupingutusi selle rakenduse arendamiseksnanogadoliiniumoksiidja selle sulamite magnetjahutuses ning on tehtud läbimurdeid.
Nanomeeterterbiumoksiid (Tb4O7)
Peamised kasutusvaldkonnad on järgmised: 1. Fluorestseeruvat pulbrit kasutatakse rohelise pulbri aktivaatorina kolmes põhivärvilises fluorestseeruvas pulbris, näiteks fosfaatmaatriksis, mida aktiveeritaksenano terbiumoksiid, silikaatmaatriks aktiveeritudnano terbiumoksiidja nano-tseerium-magneesium-aluminaatmaatriksi aktiveeritudnano terbiumoksiid, mis kõik kiirgavad erutatud olekus rohelist valgust. 2. Viimastel aastatel on tehtud uurimis- ja arendustegevustnano terbiumoksiidpõhinevad magnetoptilised materjalid magnetooptiliseks salvestamiseks. Magneto-optiline ketas, mis on välja töötatud kasutades Tb-Fe amorfset õhukest kilet arvuti salvestuselemendina, võib suurendada mälumahtu 10-15 korda. 3. Magneto optiline klaas, Faraday pöörlev klaas sisaldabnano terbiumoksiid, on võtmematerjal, mida kasutatakse lasertehnoloogias laialdaselt kasutatavate rotaatorite, isolaatorite ja helinate valmistamisel.Nano terbiumoksiidja nano-düsproosiumraudoksiidi on kasutatud peamiselt kajaloodides ning seda on laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades, alates kütuse sissepritsesüsteemidest, vedelikuklapi juhtimisest, mikropositsioneerimisest kuni mehaaniliste ajamite, mehhanismide ja tiivaregulaatoriteni õhusõidukite ja kosmoseteleskoopide jaoks.
Nano-düsproosiumoksiid (Dy2O3)
Peamised kasutusaladnano düsproosiumoksiid (Dy2O3) nano düsproosiumoksiidon: 1.Nano-düsproosiumoksiidkasutatakse fluorestseeruva pulbri aktivaatorina ja kolmevalentnenano düsproosiumoksiidon paljulubav aktiveerimisioon ühe luminestsentskeskuse kolme põhivärvi luminestsentsmaterjali jaoks. See koosneb peamiselt kahest kiirgusribast, millest üks on kollase valguse emissioon ja teine sinise valguse emissioon. Luminestseeruv materjal legeeritudnano düsproosiumoksiidsaab kasutada kolme põhivärvi fluorestseeruva pulbrina. 2.Nano-düsproosiumoksiidon vajalik metallist tooraine suurte magnetostriktiivse sulami valmistamiseksnano terbiumoksiidnano-düsproosiumraudoksiidi (Terfenol) sulam, mis võimaldab saavutada mõningaid täpseid mehaanilisi liigutusi. 3.Nano-düsproosiumoksiidmetalli saab kasutada suure salvestuskiiruse ja lugemistundlikkusega magneto-optilise salvestusmaterjalina. 4. Kasutatakse valmistamiseksnano düsproosiumoksiidlambid, kasutatav tööainenano düsproosiumoksiidlambid onnano düsproosiumoksiid. Seda tüüpi lampidel on sellised eelised nagu kõrge heledus, hea värv, kõrge värvitemperatuur, väike suurus ja stabiilne kaar. Seda on kasutatud filmide, printimise ja muude valgustusrakenduste valgusallikana. 5. Tänu suurele neutronite püüdmise ristlõike pindalalenano düsproosiumoksiid, kasutatakse seda aatomienergiatööstuses neutronspektrite mõõtmiseks või neutronite neeldujana.
