Nanomateriály vzácnych zemín majú jedinečnú elektronickú štruktúru 4F sub vrstvy, veľký atómový magnetický moment, silnú spojovaciu ortáciu spin a ďalšie vlastnosti, čo vedie k veľmi bohatej optickej, elektrickej, magnetickej a iných vlastnostiach. Sú to nevyhnutné strategické materiály pre krajiny na celom svete s cieľom transformovať tradičné odvetvia a rozvíjať špičkové technológie a sú známe ako „Treasure House of New Materials“.
Okrem aplikácií v tradičných oblastiach, ako sú metalurgické stroje, petrochemické látky, sklenená keramika a svetlo textil,vzácne Zemsú tiež kľúčové podporné materiály v rozvíjajúcich sa poliach, ako je čistá energia, veľké vozidlá, nové energetické vozidlá, osvetlenie polovodičov a nové displeje, úzko súvisiace s ľudským životom.
Po desaťročiach vývoja sa zameranie výskumu súvisiacej s vzácnymi zemami zodpovedajúcim spôsobom presunulo z tavenia a oddelenia jednotlivých vysoko čistotných vzácnych zemín na high-tech aplikácie vzácnych zemín v magnetizme, optike, elektrine, skladovaní energie, katalýze, biomedicíne a ďalších oblastiach. Na jednej strane je v materiálovom systéme väčší trend smerom k kompozitným materiálom vzácnych zemín; Na druhej strane sa viac zameriava na nízko dimenzionálne funkčné kryštálové materiály z hľadiska morfológie. Najmä s rozvojom modernej nanoscience, kombináciou účinkov malých veľkostí, kvantových účinkov, povrchových účinkov a účinkov rozhrania nanomateriálov s jedinečnými charakteristikami štruktúry elektronickej vrstvy z vlastných prvkov vzácnych zemín, nanomateriálom vzácnych zemín vykazuje mnoho nových vlastností odlišných od tradičných materiálov, maximalizáciu vynikajúcej výkonnosti materiálov vzácnych zemín a ďalej rozširujú jej aplikáciu v oblasti tradičných materiálov a nových špičkových výrobkov.
V súčasnosti existujú hlavne nasledujúce vysoko sľubné nanomateriály vzácnych zemín, konkrétne nanoiniscenčné materiály zriedkavej zeme, nano katalytické materiály zriedkavých zemín, Magnetické materiály zriedkavých zemín,oxid nanoUltrafialové tieniace materiály a ďalšie nano funkčné materiály.
Č.Luminiscenčné materiály zriedkavej zeme
01. Organické inorganické hybridné luminiscenčné nanomateriály zriedkavej zeme
Kompozitné materiály kombinujú rôzne funkčné jednotky na molekulárnej úrovni, aby sa dosiahli doplnkové a optimalizované funkcie. Organický anorganický hybridný materiál má funkcie organických a anorganických komponentov, ktoré vykazujú dobrú mechanickú stabilitu, flexibilitu, tepelnú stabilitu a vynikajúcu spracovateľnosť.
Vzácna zemKomplexy majú veľa výhod, ako napríklad vysoká farbná čistota, dlhá životnosť vzrušeného stavu, vysoký kvantový výťažok a bohaté emisné spektrum. Všeobecne sa používajú v mnohých poliach, ako je zobrazenie, optická vlnová zosilnenie, lasery v tuhom stave, biomarker a anti-counterfeiting. Nízka fototermálna stabilita a zlá spracovateľnosť komplexov vzácnych zemín však vážne bránia ich uplatňovaniu a propagácii. Kombinácia komplexov vzácnych zemín s anorganickými matkami s dobrými mechanickými vlastnosťami a stabilitou je účinný spôsob, ako zlepšiť luminiscenčné vlastnosti komplexov vzácnych zemín.
