Нанометарски ретки земјени материјали, нова сила во индустриската револуција

Нанометарски ретки земјени материјали, нова сила во индустриската револуција

Нанотехнологијата е ново интердисциплинарно поле кое постепено се развива во доцните 1980-ти и раните 1990-ти. Бидејќи има голем потенцијал да создаде нови производствени процеси, нови материјали и нови производи, ќе предизвика нова индустриска револуција во новиот век. Сегашното ниво на развој на нанонауката и нанотехнологијата е слично на она на компјутерската и информатичката технологија во 1950-тите. Повеќето научници посветени на ова поле предвидуваат дека развојот на нанотехнологијата ќе има широко и далекусежно влијание врз многу аспекти на технологијата. Научниците веруваат дека има чудни својства и уникатни перформанси.Главните ефекти на затворање кои водат до чудните својства на нано-ретките земјени материјали се специфичен површински ефект, ефект на мала големина, ефект на интерфејс, ефект на транспарентност, ефект на тунел и макроскопски квантен ефект. Овие ефекти ги прават физичките својства на нано-системот различни од оние на конвенционалните материјали во светлина, електрична енергија, топлина и магнетизам, и претставуваат многу нови карактеристики. Во иднина, постојат три главни насоки за научниците за истражување и развој на нанотехнологијата: подготовка и примена на наноматеријали со одлични перформанси; Дизајн и подготовка на различни нано уреди и опрема; Откривање и анализа на својствата на нано-региони. Во моментов, нано-ретката земја главно ги има следните насоки за примена, а нејзината примена треба дополнително да се развива во иднина.

Нанометар лантан оксид (La2O3)

Нанометарски лантан оксид се нанесува на пиезоелектрични материјали, електротермални материјали, термоелектрични материјали, материјали со магнетоотпорност, луминисцентни материјали (син прашок), материјали за складирање на водород, оптичко стакло, ласерски материјали, разни легирани материјали, катализатори за подготовка на органски хемиски производи и катализатори за неутрализирање автомобилски издувни гасови и земјоделски филмови со лесна конверзија исто така се применуваат на нанометри лантан оксид.

Нанометар цериум оксид (CeO2)

Главните употреби на нано цериум оксидот се како што следува: 1. Како стаклен додаток, нано цериум оксидот може да ги апсорбира ултравиолетовите зраци и инфрацрвените зраци и се применува на стаклото на автомобилите. Не само што може да ги спречи ултравиолетовите зраци, туку и да ја намали температурата во внатрешноста на автомобилот, а со тоа да заштеди електрична енергија за климатизацијата. 2. Примената на нано цериум оксид во катализаторот за прочистување на издувните гасови од автомобилот може ефикасно да спречи испуштање на голема количина автомобилски издувен гас во воздухот.3. Нано-цериум оксидот може да се користи во пигменти за боење на пластиката, а исто така може да се користи и во индустријата за обложување, мастило и хартија. 4. Примената на нано цериум оксид во материјалите за полирање е широко препознаена како барање со висока прецизност за полирање на силиконски наполитанки и субстрати со еднокристал од сафир.5. Покрај тоа, нано цериум оксидот може да се примени и на материјали за складирање на водород, термоелектрични материјали, нано цериум оксид волфрам електроди, керамички кондензатори, пиезоелектрична керамика, нано цериум оксид силициум карбид абразиви, суровини за горивни ќелии, некои трајни магнетни катализатори, некои трајни магнетни катализатори на бензин, разни легирани челици и обоени метали итн.

Нанометар прасеодимиум оксид (Pr6O11)

Главните употреби на нанометарскиот прасеодимиум оксид се како што следува: 1. Широко се користи во градежната керамика и керамиката за секојдневна употреба. Може да се меша со керамичка глазура за да се добие обоена глазура, а може да се користи и како пигмент за долна глазура. Подготвениот пигмент е светло жолт со чист и елегантен тон. 2. Се користи за производство на постојани магнети и широко се користи во различни електронски уреди и мотори. 3. Се користи за нафтено каталитичко пукање. Активноста, селективноста и стабилноста на катализата може да се подобрат. 4. Нано-прасеодимиум оксид може да се користи и за абразивно полирање. Дополнително, примената на нанометарскиот прасеодимиум оксид во областа на оптичкото влакно е сè пообемна.