Peamised kasutusaladnano holmiumoksiidhõlmavad: 1. lisandina metallhalogeniidlampidele. Metallhalogeniidlambid on kõrgsurve-elavhõbelampide baasil välja töötatud gaaslahenduslampide tüüp, mida iseloomustab pirni täitmine erinevate lampidega.haruldased muldmetallidhalogeniidid. Praegu on peamine kasutusalaharuldased muldmetallidjodiid, mis kiirgab gaaslahenduse ajal erinevaid spektrivärve. Tööaine, mida kasutataksenano holmiumoksiidlamp on jodeeritudnano holmiumoksiid, mis võib saavutada metalliaatomite kõrge kontsentratsiooni kaare tsoonis, parandades oluliselt kiirguse efektiivsust. 2.Nanoholmiumoksiidsaab kasutada ütriumi raua lisandina võiütrium alumiiniumgranaat; 3.Nanoholmiumoksiidsaab kasutada ütriumraud-alumiiniumgranaadina (Ho: YAG) 2 μM laseri kiirgamiseks, inimkude 2 μ M laseri neeldumiskiirus on kõrge, peaaegu kolm suurusjärku kõrgem kui Hd: YAG0. Seega, kui kasutate Ho: YAG laserit meditsiinilise kirurgia jaoks, ei saa mitte ainult parandada kirurgilist efektiivsust ja täpsust, vaid ka vähendada termilise kahjustuse piirkonda väiksemaks. Vaba kiir, mille genereeribnano holmiumoksiidkristallid võivad eemaldada rasva ilma liigset kuumust tekitamata, vähendades seeläbi tervete kudede termilisi kahjustusi. On teatatud, et kasutaminenano holmiumoksiidAmeerika Ühendriikides kasutatavad glaukoomi raviks kasutatavad laserid võivad vähendada operatsioonil olevate patsientide valu. 4. Magnetostriktiivses sulamis Terfenol D on väike kogusnano holmiumoksiidsaab lisada ka sulami küllastusmagnetiseerimiseks vajaliku välisvälja vähendamiseks. 5. Lisaks saab optiliste sideseadmete, näiteks kiudlaserite, kiudvõimendite ja fiibersensorite valmistamisel kasutada legeeritud kiude.nano holmiumoksiid, mis hakkab täna mängima olulisemat rolli fiiberoptilise side kiires arengus.
Peamised kasutusaladnanoerbiumoksiid1. Er3+ valguse emissioon lainepikkusel 1550 nm on erilise tähtsusega, kuna see lainepikkus paikneb täpselt fiiberoptilise side optiliste kiudude väikseima kao juures. Pärast valguse ergastamist lainepikkusel 980nm1480nm,nanoerbiumoksiidioonid (Er3+) lähevad üle põhiolekust 4115/2 suure energiaga olekusse 4113/2 ja kiirgavad 1550 nm lainepikkusega valgust, kui suure energiaga olekus Er3+ läheb tagasi põhiolekusse. Kvarts-optilised kiud suudavad edastada erinevat lainepikkust valgust , kuid optilise sumbumise määr on erinev. Valguse 1550 nm sagedusribal on madalaim optiline sumbumine (0,15 detsibelli kilomeetri kohta) kvartsoptiliste kiudude edastamisel, mis on peaaegu sumbumismäära alumine piir. Seega, kui kiudoptilist sidet kasutatakse signaalvalgusena lainepikkusel 1550 nm, on valguskadu minimaalne. Sel viisil, kui sobiv kontsentratsioonnanoerbiumoksiidon dopeeritud sobivasse maatriksisse, suudab võimendi laserprintsiibil kompenseerida kadusid sidesüsteemides. Seetõttu telekommunikatsioonivõrkudes, mis nõuavad 1550 nm optiliste signaalide võimendamist,nanoerbiumoksiidlegeeritud kiudvõimendid on olulised optilised seadmed. Praegunanoerbiumoksiidlegeeritud ränidioksiidkiudvõimendid on turustatud. Aruannete kohaselt on nanoerbiumoksiidi dopingu kogus optilistes kiududes kümnetest kuni sadade ppm-ni, et vältida kasutut imendumist. Fiiberoptilise side kiire areng avab uusi rakendusvaldkondinanoerbiumoksiid. 2. Lisaks legeeritud laserkristallidnanoerbiumoksiidja nende väljundvõimsusega 1730 nm ja 1550 nm laserid on inimsilmale ohutud, hea atmosfääri ülekandevõimega, lahinguvälja suitsu tugeva läbitungimisvõimega, hea konfidentsiaalsusega ja vaenlased ei tuvasta neid kergesti. Kiirituse kontrastsus sõjalistel sihtmärkidel on suhteliselt suur ja sõjaliseks kasutamiseks on välja töötatud kaasaskantav laserkaugusmõõtur inimsilma ohutuse tagamiseks. 3. Er3+ saab lisada klaasile valmistamiseksharuldased muldmetallidklaaslasermaterjalid, mis on praegu suurima impulsienergia ja väljundvõimsusega tahkislasermaterjal. 4. Er3+ saab kasutada ka haruldaste muldmetallide üleskonversiooni lasermaterjalide aktiveerimisioonina. 5. Lisaksnanoerbiumoksiidsaab kasutada ka prilliläätsede ja kristallklaasi värvieemaldamiseks ja värvimiseks.
