Nanometer sällsynta jordartsmetaller, en ny kraft i den industriella revolutionen

Nanoteknik är ett nytt tvärvetenskapligt område som gradvis utvecklades i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet. Eftersom det har stor potential att skapa nya produktionsprocesser, nya material och nya produkter, kommer det att starta en ny industriell revolution under det nya århundradet. Den nuvarande utvecklingsnivån för nanovetenskap och nanoteknik liknar den för dator- och informationsteknologi på 1950-talet. De flesta forskare som är engagerade i detta område förutspår att utvecklingen av nanoteknik kommer att ha en bred och långtgående inverkan på många aspekter av tekniken. Forskare tror att det har konstiga egenskaper och unika prestanda. De huvudsakliga inneslutningseffekterna som leder till de konstiga egenskaperna hos nanomaterial är specifik yteffekt, liten storlekseffekt, gränssnittseffekt, transparenseffekt, tunneleffekt och makroskopisk kvanteffekt. Dessa effekter gör att de fysikaliska egenskaperna hos nanosystem skiljer sig från de hos konventionella material i ljus, elektricitet, värme och magnetism, och presenterar många nya egenskaper. I framtiden finns det tre huvudinriktningar för forskare att forska och utveckla nanoteknik: förberedelse och tillämpning av nanomaterial med utmärkt prestanda; Designa och förbereda olika nanoenheter och utrustning; Upptäcka och analysera egenskaperna hos nanoregioner. För närvarande har nano sällsynta jordartsmetaller huvudsakligen följande användningsanvisningar, och dess tillämpning behöver utvecklas ytterligare i framtiden.

Nanometer lantanoxid (La2O3)

Nanometer lantanoxid appliceras på piezoelektriska material, elektrotermiska material, termoelektriska material, magnetoresistenta material, luminiscerande material (blått pulver), vätelagringsmaterial, optiskt glas, lasermaterial, olika legeringsmaterial, katalysatorer för framställning av organiska kemiska produkter och katalysatorer för neutralisering bilavgaser och lättkonverterade jordbruksfilmer appliceras också på nanometer lantanoxid.

Nanometer ceriumoxid (CeO2)

De huvudsakliga användningsområdena för nanoceriumoxid är följande: 1. Som glastillsats kan nanoceriumoxid absorbera ultravioletta strålar och infraröda strålar och har applicerats på bilglas. Det kan inte bara förhindra ultravioletta strålar, utan också minska temperaturen inuti bilen, vilket sparar el till luftkonditioneringen. 2. Tillämpningen av nanoceriumoxid i bilavgasreningskatalysator kan effektivt förhindra att en stor mängd bilavgaser släpps ut i luften.3. Nanoceriumoxid kan användas i pigment för att färga plast, och kan också användas i beläggnings-, bläck- och pappersindustrin. 4. Appliceringen av nanoceriumoxid i polermaterial har erkänts allmänt som ett högprecisionskrav för polering av kiselwafers och safirenkristallsubstrat.5. Dessutom kan nanoceriumoxid också appliceras på vätelagringsmaterial, termoelektriska material, nanoceriumoxidvolframelektroder, keramiska kondensatorer, piezoelektrisk keramik, nanoceriumoxidkiselkarbidslipmedel, bränslecellsråmaterial, bensinkatalysatorer, vissa permanentmagnetiska material, olika legerade stål och icke-järnmetaller m.m.

Nanometern praseodymoxid (Pr6O11)

De huvudsakliga användningsområdena för nanometer praseodymiumoxid är följande: 1. Den används i stor utsträckning i byggkeramik och daglig användning. Det kan blandas med keramisk glasyr för att göra färgad glasyr, och kan även användas som underglasyrpigment enbart. Det preparerade pigmentet är ljusgult med ren och elegant ton. 2. Den används för att tillverka permanentmagneter och används ofta i olika elektroniska enheter och motorer. 3. Det används för petroleumkatalytisk krackning. Aktiviteten, selektiviteten och stabiliteten för katalys kan förbättras. 4. Nano-praseodymiumoxid kan också användas för slipande polering. Dessutom är tillämpningen av nanometer praseodymoxid inom området optisk fiber mer och mer omfattande. Nanometer neodymoxid (Nd2O3) Nanometer neodymoxid har blivit en het plats på marknaden i många år på grund av sin unika position inom området sällsynta jordartsmetaller. Nano-neodymoxid appliceras också på icke-järnhaltiga material. Att lägga till 1,5% ~ 2,5% nano-neodymoxid i magnesium eller aluminiumlegering kan förbättra högtemperaturprestandan, lufttätheten och korrosionsbeständigheten hos legeringen, och den används i stor utsträckning som rymdindustri. material för flyg. Dessutom producerar nano yttrium aluminium granat dopad med nano neodymoxid kortvågig laserstråle, som används allmänt för svetsning och skärning av tunna material med tjocklek under 10 mm inom industrin. På den medicinska sidan används Nano-YAG-laser dopad med nano-Nd _ 2O _ 3 för att ta bort operationssår eller desinficera sår istället för operationsknivar. Nanometer neodymoxid används också för färgning av glas och keramiska material, gummiprodukter och tillsatser.

