Materialet e rralla të tokës me nanometër, një forcë e re në revolucionin industrial

Materialet e rralla të tokës me nanometër, një forcë e re në revolucionin industrial

Nanoteknologjia është një fushë e re ndërdisiplinore e zhvilluar gradualisht në fund të viteve 1980 dhe në fillim të viteve 1990. Për shkak se ka potencial të madh për të krijuar procese të reja prodhimi, materiale të reja dhe produkte të reja, do të shkaktojë një revolucion të ri industrial në shekullin e ri. Niveli aktual i zhvillimit të nanoshkencës dhe nanoteknologjisë është i ngjashëm me atë të kompjuterit dhe teknologjisë së informacionit në vitet 1950. Shumica e shkencëtarëve të angazhuar në këtë fushë parashikojnë se zhvillimi i nanoteknologjisë do të ketë një ndikim të gjerë dhe të gjerë në shumë aspekte të teknologjisë. Shkencëtarët besojnë se ka veti të çuditshme dhe performancë unike, Efektet kryesore të izolimit që çojnë në vetitë e çuditshme të materialeve nano tokësore të rralla janë efekti specifik i sipërfaqes, efekti i madhësisë së vogël, efekti i ndërfaqes, efekti i transparencës, efekti i tunelit dhe efekti kuantik makroskopik. Këto efekte i bëjnë vetitë fizike të nano-sistemit të ndryshme nga ato të materialeve konvencionale në dritë, elektricitet, nxehtësi dhe magnetizëm dhe paraqesin shumë karakteristika të reja. Në të ardhmen, ekzistojnë tre drejtime kryesore për shkencëtarët që të hulumtojnë dhe zhvillojnë nanoteknologjinë: përgatitja dhe aplikimi. të nanomaterialeve me performancë të shkëlqyer; Projektimi dhe përgatitja e pajisjeve dhe pajisjeve të ndryshme nano; Zbulimi dhe analizimi i vetive të nano-rajoneve. Aktualisht, nano toka e rrallë kryesisht ka këto drejtime aplikimi dhe aplikimi i saj duhet të zhvillohet më tej në të ardhmen.

Nanometër oksid lantanumi (La2O3)

Oksidi i lantanumit nanometër aplikohet në materiale piezoelektrike, materiale elektrotermale, materiale termoelektrike, materiale magnetorezistente, materiale lumineshente (pluhur blu), materiale për ruajtjen e hidrogjenit, xhami optik, materiale lazer, materiale të ndryshme aliazh, katalizatorë për përgatitjen e produkteve kimike organike dhe katalizatorë për neutralizimin Shkarkimet e automobilave dhe filmat bujqësore me konvertim të lehtë aplikohen gjithashtu në nanometër oksid lantani.

Nanometer oksid cerium (CeO2)

Përdorimet kryesore të nano oksidit të ceriumit janë si më poshtë: 1. Si një aditiv xhami, nano oksidi i ceriumit mund të thithë rrezet ultravjollcë dhe rrezet infra të kuqe, dhe është aplikuar në xhamin e automobilave. Ai jo vetëm që mund të parandalojë rrezet ultravjollcë, por edhe të ulë temperaturën brenda makinës, duke kursyer kështu energjinë elektrike për kondicionerin. 2. Aplikimi i nano oksidit të ceriumit në katalizatorin e pastrimit të shkarkimit të automobilave mund të parandalojë në mënyrë efektive një sasi të madhe të gazit të shkarkimit të automobilave që të shkarkohet në ajër.3. Oksidi i nano-ceriumit mund të përdoret në pigment për ngjyrosjen e plastikës, dhe gjithashtu mund të përdoret në industrinë e veshjes, bojës dhe letrës. 4. Aplikimi i nano oksidit të ceriumit në materialet lustruese është njohur gjerësisht si një kërkesë me precizion të lartë për lustrimin e vaferave të silikonit dhe nënshtresave me një kristal safiri.5. Për më tepër, nano oksidi i ceriumit mund të aplikohet edhe për materialet e ruajtjes së hidrogjenit, materialet termoelektrike, elektrodat e tungstenit të nanooksidit të ceriumit, kondensatorët qeramikë, qeramika piezoelektrike, gërryesit nano oksid ceriumi, karabit silikoni, lëndët e para të qelizave të karburantit, disa katalizatorë magnetikë të përhershëm të benzinës, çeliqe të ndryshme të leguruara dhe metale me ngjyra etj.

