Нанометарски ретки земљани материјали, нова сила у индустријској револуцији

Нанотехнологија је нова интердисциплинарна област која се постепено развијала касних 1980-их и раних 1990-их. Пошто има велики потенцијал за стварање нових производних процеса, нових материјала и нових производа, покренуће нову индустријску револуцију у новом веку. Тренутни ниво развоја нанонауке и нанотехнологије је сличан оном у компјутерској и информационој технологији 1950-их. Већина научника посвећених овој области предвиђа да ће развој нанотехнологије имати широк и далекосежан утицај на многе аспекте технологије. Научници верују да има чудна својства и јединствене перформансе. Главни ефекти затварања који доводе до чудних својстава нано реткоземних материјала су специфични површински ефекат, ефекат мале величине, ефекат интерфејса, ефекат транспарентности, ефекат тунела и макроскопски квантни ефекат. Ови ефекти чине физичке особине нано система другачијим од оних конвенционалних материјала у погледу светлости, струје, топлоте и магнетизма, и представљају многе нове карактеристике. У будућности, постоје три главна правца за научнике да истражују и развијају нанотехнологију: припрема и примена од наноматеријала са одличним перформансама; Дизајнирати и припремити различите нано уређаје и опрему; Детекција и анализа особина нано-региона. Тренутно, нано ретка земља углавном има следеће правце примене, а њену примену треба даље развијати у будућности.

Нанометарски лантан оксид (Ла2О3)

Нанометарски лантан оксид се примењује на пиезоелектричне материјале, електротермалне материјале, термоелектричне материјале, материјале за магнетну отпорност, луминесцентне материјале (плави прах), материјале за складиштење водоника, оптичко стакло, ласерске материјале, разне легуре, катализаторе за припрему органских хемијских производа и катализаторе за неутрализацију аутомобилски издувни гасови и пољопривредне фолије за конверзију светлости се такође примењују на нанометарски лантан оксид.

Нанометар церијум оксид (ЦеО2)

Главне употребе нано церијум оксида су следеће: 1. Као адитив за стакло, нано церијум оксид може да апсорбује ултраљубичасте и инфрацрвене зраке, а примењује се и на аутомобилско стакло. Не само да може спречити ултраљубичасте зраке, већ и смањити температуру у аутомобилу, чиме се штеди струја за климатизацију. 2. Примена нано церијум оксида у катализатору за пречишћавање издувних гасова аутомобила може ефикасно спречити да се велика количина аутомобилских издувних гасова испусти у ваздух.3. Нано-церијум оксид се може користити у пигментима за бојење пластике, а такође се може користити у индустрији премаза, мастила и папира. 4. Примена нано церијум оксида у материјалима за полирање је широко призната као захтев високе прецизности за полирање силицијумских плочица и сафирних монокристалних супстрата.5. Поред тога, нано церијум оксид се такође може применити на материјале за складиштење водоника, термоелектричне материјале, волфрамове електроде од нано церијума оксида, керамичке кондензаторе, пиезоелектричну керамику, абразиве од нано церијума оксида силицијум карбида, сировине за горивне ћелије, бензин, неке трајне магнетне материјале разни легирани челици и обојени метали итд.

Нанометарски празеодимијум оксид (Пр6О11)

Главне употребе нанометарског празеодимијум оксида су следеће: 1. Широко се користи у грађевинској керамици и керамици за свакодневну употребу. Може се мешати са керамичком глазуром да би се направила обојена глазура, а може се користити и само као подглазурни пигмент. Припремљени пигмент је светло жуте боје са чистим и елегантним тоном. 2. Користи се за производњу трајних магнета и широко се користи у разним електронским уређајима и моторима. 3. Користи се за каталитичко крекирање нафте. Може се побољшати активност, селективност и стабилност катализе. 4. Нано-празеодимијум оксид се такође може користити за абразивно полирање. Поред тога, примена нанометарског празеодимијум оксида у области оптичких влакана је све обимнија. Нанометарски неодимијум оксид (Нд2О3) Нанометарски неодимијум оксид је годинама постао врућа тачка на тржишту због свог јединственог положаја у области ретких земаља. Нано-неодимијум оксид се такође примењује на обојене материјале. Додавање 1,5% ~ 2,5% нано неодимијум оксида у магнезијум или легуру алуминијума може побољшати перформансе високе температуре, непропусност и отпорност на корозију легуре, и широко се користи као ваздухопловство материјал за авијацију. Поред тога, нано итријум алуминијумски гранат допиран нано неодимијум оксидом производи краткоталасни ласерски сноп, који се широко користи за заваривање и сечење танких материјала дебљине испод 10 мм у индустрији. Са медицинске стране, Нано-ИАГ ласер допиран нано-Нд _ 2О _ 3 користи се за уклањање хируршких рана или дезинфекцију рана уместо хируршких ножева. Нанометарски неодимијум оксид се такође користи за бојење стаклених и керамичких материјала, гумених производа и адитива.

