Sjeldne jordens nanomaterialer sjeldne jordelementer har unik 4F sublag elektronisk struktur, stort atom magnetisk moment, sterk spinnbane -kobling og andre egenskaper, noe som resulterer i veldig rike optiske, elektriske, magnetiske og andre egenskaper. De er uunnværlige strategiske materialer for land rundt om i verden for å transformere tradisjonelle næringer og utvikle høyteknologisk, og er kjent som "Treasure House of New Materials".
I tillegg til bruksområdene sine på tradisjonelle felt som metallurgiske maskiner, petrokjemikalier, glass keramikk og lette tekstiler,Sjeldne jordarterer også viktige støttende materialer i nye felt som ren energi, store kjøretøyer, nye energikjøretøyer, halvlederbelysning og nye skjermer, nært knyttet til menneskeliv.
Etter flere tiår med utvikling, har fokuset for sjelden jordrelatert forskning tilsvarende skiftet fra smelte og separasjon av enkelt høye renhet sjeldne jordarter til høyteknologiske anvendelser av sjeldne jordarter i magnetisme, optikk, elektrisitet, energilagring, katalyse, biomedisin og andre felt. På den ene siden er det en større trend mot sjeldne jordkomposittmaterialer i materialsystemet; På den annen side er det mer fokusert på lavdimensjonale funksjonelle krystallmaterialer når det gjelder morfologi. Spesielt med utviklingen av moderne nanovitenskap, som kombinerer små størrelseseffekter, kvanteeffekter, overflateeffekter og grensesnittffekter av nanomaterialer med de unike elektroniske lagstrukturens egenskaper til sjeldne jordelementer, viser sjeldne jordens nanomaterialer mange nye egenskaper som er forskjellige fra tradisjonelle materialer, maksimerer den utmerkede ytelsen til sjeldne jordmaterialer, og utvider dens anvendelse i feltet av tradisjonelle materialer og ny høytekmateriale.
For tiden er det hovedsakelig følgende svært lovende sjeldne jordnanomaterialer, nemlig sjeldne jordens nano selvlysende materialer, sjeldne jordens nano katalytiske materialer, sjeldne jordens nano magnetiske materialer,Nano ceriumoksidUltraviolett skjermingsmaterialer og andre Nano -funksjonelle materialer.
Nr.1Sjeldne jord nano selvlysende materialer
01. Sjelden jord organisk-uorganisk hybrid selvlysende nanomaterialer
Sammensatte materialer kombinerer forskjellige funksjonelle enheter på molekylnivå for å oppnå komplementære og optimaliserte funksjoner. Organisk uorganisk hybridmateriale har funksjonene til organiske og uorganiske komponenter, og viser god mekanisk stabilitet, fleksibilitet, termisk stabilitet og utmerket prosessbarhet.
Sjelden jordKomplekser har mange fordeler, for eksempel høy fargens renhet, lang levetid av begeistret tilstand, høyt kvanteutbytte og rike emisjonsspektrumlinjer. De er mye brukt på mange felt, for eksempel display, optisk bølgelederforsterkning, solid-state-lasere, biomarkør og anti-kontraftende. Imidlertid hindrer den lave fototermiske stabiliteten og den dårlige prosessabiliteten til sjeldne jordkomplekser deres anvendelse og promotering. Å kombinere sjeldne jordkomplekser med uorganiske matriser med gode mekaniske egenskaper og stabilitet er en effektiv måte å forbedre de selvlysende egenskapene til sjeldne jordkomplekser.
Siden utviklingen av sjeldne jordiske organiske uorganiske hybridmaterialer, viser deres utviklingstrender følgende egenskaper:
① Hybridmaterialet oppnådd ved kjemisk dopingmetode har stabile aktive komponenter, høy dopingmengde og ensartet fordeling av komponenter;
② Transformasjon fra enkeltfunksjonelle materialer til multifunksjonelle materialer, utvikle multifunksjonelle materialer for å gjøre applikasjonene deres mer omfattende;
③ Matrisen er mangfoldig, fra først og fremst silika til forskjellige underlag som titandioksid, organiske polymerer, leire og ioniske væsker.
02. Hvit LED sjeldent jordens selvlysende materiale
Sammenlignet med eksisterende belysningsteknologier, har halvlederbelysningsprodukter som lysemitterende dioder (LED) fordeler som lang levetid, lavt energiforbruk, høy lysende effektivitet, kvikksølvfri, UV-gratis og stabil drift. De regnes som "fjerde generasjon lyskilde" etter glødelamper, lysstoffrør og høy styrke gassutladningslamper (HIDS).