Od vývoja organického anorganického hybridného materiálu vzácneho Zeme, ich vývojové trendy ukazujú nasledujúce charakteristiky:
① Hybridný materiál získaný metódou chemického dopingu má stabilné aktívne komponenty, vysoké dopingové množstvo a rovnomerné rozdelenie komponentov;
② Transformácia z jednoduchých funkčných materiálov na multifunkčné materiály, vyvíjanie multifunkčných materiálov, aby sa ich aplikácie rozšírili;
③ Matica je rôznorodá, od primárne oxidu kremičitého po rôzne substráty, ako je oxid titaničitý, organické polyméry, íly a iónové kvapaliny.
02. Biela LED LED Luminiscent Luminiscent Material
V porovnaní s existujúcimi technológiami osvetlenia majú produkty na osvetlenie polovodičov, ako sú diódy emitujúce svetlo (LED) výhody, ako je dlhá životnosť, nízka spotreba energie, vysoká svetelná účinnosť, bez ortuti, bez UV a stabilná prevádzka. Považujú sa za „svetelný zdroj svetla štvrtej generácie“ po žiarovkach, žiarivkách a vysokovýkonných výbojových žiarovkách (HID).
Biela LED sa skladá z čipov, substrátov, fosforov a ovládačov. Fluorescenčný prášok zriedkavej zeme hrá rozhodujúcu úlohu pri výkone bielej LED. V posledných rokoch sa uskutočnilo veľké množstvo výskumných prác na bielych fosforoch LED a dosiahol sa vynikajúci pokrok:
① Vývoj nového typu fosforu excitovaného modrou LED (460 m) uskutočnil výskum dopingu a modifikácie YAO2CE (YAG: CE) používaný v modrých LED čipoch na zlepšenie účinnosti svetla a vykresľovania farieb;
② Vývoj nových fluorescenčných práškov excitovaných ultrafialovým svetlom (400 m) alebo ultrafialového svetla (360 mm) systematicky študoval zloženie, štruktúru a spektrálne charakteristiky červených a zelených fluorescenčných fluorescenčných práškov, ako aj rôzne rekreácie troch fluorescenčných práškov, aby získali biele LED s rôznymi farebnými teplotami;
③ Ďalšia práca sa vykonala na základných vedeckých problémoch v procese prípravy fluorescenčného prášku, ako je vplyv procesu prípravy na tok, aby sa zabezpečila kvalita a stabilita fluorescenčného prášku.
Okrem toho LED biele svetlo LED používa hlavne proces zmiešaného obalu fluorescenčného prášku a silikónu. V dôsledku zlej tepelnej vodivosti fluorescenčného prášku sa zariadenie zahrieva v dôsledku predĺženého pracovného času, čo vedie k starnutiu silikónu a skráteniu životnosti zariadenia. Tento problém je obzvlášť vážny u LED diód s bielym svetlom s vysokým výkonom. Vzdialené balenie je jedným zo spôsobov, ako vyriešiť tento problém pripevnením fluorescenčného prášku k substrátu a jeho oddelením od modrého zdroja LED svetla, čím sa zníži vplyv tepla generovaného čipom na luminiscenčný výkon fluorescenčného prášku. Ak má fluorescenčná keramika vzácnych zemín charakteristiky vysokej tepelnej vodivosti, vysokej odolnosti proti korózii, vysokej stability a vynikajúceho výkonu optického výstupu, môžu lepšie spĺňať požiadavky na aplikáciu vysokorýchlostného bieleho LED s vysokou hustotou energie. Mikro nano prášky s vysokou spekajúcou aktivitou a vysokou disperziou sa stali dôležitým predpokladom na prípravu optickej funkčnej keramiky s vysokou priehľadnou zriedkavosťou s vysokou priehľadnosťou s vysokým výkonom optického výstupu.