Наночестице самаријум оксида (См2О3)

Главне употребе самаријум оксида нано величине су: самаријум оксид нано величине је светло жут, који се примењује на керамичке кондензаторе и катализаторе. Поред тога, самаријум оксид нано величине има нуклеарна својства и може се користити као структурни материјал, заштитни материјал и контролни материјал реактора атомске енергије, тако да се огромна енергија произведена нуклеарном фисијом може безбедно користити. Наночестице европијум оксида (Еу2О3) се највише користе у фосфорима. Еу3+ се користи као активатор црвеног фосфора, а Еу2+ се користи као плави фосфор. И0О3:Еу3+ је најбољи фосфор у светлосној ефикасности, стабилности премаза, трошковима опоравка, итд., И широко се користи због побољшања светлосне ефикасности и контраста. Недавно се наноевропијум оксид такође користи као фосфор са стимулисаном емисијом за нови систем рендгенске медицинске дијагностике. Наноевропијум оксид се такође може користити за производњу обојених сочива и оптичких филтера, за уређаје за складиштење магнетних мехурића, а такође може показати своје таленте у контролни материјали, материјали за заштиту и конструкцијски материјали атомских реактора. Фине честице гадолинијум европијум оксида (И2О3:Еу3+) црвеног фосфора припремљене су коришћењем нано итријум оксида (И2О3) и нано европијум оксида (Еу2О3) као сировина. Када се користи за припрему тробојног фосфора ретких земаља, установљено је да: (а) може да се добро и уједначено помеша са зеленим прахом и плавим прахом; (б) Добре перформансе премаза; (ц) Пошто је величина честица црвеног праха мала, специфична површина се повећава и број луминисцентних честица повећава, количина црвеног праха у тробојним фосфорима ретких земаља може се смањити, што резултира нижим трошковима.

Наночестице гадолинијум оксида (Гд2О3)

Његове главне употребе су следеће: 1. Његов парамагнетни комплекс растворљив у води може побољшати сигнал НМР снимања људског тела у медицинском лечењу. 2. Основни сумпор оксид се може користити као матрична мрежа осцилоскопске цеви и рендгенског екрана са посебном осветљеношћу. 3. Нано-гадолинијум оксид у нано-гадолинијум галијум гранату је идеалан појединачни супстрат за меморију магнетних мехурића. 4. Када нема ограничења Цамот циклуса, може се користити као чврсти магнетни медијум за хлађење. 5. Користи се као инхибитор за контролу нивоа ланчане реакције нуклеарних електрана како би се осигурала сигурност нуклеарних реакција. Поред тога, употреба нано-гадолинијум оксида и нано-лантан оксида помаже да се промени регион витрификације и побољша термичка стабилност стакла. Нано гадолинијум оксид се такође може користити за производњу кондензатора и екрана за интензивирање рендгенских зрака. Тренутно, свет улаже велике напоре да развије примену нано-гадолинијум оксида и његових легура у магнетном хлађењу, и направио је велики напредак

Наночестице тербијум оксида (Тб4О7)