Samariumoxidnanopartiklar (Sm2O3)

De huvudsakliga användningsområdena för samariumoxid i nanostorlek är: samariumoxid i nanostorlek är ljusgul, som appliceras på keramiska kondensatorer och katalysatorer. Dessutom har samariumoxid i nanostorlek nukleära egenskaper och kan användas som strukturmaterial, skärmningsmaterial och kontrollmaterial i atomenergireaktorer, så att den enorma energin som genereras av kärnklyvning kan användas säkert. Europiumoxidnanopartiklar (Eu2O3) används mest i fosfor. Eu3+ används som aktivator av röd fosfor och Eu2+ används som blå fosfor. Y0O3:Eu3+ är den bästa fosforn i ljuseffektivitet, beläggningsstabilitet, återvinningskostnad, etc., och den används i stor utsträckning på grund av förbättringen av ljuseffektivitet och kontrast. Nyligen har nano-europiumoxid också använts som stimulerad emissionsfosfor för nya medicinska röntgendiagnossystem. Nano-europiumoxid kan också användas för tillverkning av färgade linser och optiska filter, för lagring av magnetiska bubblor, och kan också visa sina talanger inom styrmaterial, skärmningsmaterial och konstruktionsmaterial för atomreaktorer. Den fina partikeln gadolinium europium oxid (Y2O3:Eu3+) röd fosfor framställdes genom att använda nano yttrium oxid (Y2O3) och nano europium oxid (Eu2O3) som råmaterial. När det användes för att framställa sällsynt jordartsmetall tricolor fosfor, fann man att: (a) kan blandas väl och jämnt med grönt pulver och blått pulver; (b) Bra beläggningsprestanda; (c) Eftersom partikelstorleken för rött pulver är liten, den specifika ytarean ökar och antalet luminescerande partiklar ökar, kan mängden rött pulver i sällsynta jordartsmetaller tricolor fosfor reduceras, vilket resulterar i lägre kostnad.

Gadoliniumoxidnanopartiklar (Gd2O3)

Dess huvudsakliga användningsområden är följande: 1. Dess vattenlösliga paramagnetiska komplex kan förbättra NMR-avbildningssignalen från människokroppen vid medicinsk behandling. 2. Bassvaveloxid kan användas som matrisnät av oscilloskoprör och röntgenskärm med speciell ljusstyrka. 3. Nano-gadoliniumoxid i nano-gadolinium galliumgranat är ett idealiskt enda substrat för magnetiskt bubbelminne. 4. När det inte finns någon Camot-cykelgräns kan den användas som fast magnetiskt kylmedium. 5. Det används som en inhibitor för att kontrollera kedjereaktionsnivån i kärnkraftverk för att säkerställa säkerheten för kärnreaktioner. Dessutom är användningen av nano-gadoliniumoxid och nano-lantanoxid till hjälp för att ändra förglasningsregionen och förbättra glasets termiska stabilitet. Nano-gadoliniumoxiden kan också användas för tillverkning av kondensatorer och röntgenförstärkande skärmar. För närvarande gör världen stora ansträngningar för att utveckla tillämpningen av nano-gadoliniumoxid och dess legeringar i magnetisk kylning, och har gjort genombrottsframsteg

Terbiumoxidnanopartiklar (Tb4O7)