03.Rare Zeme Upconversion Luminiscenčné nanomateriály
Upkonverzná luminiscencia je špeciálny typ luminiscenčného procesu charakterizovaného absorpciou viacerých nízkoenergetických fotónov luminiscenčnými materiálmi a tvorbou vysoko energetických emisií fotónov. V porovnaní s tradičnými molekulami organických farbív alebo kvantovými bodkami majú luminiscenčné nanomateriály zriedkavej Zeme mnoho výhod, ako je napríklad veľký posun anti Stokes, úzky emisný pás, dobrá stabilita, nízka toxicita, hĺbka prieniku s vysokým tkanivom a nízka spontánna fluorescenčná interferencia. V biomedicínskom poli majú široké vyhliadky na aplikáciu.
V posledných rokoch luminiscenčné nanomateriály vzácnych zemín dosiahli významný pokrok v syntéze, modifikácii povrchu, funkcionalizácii povrchu a biomedicínskym aplikáciám. Ľudia zlepšujú luminiscenčný výkon materiálov optimalizáciou ich zloženia, fázového stavu, veľkosti atď. V nanomateriále a kombináciou štruktúry jadra/škrupiny, aby sa znížilo stredisko ochladzovania luminiscencie, aby sa zvýšila pravdepodobnosť prechodu. Chemickou modifikáciou vytvorte technológie s dobrou biokompatibilitou na zníženie toxicity a vyvíjať zobrazovacie metódy pre luminiscenčné živé bunky a in vivo; Vyvíjajte účinné a bezpečné metódy biologického spojenia založené na potrebách rôznych aplikácií (bunky imunitnej detekcie, in vivo fluorescenčné zobrazovanie, fotodynamická terapia, fototermálna terapia, lieky s kontrolovaným uvoľňovaním fotografií atď.).
Táto štúdia má obrovský aplikačný potenciál a ekonomické prínosy a má dôležitý vedecký význam pre rozvoj nanomedicíny, podporu ľudského zdravia a sociálny pokrok.
Č. 2 Magnetické materiály vzácnych zemín
Materiály s permanentnými magnetmi zriedkavých zemín prešli tromi vývojovými fázami: SMCO5, SM2CO7 a ND2FE14B. Ako rýchly ochladený magnetický prášok NDFEB pre materiály viazaných permanentných magnetov sa veľkosť zŕn pohybuje od 20nm do 50 nm, čo z neho robí typický nanokryštalický materiál na permanentný magnet na zriedkavosti.
Nanomagnetické materiály zriedkavej zeme majú charakteristiky malej veľkosti, štruktúry jednej domény a vysokej nátlaku. Použitie materiálov magnetických záznamov môže zlepšiť pomer signálu k šumu a kvalita obrazu. Vďaka svojej malej veľkosti a vysokej spoľahlivosti je jeho použitie v mikro motorických systémoch dôležitým smerom pre vývoj novej generácie letectva, letectva a morských motorov. V prípade magnetickej pamäte, magnetickej tekutiny, obrovských materiálov na odpor Magneto, je možné výrazne vylepšiť výkon, vďaka čomu sa zariadenia stanú vysoko výkonnými a miniaturizovanými.
Č .3Vzácna zem nanokatalytické materiály
Katalytické materiály vzácnych zemín zahŕňajú takmer všetky katalytické reakcie. V dôsledku povrchových účinkov, objemových účinkov a účinkov kvantovej veľkosti sa nanotechnológia vzácnej Zeme stále viac upútala pozornosť. V mnohých chemických reakciách sa používajú katalyzátory vzácnych zemín. Ak sa použijú nanokatalyzátory zriedkavej zeme, katalytická aktivita a účinnosť sa výrazne zlepší.
Nanokatalyzátory vzácnych zemín sa všeobecne používajú pri ošetrení automobilového výfukového plynu z ropy a čistenia automobilového výfukového plynu. Najčastejšie používané nanokatalytické materiály vzácnych zemín súGenerálny riaditeľaLA2O3, ktoré sa môžu použiť ako katalyzátory a promótory, ako aj nosiče katalyzátorov.