Nanometri oksid praseodymium (Pr6O11)

Përdorimet kryesore të oksidit të praseodymiumit nanometër janë si më poshtë: 1. Përdoret gjerësisht në qeramikën e ndërtimit dhe qeramikën e përdorimit të përditshëm. Mund të përzihet me lustër qeramike për të bërë lustër me ngjyrë, dhe gjithashtu mund të përdoret vetëm si pigment nën lustër. Pigmenti i përgatitur është i verdhë i lehtë me ton të pastër dhe elegant. 2. Përdoret për prodhimin e magneteve të përhershëm dhe përdoret gjerësisht në pajisje dhe motorë të ndryshëm elektronikë. 3. Përdoret për plasaritjen katalitike të naftës. Aktiviteti, selektiviteti dhe qëndrueshmëria e katalizës mund të përmirësohen. 4. Oksidi nano-praseodymium mund të përdoret gjithashtu për lustrim gërryes. Për më tepër, aplikimi i oksidit të praseodymiumit nanometër në fushën e fibrave optike është gjithnjë e më i gjerë. Nanometer oksid neodymium (Nd2O3) Oksidi i neodymiumit nanometër është bërë një pikë e nxehtë në treg për shumë vite për shkak të pozicionit të tij unik në fushën e tokave të rralla. Oksidi nano-neodymium aplikohet gjithashtu për materialet me ngjyra. Shtimi i 1,5%~2,5% nano oksidi i neodymiumit në magnez ose aliazh alumini mund të përmirësojë performancën e temperaturës së lartë, ngushtësinë e ajrit dhe rezistencën ndaj korrozionit të lidhjes, dhe përdoret gjerësisht si hapësirë ​​ajrore material për aviacionin. Për më tepër, granata prej alumini nano ittriumi i ndotur me nano oksid neodymium prodhon rreze lazer me valë të shkurtër, e cila përdoret gjerësisht për saldimin dhe prerjen e materialeve të holla me trashësi nën 10 mm në industri. Nga ana mjekësore, lazer Nano-YAG i dopuar me nano-Nd _ 2O _ 3 përdoret për heqjen e plagëve kirurgjikale ose dezinfektimin e plagëve në vend të thikave kirurgjikale. Oksidi i neodymiumit nanometër përdoret gjithashtu për ngjyrosjen e materialeve të qelqit dhe qeramikës, produkteve të gomës dhe aditivëve.

Nanogrimcat e oksidit të samariumit (Sm2O3)

Përdorimet kryesore të oksidit të samariumit me madhësi nano janë: oksidi i samariumit me përmasa nano është i verdhë i lehtë, i cili aplikohet në kondensatorët dhe katalizatorët qeramikë. Për më tepër, oksidi i samariumit me madhësi nano ka veti bërthamore dhe mund të përdoret si material strukturor, material mbrojtës dhe material kontrollues i reaktorit të energjisë atomike, në mënyrë që energjia e madhe e gjeneruar nga ndarja bërthamore të përdoret në mënyrë të sigurt. Nanogrimcat e oksidit të Europiumit (Eu2O3) përdoren më së shumti në fosfore. Eu3+ përdoret si aktivizues i fosforit të kuq, dhe Eu2+ përdoret si fosfor blu. Y0O3:Eu3+ është fosfori më i mirë në efikasitetin e ndriçimit, qëndrueshmërinë e veshjes, koston e rikuperimit, etj., Dhe është duke u përdorur gjerësisht për shkak të përmirësimit të efikasitetit të ndriçimit dhe kontrastit. Kohët e fundit, nano-oksidi i europiumit përdoret gjithashtu si fosfor i emetimit të stimuluar për sistemin e ri të diagnostikimit mjekësor me rreze X. Oksidi i nano-europiumit mund të përdoret gjithashtu për prodhimin e lenteve me ngjyra dhe filtrave optikë, për pajisjet e ruajtjes së flluskave magnetike dhe gjithashtu mund të tregojë talentin e tij në materialet e kontrollit, materialet mbrojtëse dhe materialet strukturore të reaktorëve atomikë. Grimca e imët e oksidit të europiumit të gadoliniumit (Y2O3:Eu3+) fosfor i kuq u përgatit duke përdorur nano oksid ittriumi (Y2O3) dhe nano oksid europiumi (Eu2O3) si lëndë të para. Kur e përdorëm atë për të përgatitur fosforin me tre ngjyra të tokës së rrallë, u zbulua se: (a) mund të përzihet mirë dhe në mënyrë uniforme me pluhur jeshil dhe pluhur blu; (b) Performanca e mirë e veshjes; (c) Për shkak se madhësia e grimcave të pluhurit të kuq është e vogël, sipërfaqja specifike rritet dhe numri i grimcave ndriçuese rritet, sasia e pluhurit të kuq në fosforet me tre ngjyra të tokës së rrallë mund të reduktohet, duke rezultuar në kosto më të ulët.

