Нанометрдик сейрек кездешүүчү материалдар, өнөр жай революциясынын жаңы күчү

Нанометрдик сейрек кездешүүчү материалдар, өнөр жай революциясынын жаңы күчү

Нанотехнология 1980-жылдардын аягында жана 1990-жылдардын башында акырындык менен өнүккөн жаңы дисциплиналар аралык тармак. Ал жаңы өндүрүш процесстерин, жаңы материалдарды жана жаңы продуктуларды түзүү үчүн чоң потенциалга ээ болгондуктан, ал жаңы кылымда жаңы өнөр жай революциясын баштайт. Нано илимдин жана нанотехнологиянын азыркы өнүгүү деңгээли 1950-жылдардагы компьютердик жана маалыматтык технологияларга окшош. Бул тармакка берилген көпчүлүк илимпоздор нанотехнологиянын өнүгүшү технологиянын көптөгөн аспектилерине кеңири жана масштабдуу таасирин тийгизет деп болжолдошууда. Окумуштуулар анын таң калыштуу касиеттери жана уникалдуу натыйжалуулугу бар деп эсептешет, Нано сейрек кездешүүчү жер материалдарынын кызыктай касиеттерине алып келген негизги камоо эффекттери - бул спецификалык беттик эффект, кичинекей өлчөмдөгү эффект, интерфейс эффекти, туннель эффектиси, туннель эффектиси жана макроскопиялык кванттык эффект. Бул эффекттер наносистеманын физикалык касиеттерин жарык, электр, жылуулук жана магнетизмдеги кадимки материалдардан айырмаланып, көптөгөн жаңы өзгөчөлүктөргө ээ кылат. Келечекте илимпоздор нанотехнологияны изилдөө жана өнүктүрүү үчүн үч негизги багыт бар: даярдоо жана колдонуу мыкты аткаруу менен наноматериалдардын; Ар кандай нано приборлорду жана жабдууларды долбоорлоо жана даярдоо; Нано-региондордун касиеттерин аныктоо жана талдоо. Азыркы учурда, нано сейрек кездешүүчү жер негизинен төмөнкү колдонуу багыттары бар, жана аны колдонуу келечекте дагы иштеп чыгуу керек.

Нанометр лантан оксиди (La2O3)

Нанометрдик лантан оксиди пьезоэлектрдик материалдарга, электротермикалык материалдарга, термоэлектрдик материалдарга, магнитке каршылык материалдарына, люминесценттик материалдарга (көк порошок), суутек сактоочу материалдарга, оптикалык айнектерге, лазердик материалдарга, ар кандай эритме материалдарга, органикалык химиялык продуктуларды даярдоо үчүн катализаторлорго жана нейтралдаштыруу үчүн катализаторлорго колдонулат. автомобиль түтүктөрүн жана жарык конвертивдүү айыл чарба пленкалар да нанометрдик лантан оксидине колдонулат.

Нанометр церий оксиди (CeO2)

Наноцерий кычкылынын негизги колдонулушу төмөнкүдөй: 1. Айнек кошумчасы катары наноцерий оксиди ультрафиолет жана инфракызыл нурларды өзүнө сиңире алат жана автомобиль айнегине колдонулат. Ал ультрафиолет нурларын гана алдын албастан, унаанын ичиндеги температураны азайтып, кондиционер үчүн электр энергиясын үнөмдөй алат. 2. Унаа түтүктөрүн тазалоо катализаторуна нано церий кычкылынын колдонуу эффективдүү түрдө көп сандагы автоунаанын газдын абага чыгарылышын алдын алат.3. Нано-церий кычкылы пигментте пластмассаларды боёо үчүн колдонулушу мүмкүн, ошондой эле каптоо, сыя жана кагаз өнөр жайларында колдонулушу мүмкүн. 4. Наноцерий кычкылынын жылмалоочу материалдарда колдонулушу кремний пластинкаларын жана сапфир монокристалл субстраттарын жылтыратуунун жогорку тактык талабы катары кеңири таанылган. Мындан тышкары, наноцерий кычкылы суутек сактоочу материалдарга, термоэлектрдик материалдарга, наноцерий кычкылынын вольфрам электроддоруна, керамикалык конденсаторлорго, пьезоэлектрдик керамикага, нано церий оксиди кремний карбидинин абразивдерине, күйүүчү май клеткасынын чийки заттарына, бензиндин туруктуу магниттик материалдарына, кээ бирлери үчүн колдонулушу мүмкүн. ар кандай легирленген болоттор жана түстүү металлдар ж.б.