De huvudsakliga tillämpningsområdena är följande: 1. Fosforer används som aktivatorer av grönt pulver i trefärgade fosforer, såsom fosfatmatris aktiverad av nanoterbiumoxid, silikatmatris aktiverad av nanoterbiumoxid och nanoceriumoxidmagnesiumaluminatmatris aktiverad av nanoterbium oxid, som alla avger grönt ljus i exciterat tillstånd. 2. Magneto-optiska lagringsmaterial, Under de senaste åren har nano-terbiumoxid magneto-optiska material forskat och utvecklats. Den magneto-optiska skivan gjord av Tb-Fe amorf film används som datorlagringselement, och lagringskapaciteten kan ökas med 10 ~ 15 gånger. 3. Magneto-optiskt glas, Faraday optiskt aktivt glas som innehåller nanometer terbiumoxid, är ett nyckelmaterial för att tillverka rotatorer, isolatorer, annulatorer och används i stor utsträckning inom laserteknik. Nanometer terbiumoxid nanometer dysprosiumoxid används främst i ekolod och har använts i stor utsträckning används inom många områden, såsom bränsleinsprutningssystem, vätskeventilstyrning, mikropositionering, mekaniskt manöverdon, mekanism och vingregulator för rymdteleskop för flygplan. De huvudsakliga användningsområdena för Dy2O3 nano dysprosiumoxid är:1. Nano-dysprosiumoxid används som aktivator av fosfor, och trivalent nano-dysprosiumoxid är en lovande aktiverande jon av trefärgade självlysande material med ett enda självlysande centrum. Den består huvudsakligen av två emissionsband, ett är gult ljusemission, det andra är blått ljus och självlysande material dopade med nano-dysprosiumoxid kan användas som trefärgade fosforer.2. Nanometer dysprosiumoxid är ett nödvändigt metallråmaterial för att förbereda Terfenol-legering med stor magnetostriktiv legering nano-terbiumoxid och nano-dysprosiumoxid, som kan realisera vissa exakta aktiviteter av mekanisk rörelse. 3. Nanometer dysprosiumoxidmetall kan användas som magneto-optiskt lagringsmaterial med hög inspelningshastighet och läskänslighet. 4. Används för framställning av nanometer dysprosium oxid lampa. Det arbetsämne som används i nano dysprosium oxid lampa är nano dysprosium oxid, som har fördelarna med hög ljusstyrka, bra färg, hög färgtemperatur, liten storlek och stabil båge, och har varit används som ljuskälla för film och tryck. 5. Nanometer dysprosiumoxid används för att mäta neutronenergispektrum eller som neutronabsorbator i atomenergiindustrin på grund av dess stora neutroninfångningstvärsnittsarea.

Ho _ 2O _ 3 Nanometer

De huvudsakliga användningsområdena för nano-holmiumoxid är följande: 1. Som en tillsats av metallhalogenlampa är metallhalogenlampa en sorts gasurladdningslampa, som utvecklats på basis av högtryckskvicksilverlampa, och dess egenskaper är att glödlampan är fylld med olika sällsynta jordartsmetallhalider. För närvarande används främst sällsynta jordartsmetalljodider, som avger olika spektrallinjer när gas urladdas. Det arbetsämne som används i nano-holmiumoxidlampan är nano-holmiumoxidjodid, som kan erhålla högre metallatomkoncentration i bågzonen, alltså avsevärt förbättra strålningseffektiviteten. 2. Nanometer holmiumoxid kan användas som tillsats av yttriumjärn eller yttriumaluminiumgranat; 3. Nano-holmiumoxid kan användas som yttriumjärnaluminiumgranat (Ho:YAG), som kan avge 2μm laser, och absorptionshastigheten för mänsklig vävnad till 2μm laser är hög. Den är nästan tre storleksordningar högre än Hd: YAG0. Därför, när du använder Ho:YAG-laser för medicinsk operation, kan det inte bara förbättra operationens effektivitet och noggrannhet, utan också minska det termiska skadeområdet till en mindre storlek. Den fria strålen som genereras av nanoholmiumoxidkristallen kan eliminera fett utan att generera överdriven värme, och därigenom minska den termiska skadan som orsakas av friska vävnader.Det har rapporterats att behandlingen av glaukom med nanometer holmiumoxidlaser i USA kan minska smärtan av kirurgi. 4. I magnetostriktiv legering Terfenol-D kan även en liten mängd holmiumoxid i nanostorlek tillsättas för att minska det yttre fältet som krävs för mättnadsmagnetisering av legeringen.5. Dessutom kan optisk fiber dopad med nano-holmiumoxid användas för att göra optiska kommunikationsenheter som optiska fiberlasrar, optiska fiberförstärkare, optiska fibersensorer etc. Det kommer att spela en viktigare roll i dagens snabba optiska fiberkommunikation.