Nanogrimcat e oksidit të gadoliniumit (Gd2O3)

Përdorimet e tij kryesore janë si më poshtë: 1. Kompleksi i tij paramagnetik i tretshëm në ujë mund të përmirësojë sinjalin e imazhit NMR të trupit të njeriut në trajtimin mjekësor. 2. Oksidi i squfurit bazë mund të përdoret si rrjetë matricë e tubit të oshiloskopit dhe ekranit me rreze X me shkëlqim të veçantë. 3. Oksidi i nano-gadoliniumit në granata galium nano-gadolinium është një substrat i vetëm ideal për memorien e flluskave magnetike. 4. Kur nuk ka kufi të ciklit Camot, mund të përdoret si medium ftohës magnetik i fortë. 5. Përdoret si frenues për të kontrolluar nivelin e reaksionit zinxhir të termocentraleve bërthamore për të garantuar sigurinë e reaksioneve bërthamore. Përveç kësaj, përdorimi i oksidit të nano-gadoliniumit dhe oksidit të nano-lantanit është i dobishëm për të ndryshuar rajonin e vitrifikimit dhe për të përmirësuar stabilitetin termik të qelqit. Nano oksidi i gadoliniumit mund të përdoret gjithashtu për prodhimin e kondensatorëve dhe ekraneve që intensifikojnë rrezet X. Aktualisht, bota po bën përpjekje të mëdha për të zhvilluar aplikimin e oksidit të nano-gadoliniumit dhe lidhjeve të tij në ftohjen magnetike dhe ka bërë përparim të madh.

Nanogrimcat e oksidit të terbiumit (Tb4O7)

Fushat kryesore të aplikimit janë si më poshtë: 1. Fosforet përdoren si aktivizues të pluhurit jeshil në fosforet trengjyrësh, të tilla si matrica fosfate e aktivizuar nga nano oksidi i terbiumit, matrica silikate e aktivizuar nga nano oksidi i terbiumit dhe nano oksidi i ceriumit i aktivizuar nga aluminat i magnezit nga tenoksi. oksid, të cilat të gjitha lëshojnë dritë jeshile në gjendje e ngacmuar. 2. Materialet e ruajtjes magneto-optike,Në vitet e fundit janë hulumtuar dhe zhvilluar materialet magneto-optike me nano-oksid terbiumi. Disku magneto-optik i bërë nga filmi amorf Tb-Fe përdoret si element i ruajtjes së kompjuterit dhe kapaciteti i ruajtjes mund të rritet me 10 ~ 15 herë. 3. Xhami magneto-optik, qelqi optikisht aktiv Faraday që përmban oksid terbiumi nanometër, është një material kyç për prodhimin e rrotulluesve, izolatorëve, anulatorëve dhe përdoret gjerësisht në teknologjinë e lazerit. Nanometer oksid terbiumi nanometër oksidi i dysprosiumit përdoret kryesisht në sonar dhe është përdorur gjerësisht përdoret në shumë fusha, si sistemi i injektimit të karburantit, kontrolli i valvulave të lëngshme, mikro-pozicionimi, aktivizuesi mekanik, mekanizmi dhe rregullatori i krahut të teleskopit hapësinor të avionit. Përdorimet kryesore të Dy2O3 nano oksidit të disprosiumit janë:1. Oksidi i nano-disprosiumit përdoret si aktivizues i fosforit, dhe oksidi trivalent nano-disprosium është një jon aktivizues premtues i materialeve lumineshente trengjyrësh me qendër të vetme lumineshente. Kryesisht përbëhet nga dy breza emetimi, njëra është emetim i dritës së verdhë, tjetra është emetim i dritës blu dhe materialet lumineshente të ndotura me oksid nano-disprosium mund të përdoren si fosforë trengjyrësh.2. Oksidi i dysprosiumit nanometër është një lëndë e parë metalike e nevojshme për përgatitjen e aliazhit të Terfenolit me aliazh të madh magnetostrictive oksid nano-terbiumi dhe oksid nano-disprosium, i cili mund të realizojë disa aktivitete të sakta të lëvizjes mekanike. 3. Metal oksidi i dysprosiumit nanometër mund të përdoret si material ruajtës magneto-optik me shpejtësi të lartë regjistrimi dhe ndjeshmëri leximi. 4. Përdoret për përgatitjen e llambës së oksidit të dysprosiumit nanometër. Substanca e punës e përdorur në llambën e oksidit të nanodisprosiumit është oksidi i nanodisprosiumit, i cili ka përparësitë e shkëlqimit të lartë, ngjyrës së mirë, temperaturës së lartë të ngjyrës, madhësisë së vogël dhe harkut të qëndrueshëm, dhe ka qenë përdoret si burim ndriçimi për film dhe printim. 5. Oksidi i dysprosiumit nanometër përdoret për të matur spektrin e energjisë së neutronit ose si absorbues neutron në industrinë e energjisë atomike për shkak të zonës së tij të madhe të kapjes së neutronit.