Нанометарски неодимиум оксид (Nd2O3)

Нанометарскиот неодимиум оксид стана жешка точка на пазарот многу години поради неговата единствена позиција во областа на ретките земји. Нано-неодимиум оксидот се применува и на обоени материјали. Додавањето 1,5% ~ 2,5% нано неодимиум оксид во магнезиум или легура на алуминиум може да ги подобри перформансите на висока температура, воздушната затегнатост и отпорноста на корозија на легурата, а широко се користи како воздушна материјал за авијација. Дополнително, нано итриумскиот алуминиумски гранат со нано неодимиум оксид произведува ласерски зрак со краток бран, кој е широко користен за заварување и сечење тенки материјали со дебелина под 10 mm во индустријата. На медицинската страна, Nano-YAG ласерот допиран со нано-Nd _ 2O _ 3 се користи за отстранување на хируршки рани или дезинфекција на рани наместо хируршки ножеви. Нанометарскиот неодимиум оксид се користи и за боење стакло и керамички материјали, гумени производи и адитиви.

Наночестички од самариум оксид (Sm2O3)

Главните употреби на самариум оксидот со нано големина се: самариум оксидот со нано големина е светложолт, кој се применува на керамички кондензатори и катализатори. Покрај тоа, самариум оксидот со нано големина има нуклеарни својства и може да се користи како структурен материјал, заштитен материјал и контролен материјал на реакторот за атомска енергија, така што огромната енергија генерирана од нуклеарната фисија може безбедно да се користи. Наночестичките од европиум оксид (Eu2O3) најмногу се користат во фосфорите. Eu3+ се користи како активатор на црвениот фосфор, а Eu2+ се користи како син фосфор. Y0O3:Eu3+ е најдобриот фосфор во прозрачна ефикасност, стабилност на облогата, трошоци за обновување итн., И широко се користи поради подобрувањето на прозрачната ефикасност и контрастот. Неодамна, нано-европиум оксидот се користи и како стимулирана емисија на фосфор за новиот систем за медицинска дијагноза на Х-зраци. контролни материјали, заштитни материјали и структурни материјали на атомските реактори. Ситната честичка гадолиниум европиум оксид (Y2O3:Eu3+) црвен фосфор беше подготвена со користење на нано итриум оксид (Y2O3) и нано европиум оксид (Eu2O3) како суровини. Кога се користеше за да се подготви тробојниот фосфор од ретка земја, беше откриено дека: (а) може добро и рамномерно да се меша со зелен прав и синиот прав; (б) Добри перформанси на обложување; (в) Бидејќи големината на честичките на црвениот прав е мала, специфичната површина се зголемува и бројот на луминисцентните честички се зголемува, количината на црвен прав во тробојните фосфори од ретка земја може да се намали, што резултира со пониска цена.

Наночестички од гадолиниум оксид (Gd2O3)

Нејзините главни употреби се како што следува: 1. Неговиот парамагнетен комплекс растворлив во вода може да го подобри сигналот за снимање NMR на човечкото тело во медицинскиот третман. 2. Основниот сулфур оксид може да се користи како матрична решетка на цевката за осцилоскоп и екран на рендген со посебна осветленост. 3. Нано-гадолиниум оксидот во нано-гадолиниум галиум гранат е идеален единствен супстрат за меморија на магнетни меурчиња. 4. Кога нема ограничување на циклусот Camot, може да се користи како цврст магнетен медиум за ладење. 5. Се користи како инхибитор за контрола на нивото на верижна реакција на нуклеарните централи за да се осигури безбедноста на нуклеарните реакции. Покрај тоа, употребата на нано-гадолиниум оксид и нано-лантан оксид е корисна за промена на регионот на витрификација и подобрување на термичката стабилност на стаклото. Нано гадолиниум оксидот може да се користи и за производство на кондензатори и екрани за засилување на рендген.