Č. 4Oxid nanoultrafialová tieniaca materiál
Oxid nanoerium je známy ako ultrafialové izolačné činidlo tretej generácie, s dobrým izolačným účinkom a vysokou priepustnosťou. V kozmetike sa musí nano CERIA s nízkou katalytickou aktivitou použiť ako činidlo izolačného UV. Z tohto dôvodu je pozornosť a rozpoznávanie ultrafialových tieniacich materiálov s ultrafialovými látkami na trhu a rozpoznávanie nanočastíc. Neustále zlepšovanie integrovanej integrácie obvodov vyžaduje nové materiály pre procesy výroby čipov integrovaných obvodov. Nové materiály majú vyššie požiadavky na leštiace tekutiny a tekutiny zriedkavých leštiacich kvapalín zriedkavých zemín musia splniť túto požiadavku s rýchlejšou rýchlosťou leštenia a menším leštiacim objemom. Leštiace materiály Nano Rare Earth majú široký trh.
Významné zvýšenie vlastníctva automobilov spôsobilo vážne znečistenie ovzdušia a inštalácia katalyzátorov čistenia výfukových automobilov je najúčinnejším spôsobom kontroly znečistenia výfukových plynov. Oxidy kompozitu zirkónia nanoerium zohrávajú dôležitú úlohu pri zlepšovaní kvality čistenia chvostového plynu.
Č. 5 Ďalšie nano funkčné materiály
01. Nanoramické materiály zriedkavej zeme
Nanoaramický prášok môže významne znížiť teplotu spekania, ktorá je o 200 ℃ ~ 300 ℃ nižšia ako pri nano keramickom prášku s rovnakým zložením. Pridanie Nano Ceo2 do keramiky môže znížiť teplotu spekania, inhibovať rast mriežky a zlepšiť hustotu keramiky. Pridanie prvkov vzácnych zemín ako napríkladY2o3, CEO2, or LA2O3 to Zro2Môže zabrániť vysokej teploty fázovej transformácie a stĺpca ZRO2 a získať fázovú transformáciu ZRO2, ktoré sú sprísnené keramické štrukturálne materiály.
Elektronická keramika (elektronické senzory, materiály PTC, mikrovlnné materiály, kondenzátory, termistory atď.) Pripravené s použitím ultrajemných alebo nanocale CEO2, Y2O3,Nd2o3, SM2O3atď. majú zlepšené elektrické, tepelné a stability.
Pridanie fotokatalytických kompozitných materiálov aktivovaných zriedkavých zemín do vzorca glazúry môže pripraviť antibakteriálnu keramiku vzácnych Zeme.
02.Rare Zem nano tenká filmová materiály
Vďaka rozvoju vedy a techniky sa výkonnostné požiadavky na výrobky stávajú stále prísnejšie a vyžadujú si ultra jemné, ultratenké, ultra vysoké hustoty a ultra vyplnenie výrobkov. V súčasnosti sa vyvíjajú tri hlavné kategórie nano filmov Rare Earth: Nano Films Rare Earth Complex, nano filmy s oxidom vzácnych zemín a filmy zliatiny Rare Earth Nano. Nano filmy Rare Earth tiež hrajú dôležitú úlohu v informačnom priemysle, katalýze, energii, doprave a životnej medicíne.
Záver
Čína je hlavnou krajinou zdrojov vzácnych zemín. Vývoj a uplatňovanie nanomateriálov vzácnych zemín je nový spôsob, ako efektívne využívať zdroje vzácnych zemín. Aby sa rozšíril rozsah aplikácie vzácnych zemín a podporil vývoj nových funkčných materiálov, mal by sa v teórii materiálov ustanoviť nový teoretický systém, ktorý uspokojí výskumné potreby v nanomateriále, umožňujú nanomateriály vzácnych zemín lepší výkon a umožňujú výskyt nových vlastností a funkcií.
Čas príspevku: máj-29-2023