希土類ナノ材料希土類元素は、ユニークな4Fサブレイヤー電子構造、大きな原子磁気モーメント、強力なスピン軌道カップリングおよびその他の特性を備えており、非常に豊富な光学、電気、磁気、その他の特性をもたらします。それらは、世界中の国々が伝統的な産業を変革し、ハイテクを開発するために不可欠な戦略的材料であり、「新しい材料の宝庫」として知られています。
冶金機、石油化学、ガラスセラミック、軽い織物などの従来の分野での用途に加えて、希土類また、人間の生活に密接に関連するクリーンエネルギー、大型車両、新しいエネルギー車両、半導体照明、新しいディスプレイなどの新興分野の重要なサポート材料でもあります。
数十年の開発の後、希土類関連の研究の焦点は、それに応じて、単一の高純度の希土類の製錬と分離から、磁性、光学、電気、エネルギー貯蔵、触媒、生物医学、およびその他の分野における希土類のハイテク用途に移りました。一方では、材料システムに希土類複合材料に向かう傾向があります。一方、形態の観点からは、低次元の機能的結晶材料により焦点を合わせています。特に最新のナノサイエンスの開発により、小さなサイズの効果、量子効果、表面効果、およびナノマテリアルの界面効果と希土類元素のユニークな電子層構造特性を組み合わせることで、希土類ナノ材料は、従来の材料とは異なる多くの新規特性を示し、希土類材料の優れた性能を最大化し、伝統的な材料と新しい高テック製造の分野での適用をさらに拡大します。
現在、主に次の非常に有望な希土類ナノ材料、すなわち希土類ナノ発光材料、希土類ナノ触媒材料、希土類ナノ磁気材料、酸化ナノ紫外線シールド材料、およびその他のナノ機能材料。
No.1希土類ナノ発光材料
01。希土類有機無機ハイブリッド発光ナノ材料
複合材料は、分子レベルで異なる機能ユニットを組み合わせて、相補的で最適化された機能を実現します。有機無機ハイブリッド材料には、有機および無機成分の機能があり、優れた機械的安定性、柔軟性、熱安定性、優れた加工性を示しています。
希土類複合体には、高い色の純度、励起状態の長寿命、高量子収量、豊富な排出スペクトル系統など、多くの利点があります。それらは、ディスプレイ、光学導波路増幅、ソリッドステートレーザー、バイオマーカー、均衡防止など、多くの分野で広く使用されています。しかし、希土類錯体の光熱安定性と低い加工性は、その応用と昇進を深刻に妨げています。希土類複合体と無機マトリックスと良好な機械的特性と安定性を組み合わせることは、希土類複合体の発光特性を改善する効果的な方法です。
希土類有機無機ハイブリッド材料の開発以来、それらの開発動向は次の特性を示しています。
chemical化学ドーピング法によって得られるハイブリッド材料には、安定した活性成分、高ドーピング量、成分の均一な分布があります。
single単一の機能材料から多機能材料に変換され、多機能材料を開発してアプリケーションをより広範囲にする。
matisマトリックスは、主にシリカから二酸化チタン、有機ポリマー、粘土、イオン液などのさまざまな基質まで多様です。
02。白色の希土類発光材料
既存の照明技術と比較して、照明ダイオード（LED）などの半導体照明製品には、長いサービス寿命、低エネルギー消費、高発光効率、水銀フリー、UVフリー、安定した操作などの利点があります。それらは、白熱灯、蛍光ランプ、高強度ガス排出ランプ（HID）の後の「第4世代光源」と見なされます。
ホワイトLEDは、チップ、基質、蛍光体、およびドライバーで構成されています。希土類蛍光粉末は、白LEDの性能において重要な役割を果たします。近年、白いLED蛍光体で大量の研究作業が実施されており、優れた進歩が行われました。
blue Blue LED（460m）に励起された新しいタイプの蛍光体の開発は、青色LEDチップで使用されるYao2ce（YAG：CE）のドーピングおよび修正研究を実施し、光効率と色のレンダリングを改善します。
ultraviolet光（400m）または紫外線（360mm）で励起された新しい蛍光粉末の発達は、赤と緑の青色の蛍光粉末の組成、構造、およびスペクトル特性、ならびに3つの蛍光粉末の異なる比率を体系的に研究して、異なる色の色素と白色のレッドを獲得しました。
fluse蛍光粉末の品質と安定性を確保するために、磁束に対する調製プロセスの影響など、蛍光粉末の調製プロセスにおける基本的な科学的問題に関するさらなる作業が行われました。
さらに、白色光LEDは、主に蛍光粉末とシリコンの混合パッケージングプロセスを採用しています。蛍光粉末の熱伝導率が低いため、デバイスは長時間の作業時間のために加熱され、シリコンの老化とデバイスのサービス寿命が短くなります。この問題は、高出力の白色光LEDで特に深刻です。リモートパッケージは、蛍光粉末を基質に取り付けて青色のLED光源から分離することにより、この問題を解決する1つの方法であり、それにより、蛍光粉末の発光性能に対するチップによって生成された熱の影響が減少します。希土類蛍光セラミックには、熱伝導率が高く、腐食抵抗が高く、安定性が高く、光学出力性能が優れた特性がある場合、高エネルギー密度の高出力ホワイトLEDのアプリケーション要件をよりよく満たすことができます。高い焼結の活性と高い分散を備えたマイクロナノパウダーは、光学出力性能が高い高透明性希土類光学セラミックの調製の重要な前提条件となりました。
03.地球上の包括的発光ナノ材料