Nanomeeter ütriumoksiid (Y2O3)
Peamised kasutusaladnano ütriumoksiidhõlmavad järgmist: 1. terase ja värviliste metallide sulamite lisandid. FeCr sulamid sisaldavad tavaliselt 0,5–4%.nano ütriumoksiid, mis võib suurendada nende roostevabade teraste oksüdatsioonikindlust ja elastsust; Pärast sobiva koguse rikaste lisamistnano ütriumoksiidsegatudharuldased muldmetallidMB26 sulamile on sulami üldine jõudlus märkimisväärselt paranenud ja see võib asendada mõned keskmise tugevusega alumiiniumisulamid õhusõiduki kandekomponentide jaoks; Väikese koguse nanoütriumi lisamineharuldaste muldmetallide oksiidAl Zr sulam võib parandada sulami juhtivust; See sulam on kasutusele võetud enamikus kodumaistes traadivabrikutes; Lisaminenano ütriumoksiidvasesulamitele parandab juhtivust ja mehaanilist tugevust. 2. Sisaldab 6%nano ütriumoksiidja alumiiniumist 2% räninitriidi keraamilist materjali saab kasutada mootorikomponentide väljatöötamiseks. 3. Kasutage 400 vattinano neodüümoksiidalumiiniumgranaadist laserkiir suurte komponentide mehaaniliseks töötlemiseks, nagu puurimine, lõikamine ja keevitamine. 4. Y-Al granaadi monokristallplaatidest koosnev elektronmikroskoobi fluorestsentsekraan on kõrge fluorestsentsi heledusega, hajutatud valguse vähese neeldumisega, hea vastupidavusega kõrgele temperatuurile ja mehaanilisele kulumisele. 5. kõrgenano ütriumoksiidstruktureeritud sulamid, mis sisaldavad kuni 90%nanogadoliiniumoksiidsaab kasutada lennunduses ja muudes rakendustes, mis nõuavad madalat tihedust ja kõrget sulamistemperatuuri. 6. Kõrge temperatuuriga prootoni juhtivad materjalid, mis sisaldavad kuni 90%nano ütriumoksiidon suure tähtsusega kütuseelementide, elektrolüütiliste elementide ja gaasitundlike komponentide tootmisel, mis nõuavad suurt vesiniku lahustuvust. Lisaksnano ütriumoksiidkasutatakse ka kõrgtemperatuurse pihustusmaterjalina, aatomireaktori kütuse lahjendina, püsimagnetmaterjalide lisandina ja elektroonikatööstuses getterina.
Lisaks eelnevale on nanoharuldaste muldmetallide oksiididsaab kasutada ka inimeste tervisele ja keskkonnale kasulikes rõivamaterjalides. Praegusest uurimisüksusest on neil kõigil kindel suund: vastupidavus ultraviolettkiirgusele; Õhusaaste ja ultraviolettkiirgus on altid nahahaigustele ja vähile; Reostuse vältimine raskendab saasteainete kleepumist riietele; Samuti on käimas uuringud soojusisolatsiooni vallas. Tänu naha kõvadusele ja kergele vananemisele on vihmastel päevadel kõige enam hallituslaike. Triivib nanogaharuldaste muldmetallide tseeriumoksiidvõib muuta naha pehmemaks, vähem vastuvõtlikuks vananemisele ja hallitusele ning ka väga mugavaks kanda. Nanokattematerjalid on viimastel aastatel olnud kuum teema ka nanomaterjalide uurimisel, mille põhirõhk on funktsionaalsetel katetel. USA kasutab 80 nmY2O3infrapuna varjestuskattena, millel on kõrge soojuse peegeldamise efektiivsus.CeO2on kõrge murdumisnäitaja ja kõrge stabiilsusega. Millalnano haruldaste muldmetallide ütriumoksiid, nano lantaanoksiid janano tseeriumoksiidKattele on lisatud pulber, välissein peab vananemiskindlaks. Kuna välisseina kate on päikese ultraviolettkiirte ning pikaajalise tuule ja päikese käes viibimise tõttu päikese käes vananemisele ja maha kukkumisele kalduv, lisataksetseeriumoksiidjaütriumoksiidtalub ultraviolettkiirgust ja selle osakeste suurus on väga väike.Nano tseeriumoksiidkasutatakse ultraviolettkiirguse absorbeerijana, seda kasutatakse eeldatavasti ultraviolettkiirgusest tingitud plasttoodete vananemise, aga ka tankide, autode, laevade, naftamahutite jne UV-vananemise vältimiseks ning sellel on oma roll. välistingimustes suurtel stendidel
Parim kaitse on siseseina kate jaoks, et vältida hallitust, niiskust ja reostust, kuna selle osakeste suurus on väga väike, mistõttu on tolmul raske seina külge kleepuda ja seda saab veega pühkida. Nano jaoks on endiselt palju kasutusviiseharuldaste muldmetallide oksiididmis vajavad edasist uurimist ja arendustegevust, ning loodame siiralt, et homne päev on säravam.
Postitusaeg: nov-03-2023