Ho _ 2O _ 3 Nanometër

Përdorimet kryesore të nano-oksidit të holmiumit janë si më poshtë: 1. Si një shtesë e llambës halogjene metalike, llamba halogjene metalike është një lloj llambë shkarkimi gazi, e cila zhvillohet në bazë të llambës së merkurit me presion të lartë dhe karakteristikë e saj është se llamba është e mbushur me halogjene të ndryshme të rralla. Aktualisht, përdoren kryesisht jodidet e tokës të rralla, të cilat lëshojnë linja të ndryshme spektrale gjatë shkarkimit të gazit. Substanca e punës e përdorur në llambën e oksidit të nanoholmiumit është jodidi i nano-holmiumit, i cili mund të marrë përqendrim më të lartë të atomit metalik në zonën e harkut. duke përmirësuar ndjeshëm efikasitetin e rrezatimit. 2. Oksidi i holmiumit nanometër mund të përdoret si shtesë e hekurit të ittriumit ose granatës së aluminit të itriumit; 3. Oksidi i nano-holmiumit mund të përdoret si granatë alumini prej hekuri ittrium (Ho:YAG), i cili mund të lëshojë lazer 2μm, dhe shkalla e përthithjes së indeve njerëzore në lazer 2μm është e lartë. Është pothuajse tre rend me madhësi më të lartë se Hd: YAG0. Prandaj, kur përdorni lazer Ho:YAG për operacione mjekësore, ai jo vetëm që mund të përmirësojë efikasitetin dhe saktësinë e funksionimit, por edhe të zvogëlojë zonën e dëmtimit termik në një madhësi më të vogël. Rrezja e lirë e krijuar nga kristali nano oksid holmiumi mund të eliminojë yndyrën pa gjeneruar nxehtësi të tepërt, duke reduktuar kështu dëmtimin termik të shkaktuar nga indet e shëndetshme. Raportohet se trajtimi i glaukomës me lazer oksid holmiumi nanometër në Shtetet e Bashkuara mund të zvogëlojë dhimbjen e kirurgji. 4. Në aliazh magnetostrictive Terfenol-D, mund të shtohet gjithashtu një sasi e vogël oksid holmiumi me madhësi nano për të reduktuar fushën e jashtme të nevojshme për magnetizimin e ngopjes së aliazhit.5. Përveç kësaj, fibra optike e dopuar me oksid nano-holmiumi mund të përdoret për të bërë pajisje komunikimi optike si lazer me fibra optike, amplifikues të fibrave optike, sensorë të fibrave optike, etj. Ajo do të luajë një rol më të rëndësishëm në komunikimin e shpejtë të fibrës optike të sotme.

Nanometer oksid ittriumi (Y2O3)

