Harvinaiset maametallitniillä on rikkaat elektroniset rakenteet ja niillä on monia optisia, sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia. Harvinaisen maametallin nanomaterialisoinnin jälkeen sillä on monia ominaisuuksia, kuten pieni kokovaikutus, korkea ominaispintavaikutus, kvanttivaikutus, erittäin vahvat optiset, sähköiset, magneettiset ominaisuudet, suprajohtavuus, korkea kemiallinen aktiivisuus jne., jotka voivat parantaa huomattavasti suorituskykyä ja toimintaa. materiaaleja ja kehittää monia uusia materiaaleja. Sillä tulee olemaan tärkeä rooli korkean teknologian aloilla, kuten optisissa materiaaleissa, valoa säteilevissä materiaaleissa, kidemateriaalissa, magneettisissa materiaaleissa, akkumateriaalissa, sähkökeramiikassa, teknisessä keramiikassa, katalyytissä jne.?
1、 Nykyinen kehitystutkimus- ja sovellusalat
1. Harvinaisten maametallien luminoiva materiaali: Harvinaisten maametallien nanofluoresoiva jauhe (väri-TV-jauhe, lamppujauhe), jolla on parannettu valotehokkuus, vähentää huomattavasti käytettyjen harvinaisten maametallien määrää. Pääasiassa käytössäY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Ehdokas uusia materiaaleja teräväpiirtoväritelevisioon.?
2. Nano-suprajohtavat materiaalit: YBCO-suprajohteet, jotka on valmistettu käyttämällä Y2O3:a, erityisesti ohutkalvomateriaaleja, ovat vakaata suorituskykyä, korkeaa lujuutta, helppoa käsittelyä, lähellä käytännön vaihetta ja laajat näkymät.?
3. Harvinaisten maametallien nanomagneettiset materiaalit: käytetään magneettiseen muistiin, magneettiseen nesteeseen, jättimäiseen magneettiresistanssiin jne., mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä ja tekee laitteista tehokkaita ja pienennettyinä. Esimerkiksi oksidin jättimäiset magnetoresistanssikohteet (REMnO3 jne.).?
4. Harvinaisten maametallien korkean suorituskyvyn keramiikka: Sähkökeraami (elektroniset anturit, PTC-materiaalit, mikroaaltomateriaalit, kondensaattorit, termistorit jne.), joka on valmistettu ultrahienolla tai nanometrillä Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 jne., jonka sähköiset ominaisuudet, lämpö Ominaisuudet ja vakaus on parantunut huomattavasti, ovat tärkeä näkökohta elektronisten materiaalien päivittämisessä. Alemmissa lämpötiloissa sintratulla keramiikalla, kuten nano Y2O3 ja ZrO2, on vahva lujuus ja sitkeys, ja niitä käytetään kulutusta kestävissä laitteissa, kuten laakereissa ja leikkaustyökaluissa; Nano-Nd2O3:sta, Sm2O3:sta jne. valmistettujen monikerroksisten kondensaattoreiden ja mikroaaltouunien suorituskykyä on parannettu huomattavasti.
5. Harvinaisten maametallien nanokatalyytit: Monissa kemiallisissa reaktioissa käytetään harvinaisten maametallien katalyyttejä. Jos käytetään harvinaisten maametallien nanokatalyyttejä, niiden katalyyttinen aktiivisuus ja tehokkuus paranevat huomattavasti. Nykyisen CeO2-nanojauheen etuna on korkea aktiivisuus, alhainen hinta ja pitkä käyttöikä autojen pakokaasunpuhdistimessa, ja se on korvannut suurimman osan jalometalleista, ja sen vuosikulutus on tuhansia tonneja.?
6. Harvinaisten maametallien ultraviolettiabsorberi:Nano CeO2jauheella on voimakas ultraviolettisäteilyn imeytyminen, ja sitä käytetään aurinkosuojakosmetiikassa, aurinkosuojakuiduissa, auton lasissa jne.?
7. Harvinaisen maametallin tarkkuuskiillotus: CeO2:lla on hyvä kiillotusvaikutus lasiin ja muihin materiaaleihin. Nano CeO2:lla on korkea kiillotustarkkuus, ja sitä on käytetty nestekidenäyttöissä, piikiekoissa, lasivarastoissa jne. Lyhyesti sanottuna harvinaisten maametallien nanomateriaalien käyttö on juuri alkanut ja keskittyy uusien korkean teknologian materiaalien käyttöön. lisäarvo, laaja sovellusvalikoima, valtava potentiaali ja erittäin lupaavat kaupalliset näkymät.
2、 Valmistustekniikka
Tällä hetkellä nanomateriaalien tuotanto ja käyttö ovat herättäneet huomiota eri maista. Kiinan nanoteknologia etenee edelleen, ja teollista tuotantoa tai koetuotantoa on suoritettu onnistuneesti nanomittakaavan SiO2:n, TiO2:n, Al2O3:n, ZnO2:n, Fe2O3:n ja muiden jauhemateriaaleissa. Nykyinen tuotantoprosessi ja korkeat tuotantokustannukset ovat kuitenkin sen kohtalokas heikkous, joka vaikuttaa nanomateriaalien laajaan käyttöön. Siksi jatkuva parantaminen on tarpeen.?
Harvinaisten maametallien erityisen elektronisen rakenteen ja suuren atomisäteen ansiosta niiden kemialliset ominaisuudet poikkeavat suuresti muista alkuaineista. Siksi harvinaisten maametallien nanooksidien valmistusmenetelmä ja jälkikäsittelytekniikka eroavat myös muista alkuaineista. Tärkeimmät tutkimusmenetelmät ovat:?
