Nanometer sjeldne jordmaterialer, en ny kraft i den industrielle revolusjonen

Nanoteknologi er et nytt tverrfaglig felt gradvis utviklet på slutten av 1980-tallet og begynnelsen av 1990-tallet. Fordi det har et stort potensial til å skape nye produksjonsprosesser, nye materialer og nye produkter, vil det sette i gang en ny industriell revolusjon i det nye århundret. Det nåværende utviklingsnivået for nanovitenskap og nanoteknologi ligner det for data- og informasjonsteknologi på 1950-tallet. De fleste forskere som er engasjert i dette feltet spår at utviklingen av nanoteknologi vil ha en bred og vidtrekkende innvirkning på mange aspekter av teknologien. Forskere mener at det har merkelige egenskaper og unik ytelse. De viktigste innesperringseffektene som fører til de merkelige egenskapene til nanomaterialer med sjeldne jordartsmetaller er spesifikk overflateeffekt, liten størrelseseffekt, grensesnitteffekt, transparenseffekt, tunneleffekt og makroskopisk kvanteeffekt. Disse effektene gjør de fysiske egenskapene til nanosystemet forskjellige fra de til konvensjonelle materialer i lys, elektrisitet, varme og magnetisme, og presenterer mange nye funksjoner. I fremtiden er det tre hovedretninger for forskere å forske på og utvikle nanoteknologi: forberedelse og anvendelse av nanomaterialer med utmerket ytelse; Design og klargjør ulike nano-enheter og utstyr; Å oppdage og analysere egenskapene til nanoregioner. For tiden har nano sjeldne jordarter hovedsakelig følgende bruksanvisninger, og bruken må videreutvikles i fremtiden.

Nanometer lantanoksid (La2O3)

Nanometer lantanoksid brukes på piezoelektriske materialer, elektrotermiske materialer, termoelektriske materialer, magnetobestandige materialer, luminescerende materialer (blått pulver), hydrogenlagringsmaterialer, optisk glass, lasermaterialer, ulike legeringsmaterialer, katalysatorer for fremstilling av organiske kjemiske produkter og katalysatorer for nøytralisering bileksos og landbruksfilmer med lyskonvertering brukes også på nanometer lantanoksid.

Nanometer ceriumoksid (CeO2)

De viktigste bruksområdene for nanoceriumoksid er som følger: 1. Som glasstilsetning kan nanoceriumoksid absorbere ultrafiolette stråler og infrarøde stråler, og har blitt brukt på bilglass. Det kan ikke bare forhindre ultrafiolette stråler, men også redusere temperaturen inne i bilen, og dermed spare strøm til klimaanlegg. 2. Anvendelsen av nanoceriumoksid i bileksosrensekatalysator kan effektivt forhindre at en stor mengde bileksosgass slippes ut i luften.3. Nano-ceriumoksid kan brukes i pigment for å farge plast, og kan også brukes i malings-, blekk- og papirindustrien. 4. Anvendelsen av nanoceriumoksid i poleringsmaterialer har blitt anerkjent som et høypresisjonskrav for polering av silisiumskiver og safir-enkrystallsubstrater.5. I tillegg kan nanoceriumoksid også brukes på hydrogenlagringsmaterialer, termoelektriske materialer, nanoceriumoksidwolframelektroder, keramiske kondensatorer, piezoelektrisk keramikk, nanoceriumoksid silisiumkarbidslipemidler, brenselcelleråmaterialer, bensinkatalysatorer, noen permanente magnetiske materialer, ulike legeringsstål og ikke-jernholdige metaller, etc.

Nanometeret praseodymoksid (Pr6O11)

De viktigste bruksområdene for nanometer praseodymoksid er som følger: 1. Det er mye brukt i byggekeramikk og keramikk til daglig bruk. Den kan blandes med keramisk glasur for å lage farget glasur, og kan også brukes som underglasurpigment alene. Det tilberedte pigmentet er lysegult med ren og elegant tone. 2. Den brukes til å produsere permanente magneter og er mye brukt i ulike elektroniske enheter og motorer. 3. Den brukes til petroleumskatalytisk cracking. Aktiviteten, selektiviteten og stabiliteten til katalyse kan forbedres. 4. Nano-praseodymoksid kan også brukes til slipende polering. I tillegg er bruken av nanometer praseodymoksid innen optisk fiber mer og mer omfattende. Nanometer neodymoksid (Nd2O3) Nanometer neodymoksid har blitt et hot spot på markedet i mange år på grunn av sin unike posisjon innen sjeldne jordarter. Nano-neodymoksid brukes også på ikke-jernholdige materialer. Å legge til 1,5% ~ 2,5% nano-neodymoksid i magnesium eller aluminiumslegering kan forbedre høytemperaturytelsen, lufttettheten og korrosjonsbestandigheten til legeringen, og den er mye brukt som romfart materiale for luftfart. I tillegg produserer nano yttrium aluminium granat dopet med nano neodymoksid kortbølget laserstråle, som er mye brukt for sveising og kutting av tynne materialer med tykkelse under 10 mm i industrien. På den medisinske siden brukes Nano-YAG-laser dopet med nano-Nd _ 2O _ 3 til å fjerne operasjonssår eller desinfisere sår i stedet for operasjonskniver. Nanometer neodymoksid brukes også til farging av glass og keramiske materialer, gummiprodukter og tilsetningsstoffer.