Hvit LED er sammensatt av brikker, underlag, fosfor og sjåfører. Sjelden jordens lysstoffrør spiller en avgjørende rolle i utførelsen av hvit LED. De siste årene har det blitt utført en stor mengde forskningsarbeid på hvite LED -fosfor og utmerkede fremskritt er gjort:
① Utviklingen av en ny type fosfor som er begeistret av blå LED (460M) har utført doping- og modifiseringsforskning på YAO2CE (YAG: CE) brukt i blå LED -brikker for å forbedre lyseffektivitet og fargegjengivelse;
② Utviklingen av nye fluorescerende pulver som er begeistret av ultrafiolett lys (400 m) eller ultrafiolett lys (360 mm) har systematisk studert sammensetningen, strukturen og spektrale egenskapene til røde og grønne blå fluorescerende pulver, samt de forskjellige forholdene til de tre fluorescentpulverene for å oppnå hvitt LED med de forskjellige fargenes temperaturer;
③ Ytterligere arbeid har blitt utført på de grunnleggende vitenskapelige problemene i forberedelsesprosessen med lysstoffpulver, for eksempel påvirkning av preparatprosessen på fluksen, for å sikre kvaliteten og stabiliteten til det lysstoffrør.
I tillegg vedtar hvitt lys LED hovedsakelig en blandet emballasjeprosess med lysstoffrør og silikon. På grunn av den dårlige termiske ledningsevnen til lysstoffpulver, vil enheten varme opp på grunn av langvarig arbeidstid, noe som fører til aldring av silikon og forkortet enhetens levetid. Dette problemet er spesielt alvorlig i lysdioder med hvitt lys. Fjernemballasje er en måte å løse dette problemet ved å feste fluorescerende pulver til underlaget og skille det fra den blå LED -lyskilden, og dermed redusere effekten av varme generert av brikken på den selvlysende ytelsen til fluorescerende pulver. Hvis sjeldne jordens fluorescerende keramikk har egenskapene til høy termisk ledningsevne, høy korrosjonsmotstand, høy stabilitet og utmerket optisk utgangsytelse, kan de bedre oppfylle applikasjonskravene til høykraft hvit LED med høy energitetthet. Mikro nano pulver med høy sintringsaktivitet og høy spredning har blitt en viktig forutsetning for fremstilling av høy gjennomsiktighet sjelden jordens optisk funksjonell keramikk med høy optisk utgangsytelse.
03.Rare Earth Upconversion Luminescerende nanomaterialer
Upconversion Luminescence er en spesiell type luminescensprosess preget av absorpsjonen av flere lavenergifotoner ved selvlysende materialer og generering av høyenergi-fotonutslipp. Sammenlignet med tradisjonelle organiske fargestoffmolekyler eller kvanteprikker, har sjeldne jordens oppkonvertering luminescerende nanomaterialer mange fordeler som store antiknokskift, smalt utslippsbånd, god stabilitet, lav toksisitet, dybde med høy spontan fluorescens. De har brede applikasjonsutsikter i det biomedisinske feltet.
De siste årene har sjeldne jordens oppkonvertering til selvlysende nanomaterialer gjort betydelige fremskritt i syntese, overflatemodifisering, overflatefunksjonalisering og biomedisinske anvendelser. Mennesker forbedrer luminescensytelsen til materialer ved å optimalisere sammensetningen, fasetilstanden, størrelsen osv. Ved nanoskalaen, og kombinere kjernen/skallstrukturen for å redusere luminescensslukningssenteret, for å øke overgangssannsynligheten. Ved kjemisk modifisering, etablere teknologier med god biokompatibilitet for å redusere toksisitet og utvikle avbildningsmetoder for oppkonvertering Luminescerende levende celler og in vivo; Utvikle effektive og sikre biologiske koblingsmetoder basert på behovene til forskjellige anvendelser (immundeteksjonsceller, in vivo fluorescensavbildning, fotodynamisk terapi, fototermisk terapi, fotokontrollerte frigjøringsmedisiner, etc.).
Denne studien har enorme anvendelsespotensielle og økonomiske fordeler, og har viktig vitenskapelig betydning for utviklingen av nanomedisin, fremme av menneskers helse og sosial fremgang.
No.2 Sjeldne jord Nano magnetiske materialer
Sjeldne jordens permanente magnetmaterialer har gått gjennom tre utviklingsstadier: SMCO5, SM2CO7 og ND2FE14B. Som et raskt slukket NDFEB -magnetisk pulver for bundne permanente magnetmaterialer, varierer kornstørrelsen fra 20nm til 50nm, noe som gjør det til en typisk nanokrystallinsk sjelden jorda permanent magnetmateriale.