Главна поља примене су следећа: 1. Фосфори се користе као активатори зеленог праха у тробојним фосфорима, као што је фосфатни матрикс активиран нано тербијум оксидом, силикатни матрикс активиран нано тербијум оксидом и нано церијум оксид магнезијум алуминат активиран натрикс тербијум оксидом оксида, који сви емитују зелено светло у побуђеном стању. 2. Магнето-оптички материјали за складиштење, Последњих година, истражени су и развијени магнетно-оптички материјали од нано-тербијум оксида. Магнето-оптички диск направљен од Тб-Фе аморфног филма се користи као рачунарски елемент за складиштење, а капацитет складиштења може се повећати за 10~15 пута. 3. Магнето-оптичко стакло, Фарадејево оптички активно стакло које садржи нанометарски тербијум оксид, је кључни материјал за израду ротатора, изолатора, анулатора и широко се користи у ласерској технологији. Нанометар тербијум оксид нанометар диспрозијум оксид се углавном користи у сонару и широко је распрострањен користи се у многим областима, као што су систем за убризгавање горива, контрола течног вентила, микро-позиционирање, механички актуатор, механизам и регулатор крила свемирског телескопа авиона. Главне употребе Ди2О3 нано диспрозијум оксида су:1. Нано-диспрозијум оксид се користи као активатор фосфора, а тровалентни нано-диспрозијум оксид је обећавајући активирајући јон тробојних луминисцентних материјала са једним луминисцентним центром. Углавном се састоји од две емисионе траке, једна је емисија жуте светлости, друга је емисија плаве светлости, а луминисцентни материјали допирани нано-диспрозијум оксидом могу се користити као тробојни фосфор.2. Нанометарски диспрозијум оксид је неопходна метална сировина за припрему легуре терфенол са великом магнетостриктивном легуром нано-тербијум оксида и нано-диспрозијум оксида, која може да реализује неке прецизне активности механичког кретања. 3. Нанометарски диспрозијум оксид метала се може користити као магнетно-оптички материјал за складиштење са великом брзином снимања и осетљивошћу читања. 4. Користи се за припрему нанометарске диспрозијум оксидне лампе. Радна супстанца која се користи у нано диспрозијум оксидној лампи је нано диспрозијум оксид, који има предности високе осветљености, добре боје, високе температуре боје, мале величине и стабилног лука, и био је користи се као извор осветљења за филм и штампање. 5. Нанометарски диспрозијум оксид се користи за мерење енергетског спектра неутрона или као апсорбер неутрона у индустрији атомске енергије због велике површине попречног пресека хватања неутрона.

Хо _ 2О _ 3 нанометар

Главне употребе нано-холмијум оксида су следеће: 1. Као адитив металне халогене лампе, метална халогена лампа је врста сијалице са пражњењем у гасу, која је развијена на основу живине лампе високог притиска, а њена карактеристика је да је сијалица напуњена разним халогенидима ретких земаља. Тренутно се углавном користе јодиди ретких земаља, који емитују различите спектралне линије при пражњењу гаса. Радна супстанца која се користи у нано-холмијум оксидној лампи је нано-холмијум оксид јодид, који може да добије већу концентрацију атома метала у зони лука, тако да значајно побољшавајући ефикасност зрачења. 2. Нанометарски холмијум оксид се може користити као адитив за итријум гвожђе или итријум алуминијум гранат; 3. Нано-холмијум оксид се може користити као итријум гвожђе алуминијумски гранат (Хо:ИАГ), који може да емитује ласер од 2μм, а стопа апсорпције људског ткива до ласера од 2μм је висока. Скоро три реда величине је већа од Хд: ИАГ0. Стога, када користите Хо:ИАГ ласер за медицинске операције, он не само да може побољшати ефикасност и тачност рада, већ и смањити подручје термичког оштећења на мању величину. Слободни сноп који генерише кристал нано холмијум оксида може елиминисати масноћу без стварања претеране топлоте, чиме се смањује термичко оштећење узроковано здравим ткивима. Извештава се да третман глаукома нанометарским холмијум оксидним ласером у Сједињеним Државама може смањити бол хирургија. 4. У магнетостриктивној легури Терфенол-Д може се додати и мала количина холмијум оксида нано величине да би се смањило спољашње поље потребно за магнетизацију легуре засићења.5. Поред тога, оптичка влакна допирана нано-холмијум оксидом могу се користити за израду оптичких комуникационих уређаја као што су ласери са оптичким влакнима, појачивачи оптичких влакана, сензори оптичких влакана, итд. Оно ће играти важнију улогу у данашњој брзој комуникацији помоћу оптичких влакана.