Samariumoksid nanopartikler (Sm2O3)

De viktigste bruksområdene for samariumoksid i nanostørrelse er: samariumoksid i nanostørrelse er lysegult, som påføres keramiske kondensatorer og katalysatorer. I tillegg har samariumoksyd i nanostørrelse kjernefysiske egenskaper, og kan brukes som strukturelt materiale, skjermingsmateriale og kontrollmateriale i atomenergireaktorer, slik at den enorme energien som genereres av kjernefysisk fisjon kan brukes trygt. Europium oksid nanopartikler (Eu2O3) brukes mest i fosfor. Eu3+ brukes som aktivator av rød fosfor, og Eu2+ brukes som blå fosfor. Y0O3: Eu3+ er den beste fosforen i lyseffektivitet, beleggstabilitet, gjenvinningskostnader, etc., og den blir mye brukt på grunn av forbedringen av lyseffektivitet og kontrast. Nylig er nano-europiumoksid også brukt som stimulert emisjonsfosfor for nytt medisinsk røntgendiagnosesystem. Nano-europiumoksid kan også brukes til produksjon av fargede linser og optiske filtre, for magnetiske boblelagringsenheter, og kan også vise sine talenter innen kontrollmaterialer, skjermingsmaterialer og konstruksjonsmaterialer til atomreaktorer. Den fine partikkelen gadolinium europium oksid (Y2O3:Eu3+) rød fosfor ble fremstilt ved å bruke nano yttrium oksid (Y2O3) og nano europium oksid (Eu2O3) som råmaterialer. Når det ble brukt til å fremstille sjeldne jordartsmetaller tricolor fosfor, ble det funnet at: (a) kan blandes godt og jevnt med grønt pulver og blått pulver; (b) God beleggytelse; (c) Fordi partikkelstørrelsen til rødt pulver er liten, det spesifikke overflatearealet øker og antallet luminescerende partikler øker, kan mengden rødt pulver i sjeldne jordartsmetaller tricolor-fosfor reduseres, noe som resulterer i lavere kostnader.

Gadoliniumoksid nanopartikler (Gd2O3)

Dens hovedbruk er som følger: 1. Dets vannløselige paramagnetiske kompleks kan forbedre NMR-bildesignalet til menneskekroppen i medisinsk behandling. 2. Base svoveloksid kan brukes som matrisegitter av oscilloskoprør og røntgenskjerm med spesiell lysstyrke. 3. Nano-gadolinium oksid i nano-gadolinium gallium granat er et ideelt enkelt substrat for magnetisk bobleminne. 4. Når det ikke er noen Camot-syklusgrense, kan den brukes som fast magnetisk kjølemedium. 5. Den brukes som en inhibitor for å kontrollere kjedereaksjonsnivået til kjernekraftverk for å sikre sikkerheten til kjernefysiske reaksjoner. I tillegg er bruken av nano-gadoliniumoksid og nano-lantanoksid nyttig for å endre forglasningsområdet og forbedre den termiske stabiliteten til glass. Nano-gadoliniumoksidet kan også brukes til produksjon av kondensatorer og røntgenforsterkende skjermer. For tiden gjør verden store anstrengelser for å utvikle bruken av nano-gadoliniumoksid og dets legeringer i magnetisk kjøling, og har gjort banebrytende fremskritt

Terbiumoksid nanopartikler (Tb4O7)