1. Saostusmenetelmä: mukaan lukien oksaalihapon saostus, karbonaattisaostus, hydroksidisaostus, homogeeninen saostus, kompleksisaostus jne. Tämän menetelmän suurin ominaisuus on, että liuos ydintyy nopeasti, on helppo hallita, laitteisto on yksinkertainen ja pystyy tuottamaan erittäin puhtaita tuotteita. Mutta onko se vaikea suodattaa ja helppo yhdistää?
2. Hydroterminen menetelmä: Kiihdyttää ja vahvistaa ionien hydrolyysireaktiota korkeissa lämpötiloissa ja paineissa ja muodostaa hajaantuneita nanokiteisiä ytimiä. Tällä menetelmällä voidaan saada nanometrijauheita, joilla on tasainen dispersio ja kapea hiukkaskokojakautuma, mutta se vaatii korkean lämpötilan ja korkeapainelaitteiston, joka on kallista ja vaarallista käyttää.
3. geelimenetelmä: Se on tärkeä menetelmä epäorgaanisten materiaalien valmistuksessa, ja sillä on merkittävä rooli epäorgaanisten aineiden synteesissä. Alhaisessa lämpötilassa organometalliset yhdisteet tai orgaaniset kompleksit voivat muodostaa soolia polymeroinnin tai hydrolyysin kautta ja muodostaa geeliä tietyissä olosuhteissa. Lisälämpökäsittelyllä voidaan tuottaa erittäin hienoja riisinuudeleita, joilla on suurempi ominaispinta ja parempi hajonta. Tämä menetelmä voidaan suorittaa miedoissa olosuhteissa, jolloin saadaan jauhe, jolla on suurempi pinta-ala ja parempi dispergoituvuus. Reaktioaika on kuitenkin pitkä ja kestää useita päiviä, mikä tekee teollistumisen vaatimusten täyttämisestä vaikeaa?
4. Kiinteän faasin menetelmä: korkean lämpötilan hajoaminen suoritetaan kiinteän yhdisteen tai välituotteen kuivaväliainereaktion kautta. Esimerkiksi harvinaisten maametallien nitraattia ja oksaalihappoa sekoitetaan kiinteän faasin kuulajauhatuksella, jolloin muodostuu harvinaisen maametallin oksalaatin välituote, joka sitten hajoaa korkeassa lämpötilassa erittäin hienojakoisen jauheen saamiseksi. Tällä menetelmällä on korkea reaktiotehokkuus, yksinkertainen laitteisto ja helppokäyttöisyys, mutta tuloksena olevalla jauheella on epäsäännöllinen morfologia ja huono yhtenäisyys.
Nämä menetelmät eivät ole ainutlaatuisia eivätkä välttämättä sovellu täysin teollistumiseen. Valmistusmenetelmiä on monia, kuten orgaaninen mikroemulsiomenetelmä, alkoholilyysi jne.?
3. Teollisuuden kehitys
Teollisessa tuotannossa ei usein käytetä yhtä menetelmää, vaan hyödynnetään vahvuuksia ja täydennetään heikkouksia sekä yhdistellään useita menetelmiä saavuttaakseen kaupallistamisen edellyttämän korkean tuotteen laadun, alhaiset kustannukset sekä turvallisen ja tehokkaan prosessin. Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd. on äskettäin edistynyt teollisesti harvinaisten maametallien nanomateriaalien kehittämisessä. Monien tutkimusmenetelmien ja lukemattomien testien jälkeen löydettiin teolliseen tuotantoon sopivampi menetelmä - mikroaaltogeelimenetelmä. Tämän tekniikan suurin etu on, että: alkuperäinen 10 päivän geelireaktio lyhenee 1 päivään, joten tuotannon tehokkuus kasvaa 10 kertaa, kustannukset pienenevät huomattavasti ja tuotteen laatu on hyvä, pinta-ala on suuri , käyttäjäkokeilureaktio on hyvä, hinta on 30 % alhaisempi kuin amerikkalaisten ja japanilaisten tuotteiden hinta, mikä on kansainvälisesti erittäin kilpailukykyistä. Saavuttaako kansainvälinen edistynyt taso.?
Teollisia kokeita on viime aikoina tehty saostusmenetelmällä, jossa on käytetty saostamiseen pääosin ammoniakkivettä ja ammoniakkikarbonaattia sekä kuivaukseen ja pintakäsittelyyn orgaanisia liuottimia. Tällä menetelmällä on yksinkertainen prosessi ja alhaiset kustannukset, mutta tuotteen laatu on huono, ja vielä on joitain taajamia, jotka kaipaavat lisäparannuksia ja -parannuksia.?
Kiina on merkittävä maa harvinaisten maametallien varalta. Harvinaisten maametallien nanomateriaalien kehittäminen ja soveltaminen on avannut uusia mahdollisuuksia harvinaisten maametallien resurssien tehokkaalle hyödyntämiselle, laajentanut harvinaisten maametallien sovellusten valikoimaa, edistänyt uusien toiminnallisten materiaalien kehitystä, lisännyt korkean jalostusarvon tuotteiden vientiä ja parantanut ulkomaisia vaihtojen ansaintamahdollisuudet. Tällä on tärkeä käytännön merkitys resurssitetujen muuttamisessa taloudellisiksi eduiksi.
Postitusaika: 27.6.2023