Нанометар итријум оксид (И2О3)

Главне употребе наноитијум оксида су следеће: 1. Адитиви за челик и обојене легуре. Легура ФеЦр обично садржи 0,5% ~ 4% нано итријум оксида, који може побољшати отпорност на оксидацију и дуктилност ових нерђајућих челика Након додавања одговарајуће количине мешане ретке земље богате нанометарским итријум оксидом у легуру МБ26, свеобухватна својства легуре су очигледно била побољшан јуче, може да замени неке средње и јаке легуре алуминијума за компоненте авиона под оптерећењем; Додавање мале количине ретких земаља нано итријум оксида у Ал-Зр легуру може побољшати проводљивост легуре; Легуру је усвојила већина фабрика жице у Кини. Наноитријум оксид је додат у легуру бакра да би се побољшала проводљивост и механичка чврстоћа. 2. Керамички материјал од силицијум нитрида који садржи 6% нано итријум оксида и 2% алуминијума. Може се користити за развој делова мотора. 3. Бушење, сечење, заваривање и друга механичка обрада се изводе на компонентама великих размера коришћењем ласерског зрака од нано неодимијум оксида алуминијум гранат снаге 400 вати. 4. Екран електронског микроскопа састављен од монокристала И-Ал граната има високу флуоресцентну светлост, ниску апсорпцију распршене светлости и добру отпорност на високе температуре и отпорност на механичко хабање.5. Легура високе структуре наноитијум оксида која садржи 90% нано гадолинијум оксида може се применити у ваздухопловству и другим приликама које захтевају ниску густину и високу тачку топљења. 6. Високотемпературни протонски проводљиви материјали који садрже 90% наноитијум оксида су од великог значаја за производњу горивих ћелија, електролитичких ћелија и сензора за гас који захтевају високу растворљивост водоника. Поред тога, наноитријум оксид се такође користи као материјал отпоран на прскање на високој температури, разблаживач атомског реакторског горива, адитив материјала перманентних магнета и геттер у електронској индустрији.

Поред наведеног, нано оксиди ретких земаља могу се користити и у одевним материјалима за заштиту здравља људи и заштиту животне средине. Од садашњих истраживачких јединица сви имају одређене правце: анти-ултраљубичасто зрачење; Загађење ваздуха и ултраљубичасто зрачење подложни су кожним обољењима и раку коже; Превенција загађења отежава загађивачима да се залепе за одећу; Проучава се и у правцу одржавања против топлоте. Пошто је кожа тврда и лако стари, најсклона је буђи у кишним данима. Кожа се може омекшати бељењем са нано реткоземним церијум оксидом, који није лако старење и буђ, а удобан је за ношење. Последњих година, материјали за нано-превлаке су такође у фокусу истраживања наноматеријала, а главна истраживања се фокусирају на функционалне премазе. И2О3 са 80нм у Сједињеним Државама може се користити као инфрацрвени заштитни премаз. Ефикасност рефлектовања топлоте је веома висока. ЦеО2 има висок индекс преламања и високу стабилност. Када се премазу додају нано ретке земље итријум оксид, нано лантан оксид и нано церијум оксид у праху, спољашњи зид може да се одупре старењу, јер премаз спољашњег зида лако стари и пада јер је боја изложена сунчевој светлости и ултраљубичастим зрацима дуго времена, и може да се одупре ултраљубичастим зрацима након додавања церијум оксида и итријум оксида. Штавише, његова величина честица је веома мала, а нано церијум оксид се користи као ултраљубичасти апсорбер, за који се очекује да ће се користити за спречавање старења пластике производи услед ултраљубичастог зрачења, резервоари, аутомобили, бродови, резервоари за складиштење нафте итд., који могу најбоље заштитити велике билборде на отвореном и спречити буђ, влагу и загађење за унутрашње зидне премазе. Због мале величине честица, прашина се не залепи за зид. Може се истрљати водом. Још увек постоје многе употребе нано оксида ретких земаља које треба даље истраживати и развијати, и искрено се надамо да ће имати сјајнију будућност.