Нанометрдик празеодим оксиди (Pr6O11)

Нанометрдик празеодим оксидинин негизги колдонулушу төмөнкүдөй: 1. Бул керамика жана күнүмдүк колдонуу керамика курууда кеңири колдонулат. Аны керамикалык глазурь менен аралаштырып, түстүү глазурь жасоого болот, ошондой эле жалтыратуу пигмент катары да колдонсо болот. Даярдалган пигмент ачык-сары түстө, таза жана көрктүү тон менен. 2. Бул туруктуу магниттерди өндүрүү үчүн колдонулат жана көп түрдүү электрондук аппараттар жана моторлор колдонулат. 3. Бул мунай каталитикалык крекинг үчүн колдонулат. Катализдин активдүүлүгү, селективдүүлүгү жана туруктуулугу жакшыртылышы мүмкүн. 4. Нано-praseodymium оксиди да абразивдүү жылмалоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, оптикалык була тармагында нанометрдик празеодим оксидинин колдонулушу барган сайын кеңири. Нанометрдик неодим оксиди (Nd2O3) Нанометрдик неодим оксиди сейрек кездешүүчү жерлер тармагындагы өзүнүн уникалдуу абалынан улам көп жылдар бою рынокто ысык чекит болуп калды. Нано-неодим оксиди түстүү материалдарга да колдонулат. 1,5% ~ 2,5% нано неодим оксиди магний же алюминий эритмесин кошуу жогорку температуранын көрсөткүчтөрүн, эритмесинин аба өткөрбөйтүгүн жана коррозияга туруктуулугун жакшыртат жана ал аэрокосмостук өнөр жай катары кеңири колдонулат. авиация үчүн материал. Кошумчалай кетсек, нано неодим оксиди менен кошулган нано иттрий алюминий гранаты кыска толкундуу лазер нурун чыгарат, ал өнөр жайда калыңдыгы 10 ммден төмөн жука материалдарды ширетүүдө жана кесүүдө кеңири колдонулат. Медициналык жактан алганда, nano-Nd _ 2O _ 3 менен кошулган Nano-YAG лазери хирургиялык бычактын ордуна хирургиялык жарааттарды алып салуу же жараларды дезинфекциялоо үчүн колдонулат. Нанометрдик неодим оксиди айнек жана керамикалык материалдарды, резина буюмдарын жана кошумчаларды боёо үчүн да колдонулат.

Самарий кычкылынын нанобөлүкчөлөрү (Sm2O3)

Нано-өлчөмдүү самарий кычкылынын негизги колдонулушу: нано-өлчөмдүү самарий кычкылы керамикалык конденсаторлорго жана катализаторлорго колдонулуучу ачык сары. Мындан тышкары, нано-өлчөмдүү самарий кычкылы өзөктүк касиетке ээ жана атомдук энергия реакторунун структуралык материалы, коргоочу материалы жана башкаруучу материалы катары колдонулушу мүмкүн, ошондуктан ядролук бөлүнүүдөн пайда болгон зор энергия коопсуз колдонулушу мүмкүн. Europium оксидинин нанобөлүкчөлөрү (Eu2O3) көбүнесе фосфордо колдонулат. Eu3+ кызыл фосфордун активатору, ал эми Eu2+ көк фосфор катары колдонулат. Y0O3:Eu3+ жарык эффективдүүлүгү, каптоо туруктуулугу, калыбына келтирүү наркы ж.б. боюнча эң мыкты фосфор болуп саналат жана жарыктын эффективдүүлүгүн жана контрастын жакшырткандыктан кеңири колдонулууда. Жакында, нано европий кычкылы ошондой эле жаңы рентген-медициналык диагностика системасы үчүн дем берүүчү эмиссиялык фосфор катары колдонулат. Нано-европийдин кычкылы түстүү линзаларды жана оптикалык чыпкаларды өндүрүү үчүн, магниттик көбүктү сактоочу шаймандар үчүн колдонулушу мүмкүн жана ошондой эле өзүнүн талантын көрсөтүүдө. башкаруу материалдары, коргоочу материалдар жана атомдук реакторлордун конструкциялык материалдары. Майда бөлүкчөлөрдөгү гадолиний европий оксиди (Y2O3:Eu3+) кызыл фосфор нано иттрий оксиди (Y2O3) жана наноевропий кычкылын (Eu2O3) чийки зат катары колдонуу менен даярдалган. Аны сейрек кездешүүчү үч түстүү фосфорду даярдоо үчүн колдонууда төмөнкүлөр аныкталган: (а) жашыл порошок жана көк порошок менен жакшы жана бирдей аралаштыруу; (б) жабуунун жакшы көрсөткүчү; (в) Кызыл порошоктун бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү кичинекей болгондуктан, беттин спецификалык аянты көбөйөт жана люминесценттик бөлүкчөлөрдүн саны көбөйөт, сейрек кездешүүчү үч түстүү фосфорлордо кызыл порошоктун көлөмүн азайтууга болот, натыйжада баасы төмөндөйт.