De viktigste bruksområdene er som følger: 1. Fosforer brukes som aktivatorer av grønt pulver i trefarget fosfor, slik som fosfatmatrise aktivert av nanoterbiumoksid, silikatmatrise aktivert av nanoterbiumoksid og nanoceriumoksid magnesiumaluminatmatrise aktivert av nanoterbium oksid, som alle avgir grønt lys i eksitert tilstand. 2. Magneto-optiske lagringsmaterialer, I de siste årene har nano-terbiumoksid magneto-optiske materialer blitt forsket på og utviklet. Den magneto-optiske disken laget av Tb-Fe amorf film brukes som datamaskinlagringselement, og lagringskapasiteten kan økes med 10 ~ 15 ganger. 3. Magneto-optisk glass, Faraday optisk aktivt glass som inneholder nanometer terbiumoksid, er et nøkkelmateriale for å lage rotatorer, isolatorer, annulatorer og mye brukt i laserteknologi.Nanometer terbiumoksid nanometer dysprosiumoksid brukes hovedsakelig i ekkolodd, og har vært mye brukt i ekkolodd. brukes i mange felt, for eksempel drivstoffinnsprøytningssystem, væskeventilkontroll, mikroposisjonering, mekanisk aktuator, mekanisme og vingeregulator til flyromteleskop. De viktigste bruksområdene for Dy2O3 nano-dysprosiumoksid er: 1. Nano-dysprosiumoksid brukes som aktivator av fosfor, og trivalent nano-dysprosiumoksid er et lovende aktiverende ion av trefargede selvlysende materialer med enkelt selvlysende senter. Den består hovedsakelig av to emisjonsbånd, det ene er gult lys, det andre er blått lys, og selvlysende materialer dopet med nano-dysprosium oksid kan brukes som tricolor fosfor.2. Nanometer dysprosiumoksid er et nødvendig metallråmateriale for å forberede Terfenol-legering med stor magnetostriktiv legering nano-terbiumoksid og nano-dysprosiumoksid, som kan realisere noen presise aktiviteter for mekanisk bevegelse. 3. Nanometer dysprosiumoksidmetall kan brukes som magneto-optisk lagringsmateriale med høy opptakshastighet og lesefølsomhet. 4. Brukes til fremstilling av nanometer dysprosium oksid lampe. Arbeidsstoffet som brukes i nano dysprosium oksid lampe er nano dysprosium oksid, som har fordelene med høy lysstyrke, god farge, høy fargetemperatur, liten størrelse og stabil lysbue, og har vært brukes som lyskilde for film og trykk. 5. Nanometer dysprosiumoksid brukes til å måle nøytronenergispektrum eller som nøytronabsorber i atomenergiindustrien på grunn av dets store nøytronfangst-tverrsnittsareal.

Ho _ 2O _ 3 Nanometer

De viktigste bruksområdene for nano-holmiumoksid er som følger: 1. Som et tilsetningsstoff til metallhalogenlampe er metallhalogenlampe en slags gassutladningslampe, som er utviklet på grunnlag av høytrykks kvikksølvlampe, og dens karakteristikk er at pæren er fylt med forskjellige sjeldne jordartshalider. For tiden brukes hovedsakelig jodider av sjeldne jordarter, som avgir forskjellige spektrallinjer ved gassutladning. Arbeidsstoffet som brukes i nano-holmiumoksidlampen er nano-holmiumoksidjodid, som kan oppnå høyere metallatomkonsentrasjon i buesonen, dermed betraktelig forbedre strålingseffektiviteten. 2. Nanometer holmiumoksid kan brukes som tilsetning av yttriumjern eller yttriumaluminiumgranat; 3. Nano-holmiumoksid kan brukes som yttriumjernaluminiumgranat (Ho:YAG), som kan avgi 2μm laser, og absorpsjonshastigheten av menneskelig vev til 2μm laser er høy.Det er nesten tre størrelsesordener høyere enn Hd: YAG0. Derfor, når du bruker Ho:YAG-laser for medisinsk drift, kan det ikke bare forbedre operasjonseffektiviteten og nøyaktigheten, men også redusere det termiske skadeområdet til en mindre størrelse. Den frie strålen som genereres av nano-holmiumoksidkrystallen kan eliminere fett uten å generere overdreven varme, og dermed redusere den termiske skaden forårsaket av sunt vev. Det er rapportert at behandling av glaukom med nanometer holmiumoksidlaser i USA kan redusere smertene ved kirurgi. 4. I magnetostriktiv legering Terfenol-D kan en liten mengde holmiumoksyd i nanostørrelse også tilsettes for å redusere det ytre feltet som kreves for metningsmagnetisering av legeringen.5. I tillegg kan optisk fiber dopet med nano-holmiumoksid brukes til å lage optiske kommunikasjonsenheter som optiske fiberlasere, optiske fiberforsterkere, optiske fibersensorer osv. Det vil spille en viktigere rolle i dagens raske optiske fiberkommunikasjon.