Sjeldne jordens nanomagnetiske materialer har egenskapene til liten størrelse, enkelt domenestruktur og høy tvang. Bruken av magnetiske opptaksmaterialer kan forbedre signal-til-støy-forholdet og bildekvaliteten. På grunn av sin lille størrelse og høye pålitelighet, er bruken i mikromotorsystemer en viktig retning for utviklingen av den nye generasjonen luftfart, romfart og marine motorer. For magnetisk minne, magnetisk væske, gigantiske magneto-motstandsmaterialer, kan ytelsen forbedres kraftig, noe som får enheter til å bli høy ytelse og miniatyrisert.
Nr.3Sjelden jord nanokatalytiske materialer
Sjeldne jordkatalytiske materialer involverer nesten alle katalytiske reaksjoner. På grunn av overflateeffekter, volumeffekter og kvantestørrelseseffekter, har sjeldne jordnanoteknologi i økende grad vekket oppmerksomhet. I mange kjemiske reaksjoner brukes sjeldne jordkatalysatorer. Hvis sjeldne jordnanokatalysatorer brukes, vil den katalytiske aktiviteten og effektiviteten bli kraftig forbedret.
Sjeldne jordnanokatalysatorer brukes vanligvis i petroleumskatalytisk sprekker og rensing av behandling av bileksos. De mest brukte sjeldne jordens nanokatalytiske materialer erCEO2ogLA2O3, som kan brukes som katalysatorer og promotorer, samt katalysatorbærere.
Nr.4Nano ceriumoksidUltraviolett skjermingsmateriale
Nano ceriumoksid er kjent som tredje generasjons ultrafiolett isolasjonsmiddel, med god isolasjonseffekt og høy transmittans. I kosmetikk må nano ceria lav katalytisk aktivitet brukes som et UV -isolasjonsmiddel. Derfor er markedsoppmerksomheten og anerkjennelsen av Nano Cerium Oxide ultrafiolett skjermingsmaterialer høy. Den kontinuerlige forbedringen av integrert kretsintegrasjon krever nye materialer for integrerte kretsprogramproduksjonsprosesser. Nye materialer har høyere krav til poleringsvæsker, og halvleder sjeldne jordpoleringsvæsker må oppfylle dette kravet, med raskere poleringshastighet og mindre poleringsvolum. Nano Rare Earth Polishing Materials har et bredt marked.
Den betydelige økningen i bileierskap har forårsaket alvorlig luftforurensning, og installasjonen av CAR -eksosrensingskatalysatorer er den mest effektive måten å kontrollere eksosforurensning på. Nano cerium zirkoniumkomposittoksider spiller en viktig rolle i å forbedre kvaliteten på halegassrensing.
No.5 andre nano funksjonelle materialer
01. Sjeldne jord nano keramiske materialer
Nano keramisk pulver kan redusere sintringstemperaturen betydelig, som er 200 ℃ ~ 300 ℃ lavere enn for ikke -nano keramisk pulver med samme sammensetning. Å legge Nano CEO2 til keramikk kan redusere sintringstemperaturen, hemme gittervekst og forbedre tettheten av keramikk. Legge til sjeldne jordelementer somY2o3, CEO2, or LA2O3 to Zro2kan forhindre høye temperaturfasetransformasjon og omfavnelse av ZRO2, og oppnå ZRO2-fase-transformasjon herdet keramiske strukturelle materialer.
Elektronisk keramikk (elektroniske sensorer, PTC -materialer, mikrobølgeovnmaterialer, kondensatorer, termistorer, etc.) fremstilt ved bruk av ultrafin eller nanoskala CEO2, Y2O3,ND2O3, SM2O3osv. Har forbedret elektriske, termiske og stabilitetsegenskaper.
Å tilsette sjeldne jordaktiverte fotokatalytiske komposittmaterialer til glasurformelen kan fremstille sjeldne jordantibakterielle keramikk.
02.Rare Earth Nano Thin Film Materials
Med utviklingen av vitenskap og teknologi blir ytelseskravene til produkter stadig strengere, og krever ultra-fin, ultra-tynn, ultrahøy tetthet og ultrafylling av produkter. For øyeblikket er det tre hovedkategorier av Rare Earth Nano -filmer utviklet: Rare Earth Complex Nano Films, Rare Earth Oxide Nano Films og Rare Earth Nano Alloy -filmer. Sjeldne Earth Nano -filmer spiller også viktige roller i informasjonsindustrien, katalyse, energi, transport og livsmedisin.
Konklusjon
Kina er et stort land i sjeldne jordressurser. Utviklingen og anvendelsen av sjeldne jordens nanomaterialer er en ny måte å effektivt bruke sjeldne jordressurser. For å utvide anvendelsesomfanget av sjelden jord og fremme utvikling av nye funksjonelle materialer, bør det etableres et nytt teoretisk system i materialteori for å imøtekomme forskningsbehovene i nanoskalaen, gjøre sjeldne jordens nanomaterialer til å ha bedre ytelse og gjøre fremveksten av nye egenskaper og funksjoner mulig.
Post Time: Mai-29-2023