Наночестички од тербиум оксид (Tb4O7)

Главните полиња за примена се како што следува: 1. Фосфорите се користат како активатори на зелениот прав во тробојните фосфори, како што е фосфатна матрица активирана со нано тербиум оксид, силикатна матрица активирана со нано тербиум оксид и нано цериум оксид магнезиум алуминат тенокс оксид, кој сите испуштаат зелено светло во возбудена состојба. 2. Магнето-оптички материјали за складирање, Во последниве години, магнето-оптичките материјали од нано-тербиум оксид се истражувани и развиени. Магнето-оптичкиот диск направен од аморфен филм Tb-Fe се користи како елемент за складирање на компјутерот, а капацитетот за складирање може да се зголеми за 10~15 пати. 3. Магнето-оптичко стакло, Фарадеј оптички активно стакло што содржи нанометарски тербиум оксид, е клучен материјал за правење ротатори, изолатори, анулатори и широко се користи во ласерската технологија. се користи во многу области, како што се систем за вбризгување гориво, контрола на течни вентили, микро-позиционирање, механички актуатор, механизам и регулатор на крилата на вселенскиот телескоп на авионот.

Нано диспрозиум оксид Dy2O3

Главните употреби на Dy2O3 нано диспрозиум оксидот се:1. Нано-диспрозиум оксидот се користи како активатор на фосфорот, а тривалентен нано-диспрозиум оксид е ветувачки активирачки јон на тробојни луминисцентни материјали со еден луминисцентен центар. Главно се состои од две емисиони ленти, едната е емисија на жолта светлина, другата е емисија на сина светлина, а луминисцентните материјали допирани со нано-диспрозиум оксид може да се користат како тробојни фосфори.2. Нанометарскиот диспрозиум оксид е неопходна метална суровина за подготовка на легура на Терфенол со голема магнетостриктивна легура нано-тербиум оксид и нано-диспрозиум оксид, која може да реализира некои прецизни активности на механичко движење. 3. Нанометарскиот метал од диспрозиум оксид може да се користи како магнето-оптички материјал за складирање со голема брзина на снимање и чувствителност на читање. 4. Се користи за подготовка на нанометарска ламба со диспрозиум оксид. Работната супстанција што се користи во ламбата со нано диспрозиум оксид е нано диспрозиум оксид, кој има предности на висока осветленост, добра боја, висока температура на бојата, мала големина и стабилен лак, и е се користи како извор на осветлување за филм и печатење. 5. Нанометарскиот диспрозиум оксид се користи за мерење на енергетскиот спектар на неутрони или како апсорбер на неутрони во индустријата за атомска енергија поради неговата голема површина на пресек за зафаќање на неутрони.

Ho2O3 Нанометар

Главните употреби на нанохолмиум оксидот се следните: 1. Како додаток на метална халогена светилка, металната халогена светилка е еден вид светилка за празнење гас, која се развива врз основа на жива светилка под висок притисок, а нејзината карактеристика е дека сијалицата е исполнета со разни ретки земјени халиди. Во моментов, главно се користат јодиди од ретки земји, кои испуштаат различни спектрални линии при испуштање гас. Работната супстанција што се користи во ламбата со нанохолмиум оксид е нанохолмиум оксид јодид, кој може да добие поголема концентрација на метален атом во зоната на лакот, на тој начин значително ја подобрува ефикасноста на зрачењето. 2. Нанометарскиот холмиум оксид може да се користи како додаток на итриум железо или итриум алуминиумски гранат; 3. Нанохолмиум оксидот може да се користи како итриум железен алуминиумски гранат (Ho:YAG), кој може да емитува 2μm ласер, а стапката на апсорпција на човечкото ткиво до 2μm ласер е висока. Тоа е речиси три реда на големина повисока од Hd: YAG0. Затоа, кога се користи Ho:YAG ласерот за медицинска операција, не само што може да ја подобри ефикасноста и точноста на операцијата, туку и да ја намали површината на термичкото оштетување на помала големина. Слободниот зрак генериран од кристалот од нано холмиум оксид може да ги елиминира мастите без да генерира прекумерна топлина, а со тоа да го намали термичкото оштетување предизвикано од здравите ткива. Се известува дека третманот на глауком со нанометарски ласер со холмиум оксид во САД може да ја намали болката кај операција. 4. Во магнетостриктивната легура Terfenol-D, може да се додаде и мала количина на холмиум оксид со нано големина за да се намали надворешното поле потребно за сатурационата магнетизација на легурата.5. Дополнително, оптичките влакна допирани со нанохолмиум оксид може да се користат за производство на уреди за оптички комуникациски уреди како што се ласери со оптички влакна, засилувачи на оптички влакна, сензори за оптички влакна итн. Тоа ќе игра поважна улога во денешната брза комуникација со оптички влакна.