Гадолиний оксидинин нанобөлүкчөлөрү (Gd2O3)

Анын негизги пайдалануу болуп төмөнкүлөр саналат: 1. Анын сууда эрүүчү парамагниттик комплекси медициналык дарылоодо адам денесинин NMR сүрөт сигналын жакшыртат. 2. Негизги күкүрт кычкылы осциллографтын түтүгүнүн матрицалык торчосу жана өзгөчө жарыктыгы бар рентген экраны катары колдонулушу мүмкүн. 3. Нано-гадолиний галлий гранатындагы нано-гадолиний оксиди магниттик көбүк эс тутуму үчүн идеалдуу бир субстрат болуп саналат. 4. Камот циклинин чеги жок болгондо, аны катуу магниттик муздаткыч катары колдонсо болот. 5. Ядролук реакциялардын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн атомдук электр станцияларынын чынжыр реакциясынын деңгээлин көзөмөлдөө үчүн ингибитор катары колдонулат. Мындан тышкары, нано-гадолиний кычкылын жана нано-лантан оксидин колдонуу айнектин термикалык туруктуулугун жакшыртууга жардам берет. Нано гадолиний кычкылы ошондой эле конденсаторлорду жана рентген нурларын күчөтүүчү экрандарды өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Азыркы учурда дүйнө магниттик муздаткычта нано-гадолиний кычкылын жана анын эритмелерин колдонууну өнүктүрүү үчүн чоң күч-аракет жумшап жатат жана чоң ийгиликтерге жетишти.

Тербия оксидинин нанобөлүкчөлөрү (Tb4O7)

Негизги колдонуу тармактары төмөнкүлөр: 1. Фосфорлор нанотербий оксиди менен активдештирилген фосфат матрицасы, нанотербий оксиди менен активдештирилген силикат матрицасы жана нанотербий оксиди менен активдештирилген наноцерий оксиди магний алюминат матрицасы сыяктуу үч түстүү фосфордордо жашыл порошоктун активаторлору катары колдонулат. оксид, алардын баары толкунданган абалда жашыл жарыкты чыгарат. 2. Magneto-оптикалык сактоо материалдары, Акыркы жылдары, нано-тербиум оксиди магнито-оптикалык материалдар изилденген жана иштелип чыккан. Tb-Fe аморфтук пленкасынан жасалган магнит-оптикалык диск компьютердик сактоо элементи катары колдонулат жана сактоо сыйымдуулугун 10 ~ 15 эсеге көбөйтүүгө болот. 3. Magneto-оптикалык айнек, Фарадей оптикалык активдүү айнек камтыган нанометр terbium кычкылы, Rotators, изоляторлор, annulators даярдоо үчүн негизги материал болуп саналат жана көп лазердик Technology.Nanometre terbium кычкылы nanometre dysprosium кычкылы колдонулат, негизинен, Sonar колдонулат, жана көп болуп калды. күйүүчү май куюу системасы, суюк клапанды башкаруу, микро-позициялоо, механикалык кыймылдаткыч, учак космостук телескоптун механизми жана канат жөнгө салгычы сыяктуу көптөгөн тармактарда колдонулат. Dy2O3 нано диспрозия оксидинин негизги колдонулушу: 1. Фосфордун активатору катары нано-диспрозийдин оксиди колдонулат, ал эми үч валенттүү нано-диспрозий оксиди бир люминесценттик борбору бар үч түстүү люминесценттүү материалдардын келечектүү активдештирүүчү иону болуп саналат. Ал негизинен эки эмиссия тилкелеринен турат, бири сары жарык эмиссиясы, экинчиси көк жарык эмиссиясы жана нано-диспрозий оксиди менен кошулган люминесценттүү материалдар tricolor phosphors.2 катары колдонулушу мүмкүн. Nanometer dysprosium кычкылы механикалык кыймылдын кээ бир так иш-аракеттерди ишке ашыра алат чоң магнитостриктивдүү эритме нано-тербиум оксиди жана нано-dysprosium оксиди менен Terfenol эритмесин даярдоо үчүн зарыл болгон металл чийки зат болуп саналат. 3. Nanometer dysprosium оксиди металл жогорку жазуу ылдамдыгы жана окуу сезгичтиги менен магнит-оптикалык сактоо материалы катары колдонулушу мүмкүн. 4. Нано dysprosium кычкылы чырак колдонулган нанометрдик dysprosium кычкылы lamp.The жумушчу зат даярдоо үчүн колдонулат жогорку жарыктык, жакшы түс, жогорку түс температурасы, кичинекей өлчөмү жана туруктуу жаасы артыкчылыктары бар нано dysprosium кычкылы болуп саналат, жана болуп калды кино жана басып чыгаруу үчүн жарык булагы катары колдонулат. 5. Нанометрдик диспрозия оксиди нейтрондук энергия спектрин өлчөө үчүн же атомдук энергетика тармагында нейтронду абсорбер катары колдонулат, анткени анын чоң нейтронду басып алуу кесилишинин аянты.