UpConversion-luminescenceは、発光材料による複数の低エネルギー光子の吸収と高エネルギー光子発光の生成を特徴とする特別なタイプの発光プロセスです。従来の有機色素分子または量子ドットと比較して、希土類のアップコンバージョン発光ナノ材料は、大きな抗ストークスシフト、狭い排出バンド、良好な安定性、低毒性、高い組織浸透深度、低自発蛍光干渉など、多くの利点があります。彼らは生物医学分野に幅広いアプリケーションの見通しを持っています。
近年、Rare Earth Upconversion発光ナノ材料は、合成、表面修飾、表面機能化、および生物医学的応用に大きな進歩を遂げています。ナノスケールで組成、位相状態、サイズなどを最適化し、コア/シェル構造を組み合わせて遷移消光センターを減らすために、材料の発光性能を改善し、遷移確率を高めます。化学的修飾により、毒性を低下させるための生体適合性が良好な技術を確立し、上流の発光生細胞とin vivoのイメージング方法を開発します。さまざまな用途のニーズ（免疫検出細胞、in vivo蛍光イメージング、光線力学療法、光熱療法、光制御された放出薬など）に基づいて、効率的かつ安全な生物学的結合方法を開発します。
この研究には、膨大な応用の可能性と経済的利益があり、ナノメディシンの発達、人間の健康の促進、および社会的進歩のために重要な科学的意義があります。
No.2希土類ナノ磁気材料
希土類永久磁石材料は、SMCO5、SM2CO7、およびND2FE14Bの3つの開発段階を経ました。結合された永久磁石材料用の急速な消光NDFEB磁気粉末として、粒子サイズは20nmから50nmの範囲であり、典型的なナノ結晶希土類永久磁石材料になります。
希土類ナノ磁性材料は、小型、単一ドメイン構造、および高い強制の特性を持っています。磁気記録材料の使用は、信号対雑音の比率と画質を改善することができます。サイズが小さく、信頼性が高いため、マイクロモーターシステムでの使用は、新世代の航空、航空宇宙、およびマリンモーターの開発にとって重要な方向です。磁気流体、巨大な磁気抵抗材料の磁気メモリの場合、性能を大幅に改善することができ、デバイスが高性能になり、小型化されます。
No.3希土類ナノ触媒材料
希土類触媒材料には、ほぼすべての触媒反応が含まれます。表面効果、体積効果、量子サイズの効果により、希土類ナノテクノロジーはますます注目を集めています。多くの化学反応では、希土類触媒が使用されます。希土類ナノ触媒を使用すると、触媒活性と効率が大幅に改善されます。
希土類ナノ触媒は、一般に、自動車排気の石油触媒亀裂と精製処理で使用されます。最も一般的に使用される希土類ナノ触媒材料はですCEO2そしてLA2O3、触媒およびプロモーター、および触媒キャリアとして使用できます。
No.4酸化ナノ紫外線シールド材料
Nano Cerium酸化物は、第3世代の紫外線分離剤として知られており、良好な分離効果と高い透過率を備えています。化粧品では、低触媒活性ナノセリアはUV分離剤として使用する必要があります。したがって、酸化ナノセリウムの紫外線シールド材料の市場への注意と認識は高くなっています。統合回路統合の継続的な改善には、統合された回路チップ製造プロセスに新しい材料が必要です。新しい材料には、研磨液の必要性が高く、半導体希土類研磨液は、磨き速度が速く、磨き体積が少なく、この要件を満たす必要があります。 Nano Rare Earth研磨材料には幅広い市場があります。
車の所有権の大幅な増加は深刻な大気汚染を引き起こし、車の排気浄化触媒の設置は、排気汚染を制御する最も効果的な方法です。ナノセリウムジルコニウム複合酸化物は、テールガス浄化の品質を改善する上で重要な役割を果たします。
No.5その他のナノ機能材料
01。レアアースナノセラミック材料
ナノセラミックパウダーは、同じ組成の非ナノセラミック粉末のセラミック温度を大幅に低下させる可能性があります。 NANO CEO2をセラミックに追加すると、焼結温度が低下し、格子の成長を阻害し、セラミックの密度を改善できます。次のような希土類要素を追加しますY2O3、 CEO2、 or LA2O3 to ZRO2ZRO2の高温相変換と腹立を防ぐことができ、ZRO2相変換の強化セラミック構造材料を得ることができます。
電子セラミック（電子センサー、PTC材料、マイクロ波材料、コンデンサ、サーミスタなど）は、UltrafineまたはNanoscale CEO2、Y2O3を使用して準備されています。ND2O3, SM2O3など、電気、熱、安定性の特性が改善されました。
希土類活性化光触媒複合材料をgl薬式に加えると、希土類抗菌セラミックを調製することができます。
02.Rare Earth Nano Thin Film Materials
科学技術の開発に伴い、製品のパフォーマンス要件はますます厳しくなり、超高分け、超薄型、超高密度、製品の超充填が必要です。現在、開発された希土類ナノフィルムの3つの主要なカテゴリがあります。希土類複合体ナノフィルム、希土類酸化物ナノフィルム、希土類ナノ合金フィルムです。レアアースナノ映画は、情報業界、触媒、エネルギー、輸送、および生命医学において重要な役割も果たしています。
結論
中国は希土類資源の主要な国です。希土類ナノ材料の開発と応用は、希土類資源を効果的に利用する新しい方法です。希土類のアプリケーション範囲を拡大し、新しい機能材料の開発を促進するために、ナノスケールでの研究ニーズを満たすために新しい理論システムを材料理論に確立する必要があり、希土類ナノ材料をより良いパフォーマンスにし、新しい特性と機能の出現を可能にします。
投稿時間：5月29日 - 2023年