Нано ербиум (III) оксид

Главните употреби се:

1. Емисијата на светлина на нанометарскиот ербиум(III) оксид на 1550 nm е од посебно значење, бидејќи оваа бранова должина е токму минималната загуба на оптичкото влакно на оптичката комуникација. Откако ќе биде возбуден од светлината на 980nm и 1480nm, нанометарскиот јон на ербиум(III) оксид преминува од основната состојба 4115/2 во високоенергетската состојба 4113/2. Кога Er3+ во високоенергетската состојба преминува назад во основната состојба, емитира светлина од 1550 nm бранова должина. Кварцното влакно може да пренесува светлина со различни бранови должини, меѓутоа, различните стапки на оптичко слабеење варираат, при што фреквентниот опсег од 1550 nm има најниска стапка на оптичко слабеење (0,15 децибели на километар) во преносот на кварцните влакна, што е речиси долната граница на слабеење. Затоа, кога комуникацијата со оптички влакна се користи како сигнално светло на 1550 nm, загубата на светлина е минимизирана. На овој начин, доколку соодветната концентрација на нано ербиум(III) оксид се допингува во соодветната матрица, засилувачот може да ја надомести загубата во системот за комуникација според ласерскиот принцип. Затоа, во телекомуникациската мрежа која треба да го засили оптичкиот сигнал од 1550 nm, засилувачот со нано Ербиум(III) оксид допирани влакна е незаменлив оптички уред. Во моментов, комерцијализиран е засилувач со силициум влакна со нано ербиум (III) оксид. Се известува дека за да се избегне бескорисна апсорпција, количината на допинг на нано ербиум(III) оксид во влакното е десетици до стотици ppm. Брзиот развој на комуникацијата со оптички влакна ќе отвори ново поле за примена на нано ербиум (III) оксид.

2. Ласерскиот кристал допингуван со нанометарски ербиум (III) оксид и неговиот ласер од 1730 nm и ласерски излез од 1550 nm се безбедни за човечките очи, имаат добри перформанси на атмосферски пренос, имаат силна способност за пенетрација на чад на бојното поле, добра доверливост, не е лесно да се биде откриени од непријателот и имаат голем контраст при осветлување на воени цели. Пренослив ласерски далечина е направен за воена употреба, кој е безбеден за човечките очи.

3. Нанометарскиот ербиум(III) оксид може да се додаде во стаклото за да се направи ласерски материјал од ретка земја стакло, кој е цврст ласерски материјал со најголема излезна пулсна енергија и најголема излезна моќ во моментов.

4. Нанометарскиот ербиум(III) оксид може да се користи и како јон за активирање на ласерски материјали за конверзија на ретка земја нагоре.

5. Нанометарскиот ербиум(III) оксид може да се користи и за обезбојување и боење на очила и кристално стакло.