Хо _ 2О _ 3 Нанометр

Нано-голмий кычкылынын негизги колдонулушу төмөнкүдөй: 1. Металл галоген лампасынын кошумчасы катары металл галоген лампа жогорку басымдагы сымап лампасынын негизинде иштелип чыккан газ разряддуу лампасынын бир түрү болуп саналат жана анын мүнөздөмөсү болуп саналат. лампочка ар кандай сейрек кездешүүчү галогениддер менен толтурулганын. Азыркы учурда, сейрек кездешүүчү жер йодиддер, негизинен, газ discharges.The нано-холмий кычкылы чырак колдонулган жумушчу заттын ар кандай спектрдик сызыктарды чыгарат колдонулат, нано-холмий кычкылы йодид болуп саналат, ал арка зонасында жогорку металл атому концентрациясын ала алат, ошентип, радиациянын эффективдүүлүгүн кыйла жогорулатуу. 2. Nanometer holmium оксиди иттрий темир же иттрий алюминий гранат кошумча катары колдонулушу мүмкүн; 3. Nano-holmium кычкылы иттрий темир алюминий гранат катары колдонулушу мүмкүн (Ho: YAG), ал 2μm лазер чыгара алат, ал эми адам кыртышынын 2μm лазерге сиңирүү ылдамдыгы high.It Hd караганда дээрлик үч буйрук болуп саналат: YAG0. Ошондуктан, медициналык операция үчүн Ho: YAG лазерин колдонуп жатканда, ал операциянын натыйжалуулугун жана тактыгын гана жакшыртпастан, термикалык зыяндын аянтын кичирээк өлчөмдө азайта алат. Нано-холмиум оксидинин кристаллынан пайда болгон эркин нур майларды ашыкча жылуулук жаратпастан жок кыла алат, ошону менен дени сак ткандардын термикалык зыянын азайтат. Америка Кошмо Штаттарында глаукоманы нанометрдик гольмий кычкылынын лазери менен дарылоо ооруну басаңдата алат деп айтылат. хирургия. 4. magnetosttrictive эритмесинде Terfenol-D, нано-өлчөмдүү holmium кычкылы бир аз өлчөмдө да alloy.5 каныккан магниттештирүү үчүн зарыл болгон тышкы талааны азайтуу үчүн кошууга болот. Мындан тышкары, нано-холмий кычкылы кошулган оптикалык була, мисалы, оптикалык була лазерлери, оптикалык була күчөткүчтөр, оптикалык була сенсорлор, ж.б. сыяктуу оптикалык байланыш түзүлүштөрүн жасоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Ал бүгүнкү ылдам оптикалык була байланышында маанилүү ролду ойнойт.

Нанометр иттрий оксиди (Y2O3)