Nanometer yttriumoksid (Y2O3)

De viktigste bruksområdene for nano-yttriumoksid er som følger: 1. Tilsetningsstoffer for stål og ikke-jernholdige legeringer. FeCr-legering inneholder vanligvis 0,5% ~ 4% nano-yttriumoksid, som kan forbedre oksidasjonsmotstanden og duktiliteten til disse rustfrie stålene Etter å ha tilsatt riktig mengde blandet sjeldne jordarter rik på nanometer yttriumoksid i MB26-legeringen, var de omfattende egenskapene til legeringen åpenbart forbedret i går,Den kan erstatte noen middels og sterke aluminiumslegeringer for de belastede komponentene i fly; Tilsetning av en liten mengde nano-yttriumoksid sjeldne jordarter i Al-Zr-legering kan forbedre ledningsevnen til legeringen; Legeringen har blitt tatt i bruk av de fleste trådfabrikker i Kina. Nano-yttriumoksid ble tilsatt i kobberlegering for å forbedre ledningsevne og mekanisk styrke. 2. Silisiumnitrid keramisk materiale som inneholder 6 % nano yttriumoksid og 2 % aluminium. Det kan brukes til å utvikle motordeler. 3. Boring, skjæring, sveising og annen mekanisk prosessering utføres på komponenter i stor skala ved bruk av nano-neodymiumoksid aluminium granat laserstråle med effekt på 400 watt. 4. Elektronmikroskopskjermen sammensatt av Y-Al granat enkrystall har høy fluorescenslysstyrke, lav absorpsjon av spredt lys, og god motstand mot høye temperaturer og mekanisk slitestyrke.5. Legering med høy nano yttriumoksidstruktur som inneholder 90 % nanogadoliniumoksid kan brukes til luftfart og andre anledninger som krever lav tetthet og høyt smeltepunkt. 6. Høytemperatur protonledende materialer som inneholder 90 % nano yttriumoksid er av stor betydning for produksjon av brenselceller, elektrolyseceller og gasssensorer som krever høy hydrogenløselighet. I tillegg brukes nano-yttriumoksid også som høytemperatur sprøytebestandig materiale, fortynningsmiddel av atomreaktorbrensel, additiv av permanentmagnetmateriale og getter i elektronisk industri.

I tillegg til det ovennevnte, kan nano-oksider av sjeldne jordarter også brukes i klesmaterialer for menneskers helsevesen og miljøvern. Fra de nåværende forskningsenhetene har de alle visse retninger: anti-ultrafiolett stråling; Luftforurensning og ultrafiolett stråling er utsatt for hudsykdommer og hudkreft; Forurensningsforebygging gjør det vanskelig for forurensninger å feste seg til klær; Det studeres også i retning av å holde seg mot varme. Fordi skinn er hardt og lett å eldes, er det mest utsatt for mugg i regnværsdager. Læret kan mykgjøres ved å bleke med nano sjeldne jordarter ceriumoksid, som ikke er lett å eldes og mugg, og det er behagelig å ha på. De siste årene har nanobeleggmaterialer også vært i fokus for forskning på nanomaterialer, og hovedforskningen fokuserer på funksjonelle belegg. Y2O3 med 80nm i USA kan brukes som infrarødt skjermingsbelegg. Effektiviteten til å reflektere varme er svært høy. CeO2 har høy brytningsindeks og høy stabilitet. Når nano sjeldne jordarters yttriumoksid, nanolantanoksid og nanoceriumoksidpulver tilsettes belegget, kan ytterveggen motstå aldring, fordi ytterveggbelegget er lett å eldes og falle av fordi malingen blir utsatt for sollys og ultrafiolette stråler i lang tid, og den kan motstå ultrafiolette stråler etter tilsetning av ceriumoksid og yttriumoksid. Dessuten er partikkelen dens størrelsen er veldig liten, og nanoceriumoksid brukes som ultrafiolett absorber, som forventes å bli brukt for å forhindre aldring av plastprodukter på grunn av ultrafiolett bestråling, tanker, biler, skip, oljelagringstanker, etc., som best kan beskytte utendørs store reklametavler og hindre mugg, fuktighet og forurensning for innvendige veggbelegg. På grunn av den lille partikkelstørrelsen er det ikke lett å feste støv til veggen. Og kan skrubbes med vann. Det er fortsatt mange bruksområder for nano-oksider av sjeldne jordarter som skal forskes videre på og utvikles, og vi håper inderlig at det vil ha en mer strålende fremtid.