Հազվագյուտ երկրային նանոնյութերի կիրառման և արտադրության տեխնոլոգիա

Հազվագյուտ հողային տարրերիրենք ունեն հարուստ էլեկտրոնային կառուցվածքներ և ցուցադրում են բազմաթիվ օպտիկական, էլեկտրական և մագնիսական հատկություններ: Հազվագյուտ հողերի նանոմատերիալացումից հետո այն ցուցադրում է բազմաթիվ բնութագրեր, ինչպիսիք են փոքր չափի էֆեկտը, բարձր հատուկ մակերևույթի էֆեկտը, քվանտային էֆեկտը, չափազանց ուժեղ օպտիկական, էլեկտրական, մագնիսական հատկությունները, գերհաղորդականությունը, բարձր քիմիական ակտիվությունը և այլն, որոնք կարող են զգալիորեն բարելավել կատարումը և գործառույթը: նյութերի և բազմաթիվ նոր նյութերի մշակում: Այն կարևոր դեր կխաղա բարձր տեխնոլոգիաների ոլորտներում, ինչպիսիք են օպտիկական նյութերը, լույս արձակող նյութերը, բյուրեղյա նյութերը, մագնիսական նյութերը, մարտկոցների նյութերը, էլեկտրակերամիկա, ինժեներական կերամիկա, կատալիզատորներ և այլն:

1, Ընթացիկ զարգացման հետազոտական ​​և կիրառական ոլորտներ

 1. Հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտ նյութ. Հազվագյուտ հողային նանո լյումինեսցենտ փոշի (գունավոր հեռուստացույցի փոշի, լամպի փոշի), բարելավված լուսավոր արդյունավետությամբ, զգալիորեն կնվազեցնի օգտագործվող հազվագյուտ հողի քանակը: Հիմնականում օգտագործելովY2O3, Eu2O3, Tb4O7, CeO2, Gd2O3. Թեկնածու նոր նյութեր բարձր հստակության գունավոր հեռուստատեսության համար:

2. Նանո գերհաղորդիչ նյութեր. YBCO գերհաղորդիչները, որոնք պատրաստված են Y2O3-ի, հատկապես բարակ թաղանթային նյութերի օգտագործմամբ, ունեն կայուն կատարում, բարձր ամրություն, հեշտ մշակման, գործնական փուլին մոտ և լայն հեռանկարներ:

3. Հազվագյուտ հողային նանոմագնիսական նյութեր. օգտագործվում են մագնիսական հիշողության, մագնիսական հեղուկի, հսկա մագնիսական դիմադրության և այլնի համար, ինչը զգալիորեն բարելավում է կատարումը, սարքերը դարձնում է բարձր արդյունավետություն և մանրանկարչություն: Օրինակ, օքսիդային հսկա մագնիսակայունության թիրախներ (REMnO3 և այլն):

4. Հազվագյուտ հողերի բարձր արդյունավետության կերամիկա՝ էլեկտրոկերամիկա (էլեկտրոնային սենսորներ, PTC նյութեր, միկրոալիքային նյութեր, կոնդենսատորներ, թերմիստորներ և այլն) պատրաստված ծայրահեղ նուրբ կամ նանոմետրային Y2O3, La2O3, Nd2O3, Sm2O3 և այլն, որոնց էլեկտրական հատկությունները, ջերմային հատկությունները և կայունությունը զգալիորեն բարելավվել են, էլեկտրոնային նյութերի արդիականացման կարևոր կողմն են: Ցածր ջերմաստիճաններում սինթրած կերամիկաները, ինչպիսիք են նանո Y2O3-ը և ZrO2-ը, ունեն ուժեղ ամրություն և ամրություն և օգտագործվում են մաշվածության դիմացկուն սարքերում, ինչպիսիք են առանցքակալները և կտրող գործիքները; Նանո Nd2O3, Sm2O3 և այլն պատրաստված բազմաշերտ կոնդենսատորների և միկրոալիքային սարքերի աշխատանքը զգալիորեն բարելավվել է:

5. Հազվագյուտ հողային նանոկատալիզատորներ. Շատ քիմիական ռեակցիաներում օգտագործվում են հազվագյուտ հողային կատալիզատորներ: Եթե ​​օգտագործվեն հազվագյուտ հողային նանոկատալիզատորներ, ապա դրանց կատալիտիկ ակտիվությունն ու արդյունավետությունը զգալիորեն կբարելավվեն: Ներկայիս CeO2 նանո փոշին ունի բարձր ակտիվության, ցածր գնի և ավտոմոբիլային արտանետման մաքրիչի երկար սպասարկման առավելությունները և փոխարինել է թանկարժեք մետաղների մեծ մասին՝ տարեկան հազարավոր տոննա սպառմամբ:

6. Հազվագյուտ հողի ուլտրամանուշակագույն կլանիչ.Նանո CeO2փոշին ունի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ուժեղ կլանում և օգտագործվում է արևապաշտպան կոսմետիկայի, արևապաշտպան մանրաթելերի, մեքենայի ապակու և այլնի մեջ:

7. Հազվագյուտ հողերի ճշգրիտ փայլեցում. CeO2-ը լավ փայլեցնող ազդեցություն ունի ապակու և այլ նյութերի վրա: Nano CeO2-ն ունի փայլեցման բարձր ճշգրտություն և օգտագործվել է հեղուկ բյուրեղային էկրանների, սիլիկոնային վաֆլիների, ապակու պահպանման և այլնի մեջ: Մի խոսքով, հազվագյուտ հողային նանոնյութերի կիրառումը նոր է սկսվել և կենտրոնացած է բարձր տեխնոլոգիական նոր նյութերի ոլորտում՝ բարձր ավելացված արժեք, կիրառման լայն շրջանակ, հսկայական ներուժ և շատ խոստումնալից առևտրային հեռանկարներ:

2, Պատրաստման տեխնոլոգիա

Ներկայումս նանոնյութերի և՛ արտադրությունը, և՛ կիրառումը գրավել են տարբեր երկրների ուշադրությունը։ Չինաստանի նանոտեխնոլոգիան շարունակում է առաջընթաց գրանցել, և արդյունաբերական արտադրությունը կամ փորձնական արտադրությունը հաջողությամբ իրականացվել է նանոմաշտաբով SiO2, TiO2, Al2O3, ZnO2, Fe2O3 և այլ փոշի նյութերով: Այնուամենայնիվ, ներկայիս արտադրական գործընթացը և արտադրության բարձր ծախսերը նրա ճակատագրական թուլությունն են, ինչը կազդի նանոնյութերի համատարած կիրառման վրա։ Հետևաբար, անհրաժեշտ է շարունակական բարելավում:

Հազվագյուտ հողային տարրերի հատուկ էլեկտրոնային կառուցվածքի և ատոմային մեծ շառավիղի շնորհիվ նրանց քիմիական հատկությունները շատ տարբեր են մյուս տարրերից: Ուստի հազվագյուտ հողային նանոօքսիդների պատրաստման եղանակը և հետմշակման տեխնոլոգիան նույնպես տարբերվում են այլ տարրերից։ Հետազոտության հիմնական մեթոդները ներառում են.

1. Տեղումների մեթոդ. ներառյալ օքսալաթթվային տեղումները, կարբոնատային տեղումները, հիդրօքսիդի տեղումները, միատարր տեղումները, կոմպլեքսային տեղումները և այլն: Այս մեթոդի ամենամեծ առանձնահատկությունն այն է, որ լուծույթը արագ միջուկ է ձևավորվում, հեշտ է վերահսկել, սարքավորումը պարզ է և կարող է արտադրել: բարձր մաքրության արտադրանք. Բայց դժվա՞ր է զտելը և հեշտ է համախմբելը:

2. Հիդրոջերմային մեթոդ. Արագացնել և ուժեղացնել իոնների հիդրոլիզի ռեակցիան բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում և ձևավորել ցրված նանոբյուրեղային միջուկներ: Այս մեթոդը կարող է ձեռք բերել նանոմետր փոշիներ՝ միատեսակ ցրվածությամբ և նեղ մասնիկների չափի բաշխմամբ, սակայն դրա համար պահանջվում է բարձր ջերմաստիճան և բարձր ճնշման սարքավորումներ, որոնք թանկ են և անվտանգ շահագործման համար:

3. Գելի մեթոդ. Անօրգանական նյութերի պատրաստման կարևոր մեթոդ է և նշանակալի դեր է խաղում անօրգանական սինթեզում: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում մետաղական օրգանական միացությունները կամ օրգանական բարդույթները կարող են պոլիմերացման կամ հիդրոլիզի միջոցով ձևավորել լուծ և որոշակի պայմաններում ձևավորել գել: Հետագա ջերմային մշակումը կարող է արտադրել չափազանց նուրբ բրինձ արիշտա ավելի մեծ հատուկ մակերեսով և ավելի լավ ցրվածությամբ: Այս մեթոդը կարող է իրականացվել մեղմ պայմաններում, որի արդյունքում փոշի է ստացվում ավելի մեծ մակերեսով և ավելի լավ ցրվածությամբ: Այնուամենայնիվ, արձագանքման ժամանակը երկար է և տևում է մի քանի օր, ինչը դժվարացնում է արդյունաբերականացման պահանջները բավարարելը:

4. Պինդ փուլային մեթոդ. բարձր ջերմաստիճանի քայքայումն իրականացվում է պինդ միացության կամ միջանկյալ Չոր միջավայրի ռեակցիայի միջոցով: Օրինակ, հազվագյուտ հողերի նիտրատը և օքսալաթթուն խառնվում են պինդ ֆազային գնդիկավոր ֆրեզման միջոցով՝ ձևավորելով հազվագյուտ հողային օքսալատի միջանկյալ նյութ, որն այնուհետև քայքայվում է բարձր ջերմաստիճանում՝ ստանալով ծայրահեղ նուրբ փոշի: Այս մեթոդն ունի բարձր ռեակցիայի արդյունավետություն, պարզ սարքավորում և հեշտ շահագործում, սակայն ստացված փոշին ունի անկանոն մորֆոլոգիա և վատ միատեսակություն։

Այս մեթոդները եզակի չեն և կարող են լիովին կիրառելի չլինել արդյունաբերականացման համար: Կա՞ն պատրաստման բազմաթիվ եղանակներ, օրինակ՝ օրգանական միկրոէմուլսիայի մեթոդը, ալկոհոլի՞զը և այլն։

3, Արդյունաբերական զարգացման առաջընթաց

Արդյունաբերական արտադրությունը հաճախ չի ընդունում մեկ մեթոդ, այլ ավելի շուտ հիմնվում է ուժեղ կողմերի վրա և լրացնում է թույլ կողմերը և միավորում է մի քանի մեթոդներ՝ հասնելու արտադրանքի բարձր որակի, ցածր գնի և առևտրայնացման համար անհրաժեշտ անվտանգ և արդյունավետ գործընթացին: Guangdong Huizhou Ruier Chemical Technology Co., Ltd.-ն վերջերս արդյունաբերական առաջընթաց է գրանցել հազվագյուտ հողային նանոնյութերի մշակման գործում: Հետախուզման բազմաթիվ մեթոդներից և անթիվ փորձարկումներից հետո հայտնաբերվել է արդյունաբերական արտադրության համար առավել հարմար մեթոդ՝ միկրոալիքային գել մեթոդ: Այս տեխնոլոգիայի ամենամեծ առավելությունն այն է, որ օրիգինալ 10 օրվա գելի ռեակցիան կրճատվում է մինչև 1 օր, այնպես որ արտադրության արդյունավետությունը մեծանում է 10 անգամ, արժեքը զգալիորեն նվազում է, և արտադրանքի որակը լավ է, մակերեսը մեծ է: , օգտագործողի փորձնական արձագանքը լավ է, գինը 30% ցածր է, քան ամերիկյան և ճապոնական արտադրանքը, որը շատ մրցունակ է միջազգային մակարդակով, Հասնել միջազգային առաջադեմ մակարդակի:

Վերջերս արդյունաբերական փորձեր են իրականացվել տեղումների եղանակով, հիմնականում՝ օգտագործելով ամոնիակ ջուր և ամոնիակ կարբոնատ՝ տեղումների համար, իսկ օրգանական լուծիչներ՝ ջրազրկման և մակերեսային մշակման համար: Այս մեթոդն ունի պարզ գործընթաց և ցածր գին, բայց արտադրանքի որակը վատ է, և դեռ կան որոշ ագլոմերացիաներ, որոնք հետագա բարելավման և կատարելագործման կարիք ունեն:

Չինաստանը հազվագյուտ հողային ռեսուրսներով խոշոր երկիր է: Հազվագյուտ հողային նանոնյութերի մշակումն ու կիրառումը նոր ուղիներ են բացել հազվագյուտ հողային ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործման համար, ընդլայնել է հազվագյուտ հողային կիրառությունների շրջանակը, նպաստել նոր ֆունկցիոնալ նյութերի զարգացմանը, մեծացրել է բարձր ավելացված արժեքով արտադրանքի արտահանումը և բարելավել արտասահմանյան փոխանակման հնարավորություններ. Սա կարևոր գործնական նշանակություն ունի ռեսուրսների առավելությունները տնտեսական առավելությունների վերածելու հարցում։