Nanometer yttriumoxid (Y2O3)

De huvudsakliga användningsområdena för nanoyttriumoxid är följande: 1. Tillsatser för stål och icke-järnlegeringar. FeCr-legering innehåller vanligtvis 0,5% ~ 4% nano-yttriumoxid, vilket kan förbättra oxidationsbeständigheten och duktiliteten hos dessa rostfria stål Efter att ha tillsatt rätt mängd blandade sällsynta jordartsmetaller rik på nanometer yttriumoxid i MB26-legeringen, var legeringens omfattande egenskaper uppenbarligen förbättrades i går,Den kan ersätta vissa medelstora och starka aluminiumlegeringar för de stressade komponenterna i flygplan; Att lägga till en liten mängd nano-yttriumoxid sällsynta jordartsmetaller i Al-Zr-legeringen kan förbättra ledningsförmågan hos legeringen; Legeringen har antagits av de flesta trådfabriker i Kina. Nano-yttriumoxid tillsattes i kopparlegering för att förbättra ledningsförmåga och mekanisk styrka. 2. Keramiskt material av kiselnitrid som innehåller 6 % nano-yttriumoxid och 2 % aluminium. Det kan användas för att utveckla motordelar. 3. Borrning, skärning, svetsning och annan mekanisk bearbetning utförs på storskaliga komponenter med hjälp av nano-neodymoxid-aluminiumgranatlaserstråle med en effekt på 400 watt. 4. Elektronmikroskopskärmen som är sammansatt av Y-Al granat enkristall har hög fluorescensljusstyrka, låg absorption av spritt ljus och god hög temperaturbeständighet och mekanisk slitstyrka.5. Legering med hög nano-yttriumoxidstruktur som innehåller 90 % nano-gadoliniumoxid kan appliceras på flyg och andra tillfällen som kräver låg densitet och hög smältpunkt. 6. Högtemperaturprotonledande material innehållande 90 % nanoyttriumoxid är av stor betydelse för produktionen av bränsleceller, elektrolytiska celler och gassensorer som kräver hög vätelöslighet. Dessutom används nano-yttriumoxid som högtemperatursprutbeständigt material, spädningsmedel av atomreaktorbränsle, tillsats av permanentmagnetmaterial och getter i elektronisk industri.

Utöver ovanstående kan nanooxider av sällsynta jordartsmetaller också användas i klädmaterial för människors hälsovård och miljöskydd. Från de nuvarande forskningsenheterna har de alla vissa riktningar: anti-ultraviolett strålning; Luftföroreningar och ultraviolett strålning är benägna att drabbas av hudsjukdomar och hudcancer; Förebyggande av föroreningar gör det svårt för föroreningar att fastna på kläder; Det studeras också i riktning mot att hålla värmen mot värme. Eftersom läder är hårt och lätt att åldras är det mest benäget att få mögel under regniga dagar. Lädret kan mjukas upp genom blekning med nano sällsynt jordartsmetall ceriumoxid, som inte är lätt att åldras och mögla, och det är bekvämt att bära. Under de senaste åren har nanobeläggningsmaterial också stått i fokus för nanomaterialforskningen, och den huvudsakliga forskningen fokuserar på funktionella beläggningar. Y2O3 med 80nm i USA kan användas som infraröd skärmande beläggning. Effektiviteten för att reflektera värme är mycket hög. CeO2 har högt brytningsindex och hög stabilitet. När nano sällsynt jordartsmetall yttriumoxid, nanolantanoxid och nanoceriumoxidpulver tillsätts beläggningen, kan ytterväggen motstå åldrande, eftersom ytterväggsbeläggningen är lätt att åldras och faller av eftersom färgen utsätts för solljus och ultravioletta strålar under lång tid, och den kan motstå ultravioletta strålar efter tillsats av ceriumoxid och yttriumoxid. Dessutom är dess partikelstorlek mycket liten, och nanoceriumoxid används som ultraviolett absorbator, vilket förväntas användas för att förhindra åldrande av plast produkter på grund av ultraviolett bestrålning, tankar, bilar, fartyg, oljelagringstankar, etc., som bäst kan skydda stora skyltar utomhus och förhindra mögel, fukt och föroreningar för invändiga väggbeläggningar. På grund av sin lilla partikelstorlek är damm inte lätt att fästa på väggen. Och kan skuras med vatten. Det finns fortfarande många användningsområden för nanooxider av sällsynta jordartsmetaller att forska vidare på och utveckla, och vi hoppas verkligen att det kommer att få en mer lysande framtid.