Нанометарски итриум оксид (Y2O3)

Главните употреби на нано итриум оксидот се како што следува: 1. Адитиви за челик и обоени легури. Легурата FeCr обично содржи 0,5% ~ 4% нано итриум оксид, што може да ја подобри отпорноста на оксидација и еластичноста на овие нерѓосувачки челици По додавањето соодветна количина на мешана ретка земја богата со нанометарски итриум оксид во легурата MB26, сеопфатните својства на легурата беа очигледно подобрена вчера, може да замени некои средни и силни алуминиумски легури за напрегнатите компоненти на авионот; Додавањето мала количина на нано итриум оксид ретка земја во легура Al-Zr може да ја подобри спроводливоста на легурата; Легурата е усвоена од повеќето фабрики за жици во Кина. Нано-итриум оксид беше додаден во бакарна легура за да се подобри спроводливоста и механичката сила. 2. Керамички материјал од силициум нитрид кој содржи 6% нано итриум оксид и 2% алуминиум. Може да се користи за развој на делови од моторот. 3. Дупчењето, сечењето, заварувањето и другата механичка обработка се вршат на компоненти од големи размери со користење на нано неодимиум оксид алуминиумски гранат ласерски зрак со моќност од 400 вати. 4. Екранот со електронски микроскоп составен од еднокристал од гранат Y-Al има висока осветленост на флуоресценција, мала апсорпција на расфрлана светлина и добра отпорност на висока температура и механичка отпорност на абење.5. Структурна легура со висока нано итриум оксид која содржи 90% нано гадолиниум оксид може да се примени во авијација и други прилики за кои е потребна мала густина и висока точка на топење. 6. Високотемпературните протонски спроводливи материјали кои содржат 90% нано итриум оксид се од големо значење за производството на горивни ќелии, електролитски ќелии и сензори за гас за кои е потребна висока растворливост во водород. Дополнително, нано-итриум оксидот се користи и како материјал отпорен на прскање на висока температура, разредувач на горивото на атомскиот реактор, додаток на материјалот со постојан магнет и добиватер во електронската индустрија.

Покрај горенаведеното, нано оксидите на ретки земји може да се користат и во материјали за облека за грижа за здравјето на луѓето и заштита на животната средина. Од сегашните истражувачки единици, сите тие имаат одредени насоки: анти-ултравиолетово зрачење; Загадувањето на воздухот и ултравиолетовото зрачење се склони кон кожни болести и рак на кожата; Спречувањето на загадувањето го отежнува прилепувањето на загадувачите на облеката; Исто така, се изучува во насока на чување против топлото. Кожата може да се омекне со белење со нано цериум оксид од ретка земја, кој не е лесен за стареење и мувла, а удобно е да се носи. Во последниве години, материјалите за нано обложување се исто така во фокусот на истражувањето на нано-материјалите, а главното истражување се фокусира на функционалните облоги. Y2O3 со 80nm во САД може да се користи како инфрацрвена заштитна обвивка. Ефикасноста на рефлектирачката топлина е многу висока. CeO2 има висок индекс на рефракција и висока стабилност. Кога на облогата се додаваат нано ретки земјени итриум оксид, нано лантан оксид и нано цериум оксид во прав, надворешниот ѕид може да се спротивстави на стареењето, бидејќи надворешниот ѕид лесно се старее и паѓа бидејќи бојата е изложена на сончева светлина и ултравиолетови зраци долго време и може да се спротивстави на ултравиолетовите зраци по додавање на цериум оксид и итриум оксид. Покрај тоа, големината на нејзините честички е многу мала, а нано цериум оксидот се користи како апсорбер на ултравиолетови зраци, кој се очекува да се користи за спречување на стареење на пластични производи поради ултравиолетово зрачење, резервоари, автомобили, бродови, резервоари за складирање нафта итн. ., што најдобро може да ги заштити надворешните големи билборди и да спречи појава на мувла, влага и загадување за внатрешни ѕидни облоги. Поради својата мала големина на честички, прашината не е лесно да се залепи на ѕидот. И може да се исчисти со вода. Сè уште има многу употреби на нано оксидите на ретки земји кои треба дополнително да се истражуваат и развиваат, и искрено се надеваме дека ќе има поблескава иднина.