Përdorimet kryesore të nanooksidit të ittriumit janë si më poshtë: 1. Aditivë për çelikun dhe lidhjet me ngjyra. Aliazhi FeCr zakonisht përmban 0.5% ~ 4% nano oksid ittriumi, i cili mund të rrisë rezistencën ndaj oksidimit dhe duktilitetin e këtyre çeliqeve inox Pas shtimit të sasisë së duhur të tokës së rrallë të përzier të pasur me oksid ittriumi nanometër në aliazhin MB26, vetitë gjithëpërfshirëse të lidhjes ishin padyshim. i përmirësuar dje, mund të zëvendësojë disa lidhje alumini të mesme dhe të forta për komponentët e stresuar të avionit; Shtimi i një sasie të vogël të tokës së rrallë të nanooksidit të ittriumit në aliazhin Al-Zr mund të përmirësojë përçueshmërinë e aliazhit; Aliazhi është adoptuar nga shumica e fabrikave të telit në Kinë. Oksidi i nano-ittriumit u shtua në aliazh bakri për të përmirësuar përçueshmërinë dhe forcën mekanike. 2. Materiali qeramik i nitridit të silikonit që përmban 6% nano oksid ittriumi dhe 2% alumin. Mund të përdoret për zhvillimin e pjesëve të motorit. 3. Shpimi, prerja, saldimi dhe përpunimet e tjera mekanike kryhen në komponentë në shkallë të gjerë duke përdorur rreze lazer granati alumini nano oksid neodymium me fuqi 400 vat. 4. Ekrani i mikroskopit elektronik i përbërë nga kristal i vetëm i granatës Y-Al ka shkëlqim të lartë fluoreshence, thithje të ulët të dritës së shpërndarë dhe rezistencë të mirë ndaj temperaturës së lartë dhe rezistencë ndaj konsumit mekanik.5. Lidhja me strukturë të lartë nano oksid ittriumi që përmban 90% nano oksid gadolinium mund të aplikohet në aviacion dhe raste të tjera që kërkojnë densitet të ulët dhe pikë të lartë shkrirjeje. 6. Materialet përçuese të protonit me temperaturë të lartë që përmbajnë 90% nano oksid ittriumi janë të një rëndësie të madhe për prodhimin e qelizave të karburantit, qelizave elektrolitike dhe sensorëve të gazit që kërkojnë tretshmëri të lartë të hidrogjenit. Për më tepër, oksidi i nano-ittriumit përdoret gjithashtu si material rezistent ndaj spërkatjes në temperaturë të lartë, tretës i karburantit të reaktorit atomik, shtues i materialit magnetik të përhershëm dhe marrës në industrinë elektronike.

Përveç sa më sipër, nano oksidet e tokës së rrallë mund të përdoren gjithashtu në materialet e veshjeve për kujdesin e shëndetit të njeriut dhe mbrojtjen e mjedisit. Nga njësitë aktuale të kërkimit, të gjitha ato kanë drejtime të caktuara: rrezatimi anti-ultraviolet; Ndotja e ajrit dhe rrezatimi ultravjollcë janë të prirur ndaj sëmundjeve të lëkurës dhe kancereve të lëkurës; Parandalimi i ndotjes e bën të vështirë ngjitjen e ndotësve në veshje; Është duke u studiuar edhe në drejtim të mbajtjes kundër ngrohjes. Për shkak se lëkura është e vështirë dhe e lehtë për t'u vjetëruar, ajo është më e prirur ndaj mykut në ditët me shi. Lëkura mund të zbutet duke zbardhur me nano oksid ceriumi të tokës së rrallë, i cili nuk është i lehtë për t'u plakur dhe i myk, dhe është i rehatshëm për t'u veshur. Vitet e fundit, materialet me nano-veshje janë gjithashtu në fokus të kërkimit të nano-materialeve, dhe kërkimi kryesor fokusohet në veshjet funksionale. Y2O3 me 80nm në Shtetet e Bashkuara mund të përdoret si veshje mbrojtëse me rreze infra të kuqe. Efikasiteti i reflektimit të nxehtësisë është shumë i lartë. CeO2 ka indeks të lartë thyes dhe stabilitet të lartë. Kur veshjes i shtohen nano oksid ittriumi i tokës së rrallë, nano oksid lantanumi dhe pluhur nano oksid ceriumi, muri i jashtëm mund t'i rezistojë plakjes, sepse veshja e murit të jashtëm është e lehtë për t'u vjetëruar dhe bie sepse bojë është e ekspozuar ndaj rrezeve të diellit dhe rrezeve ultravjollcë. për një kohë të gjatë dhe mund t'i rezistojë rrezeve ultravjollcë pas shtimit të oksidit të ceriumit dhe itrit oksid. Për më tepër, madhësia e grimcave të saj është shumë e vogël dhe nano oksidi i ceriumit përdoret si absorbues ultravjollcë, i cili pritet të përdoret për të parandaluar plakjen e produkteve plastike për shkak të rrezatimit ultravjollcë, tanke, automobila, anije, rezervuarë për ruajtjen e naftës, etj. ., të cilat mund të mbrojnë më së miri tabelat e mëdha të jashtme dhe të parandalojnë mykun, lagështinë dhe ndotjen për veshjet e brendshme të mureve. Për shkak të madhësisë së tij të vogël të grimcave, pluhuri nuk ngjitet lehtë në mur. Dhe mund të fshihet me ujë. Ka ende shumë përdorime të nano oksideve të tokës të rralla për t'u hulumtuar dhe zhvilluar më tej, dhe ne sinqerisht shpresojmë se do të ketë një të ardhme më të shkëlqyer.