Наноиттрий кычкылынын негизги колдонулушу төмөнкүдөй: 1. Болот жана түстүү эритмелер үчүн кошумчалар. FeCr эритмесинде адатта 0,5% ~ 4% наноиттрий оксиди бар, ал бул дат баспас болоттордун кычкылданууга туруктуулугун жана ийкемдүүлүгүн жогорулата алат. MB26 эритмесинде нанометрдик иттрий оксидине бай аралаш сейрек кездешүүчү жерди тийиштүү өлчөмдө кошкондон кийин, эритменин комплекстүү касиеттери анык болгон. кечээ жакшыртылган, Ал учактын басым компоненттери үчүн кээ бир орто жана күчтүү алюминий эритмелерин алмаштыра алат; Al-Zr эритмесин нано иттрий оксиди сейрек кездешүүчү жердин бир аз өлчөмүн кошуу эритме өткөргүчтүгүн жакшыртат; Эритме Кытайдагы зым заводдорунун көбү тарабынан кабыл алынган. Нано-иттрий оксиди өткөргүчтүктү жана механикалык күчтү жакшыртуу үчүн жез эритмесинде кошулган. 2. 6% нано иттрий кычкылы жана 2% алюминий камтыган кремний нитриди керамикалык материал. Бул кыймылдаткыч бөлүктөрүн иштеп чыгуу үчүн колдонулушу мүмкүн. 3. Бургулоо, кесүү, ширетүү жана башка механикалык иштетүү 400 Уоттс кубаттуулугу менен нанонеодим оксиди алюминий гранат лазер нурун колдонуу менен ири өлчөмдөгү компоненттери боюнча жүзөгө ашырылат. 4. Y-Al гранат бир кристаллдан турган электрондук микроскоп экраны жогорку fluorescence жарыктык, чачыранды жарык аз жутуу, ошондой эле жакшы жогорку температура каршылык жана механикалык эскирүү каршылык бар.5. 90% нано гадолиний кычкылын камтыган жогорку нано иттрий кычкылынын структурасы эритмесин авиацияга жана тыгыздыгы аз жана жогорку эрүү температурасын талап кылган башка учурларда колдонсо болот. 6. 90% нано иттрий кычкылын камтыган жогорку температурадагы протон өткөргүч материалдар отун клеткаларын, электролиттик клеткаларды жана суутектин жогорку эригичтигин талап кылган газ сенсорлорун өндүрүү үчүн чоң мааниге ээ. Мындан тышкары, нано-иттрий кычкылы ошондой эле жогорку температурага чачыратууга туруктуу материал, атомдук реактордун күйүүчү майын эритүүчү, туруктуу магниттик материалдын кошумчасы жана электрондук өнөр жайда гетер катары колдонулат.

Жогоруда айтылгандардан тышкары, нано сейрек кездешүүчү жер оксиддери адамдын ден соолугун жана айлана-чөйрөнү коргоо үчүн кийим материалдарында да колдонулушу мүмкүн. Учурдагы изилдөө бөлүмдөрүнөн алардын бардыгынын белгилүү бир багыттары бар: ультра-көк нурларга каршы; Абанын булганышы жана ультра кызгылт көк нурлануу тери ооруларына жана тери рагына жакын болот; Булгануунун алдын алуу булгоочу заттардын кийимге жабышып калышын кыйындатат; Ал ошондой эле анти-жылуу keeping.Because булгаары картайган кыйын жана жаан-чачындуу күндөрдө көгөрүп кетүүгө абдан жакын болгон багыты боюнча изилденип жатат. Терини нано сейрек кездешүүчү церий кычкылы менен агартуу жолу менен жумшартса болот, ал картаюу жана көгөрүп кетүү оңой эмес жана кийүүгө ыңгайлуу. Акыркы жылдары, нано-каптоочу материалдар, ошондой эле нано-материалдар изилдөө борбору болуп саналат, жана негизги изилдөөлөр функционалдык каптоо багытталган. Америка Кошмо Штаттарында 80nm менен Y2O3 инфракызыл коргоочу coating.The жылуулук чагылдыруу натыйжалуулугун абдан жогору катары колдонсо болот. CeO2 жогорку сынуу көрсөткүчүнө жана жогорку туруктуулукка ээ. Каптоого нано сейрек кездешүүчү иттрий оксиди, нано лантан оксиди жана нано церий оксиди порошок кошулганда, сырткы дубал картаюуга туруштук бере алат, анткени сырткы дубалдын каптоосу оңой эле эскирип, кулап калат, анткени боёк күн нуруна жана ультра кызгылт көк нурларга дуушар болот. узак убакыт бою, жана ал церий кычкылын жана иттрий оксиди кошуп кийин ультрафиолет нурларына туруштук бере алат. Мындан тышкары, анын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү өтө кичинекей жана наноцерий кычкылы пластиктин картаюусунун алдын алуу үчүн колдонулушу күтүлгөн ультра кызгылт көк соргуч катары колдонулат. ультра кызгылт көк нурлануунун натыйжасында жасалган буюмдар, танктар, автомобильдер, кемелер, мунай сактоочу резервуарлар ж. Чаңдын кичинекей бөлүкчөлөрү болгондуктан, дубалга жабышып калуу оңой эмес. Жана суу менен сүртсө болот. Нано сейрек кездешүүчү жер оксиддерин мындан ары да изилдөө жана өнүктүрүү үчүн көптөгөн колдонуулар бар жана биз анын жаркын келечекке ээ болоруна чын жүрөктөн үмүттөнөбүз.