Nanometer rare earth materials, isang bagong puwersa sa rebolusyong pang-industriya

Ang Nanotechnology ay isang bagong interdisciplinary field na unti-unting binuo noong huling bahagi ng 1980s at unang bahagi ng 1990s. Dahil ito ay may malaking potensyal na lumikha ng mga bagong proseso ng produksyon, mga bagong materyales at mga bagong produkto, ito ay magsisimula ng isang bagong industriyal na rebolusyon sa bagong siglo. Ang kasalukuyang antas ng pag-unlad ng nanoscience at nanotechnology ay katulad ng sa computer at information technology noong 1950s. Karamihan sa mga siyentipiko na nakatuon sa larangang ito ay hinuhulaan na ang pagbuo ng nanotechnology ay magkakaroon ng malawak at malawak na epekto sa maraming aspeto ng teknolohiya. Naniniwala ang mga siyentipiko na mayroon itong kakaibang katangian at kakaibang pagganap,Ang pangunahing epekto ng pagkakulong na humahantong sa mga kakaibang katangian ng nano rare earth na materyales ay tiyak na epekto sa ibabaw, maliit na sukat na epekto, epekto ng interface, epekto ng transparency, epekto ng tunel at epekto ng macroscopic na quantum. Ang mga epektong ito ay nagpapaiba sa mga pisikal na katangian ng nano system kumpara sa mga kumbensiyonal na materyales sa liwanag, kuryente, init at magnetism, at nagpapakita ng maraming tampok na nobela. Sa hinaharap, mayroong tatlong pangunahing direksyon para sa mga siyentipiko na magsaliksik at bumuo ng nanotechnology: paghahanda at aplikasyon ng mga nanomaterial na may mahusay na pagganap; Magdisenyo at maghanda ng iba't ibang nano device at kagamitan; Pag-detect at pagsusuri sa mga katangian ng nano-rehiyon. Sa kasalukuyan, ang nano rare earth ay pangunahing mayroong mga sumusunod na direksyon ng aplikasyon, at ang aplikasyon nito ay kailangang higit pang mabuo sa hinaharap.

Nanometer lanthanum oxide (La2O3)

Ang nanometer lanthanum oxide ay inilalapat sa mga piezoelectric na materyales, electrothermal na materyales, thermoelectric na materyales, magnetoresistance na materyales, luminescent na materyales (asul na pulbos), hydrogen storage materials, optical glass, laser materials, iba't ibang alloy na materyales, catalyst para sa paghahanda ng mga produktong organikong kemikal, at mga catalyst para sa neutralisasyon tambutso ng sasakyan, at mga pang-agrikulturang pelikulang pang-agrikultura na may magaan na conversion ay inilalapat din sa nanometer lanthanum oxide.

Nanometer cerium oxide (CeO2)

Ang mga pangunahing gamit ng nano cerium oxide ay ang mga sumusunod: 1. Bilang isang glass additive, ang nano cerium oxide ay maaaring sumipsip ng mga ultraviolet ray at infrared ray, at inilapat sa salamin ng sasakyan. Hindi lamang nito mapipigilan ang mga sinag ng ultraviolet, ngunit binabawasan din ang temperatura sa loob ng kotse, kaya nakakatipid ng kuryente para sa air conditioning. 2. Ang paggamit ng nano cerium oxide sa automobile exhaust purification catalyst ay maaaring epektibong maiwasan ang malaking halaga ng automobile exhaust gas mula sa paglabas sa hangin.3. Ang nano-cerium oxide ay maaaring gamitin sa pigment upang kulayan ang mga plastik, at maaari ding gamitin sa mga industriya ng patong, tinta at papel. 4. Ang paggamit ng nano cerium oxide sa mga materyales sa buli ay malawak na kinikilala bilang isang mataas na katumpakan na kinakailangan para sa pag-polish ng mga silicon na wafer at sapphire single crystal substrates.5. Bilang karagdagan, ang nano cerium oxide ay maaari ding ilapat sa mga materyales sa imbakan ng hydrogen, thermoelectric na materyales, nano cerium oxide tungsten electrodes, ceramic capacitors, piezoelectric ceramics, nano cerium oxide silicon carbide abrasives, fuel cell raw na materyales, gasolina catalysts, ilang permanenteng magnetic na materyales, iba't ibang mga bakal na haluang metal at mga non-ferrous na metal, atbp.

Ang nanometer praseodymium oxide (Pr6O11)

Ang mga pangunahing gamit ng nanometer praseodymium oxide ay ang mga sumusunod: 1. Ito ay malawakang ginagamit sa pagbuo ng mga ceramics at pang-araw-araw na paggamit ng ceramics. Maaari itong ihalo sa ceramic glaze upang makagawa ng colored glaze, at maaari ding gamitin bilang underglaze pigment nang nag-iisa. Ang inihandang pigment ay mapusyaw na dilaw na may dalisay at eleganteng tono. 2. Ito ay ginagamit sa paggawa ng mga permanenteng magnet at malawakang ginagamit sa iba't ibang mga elektronikong aparato at motor. 3. Ito ay ginagamit para sa petroleum catalytic cracking. Ang aktibidad, selectivity at katatagan ng catalysis ay maaaring mapabuti. 4. Ang nano-praseodymium oxide ay maaari ding gamitin para sa abrasive polishing. Bilang karagdagan, ang aplikasyon ng nanometer praseodymium oxide sa larangan ng optical fiber ay higit pa at mas malawak. Nanometer neodymium oxide (Nd2O3) Ang nanometer neodymium oxide ay naging mainit na lugar sa merkado sa loob ng maraming taon dahil sa kakaibang posisyon nito sa larangan ng mga rare earth. Ang nano-neodymium oxide ay inilalapat din sa mga non-ferrous na materyales. Ang pagdaragdag ng 1.5%~2.5% nano neodymium oxide sa magnesium o aluminyo na haluang metal ay maaaring mapabuti ang pagganap ng mataas na temperatura, air tightness at corrosion resistance ng haluang metal, at ito ay malawakang ginagamit bilang aerospace materyal para sa paglipad. Bilang karagdagan, ang nano yttrium aluminum garnet doped na may nano neodymium oxide ay gumagawa ng short-wave laser beam, na malawakang ginagamit para sa welding at pagputol ng mga manipis na materyales na may kapal na mas mababa sa 10mm sa industriya. Sa medikal na bahagi, ang Nano-YAG laser doped na may nano-Nd _ 2O _ 3 ay ginagamit upang alisin ang mga sugat sa operasyon o disimpektahin ang mga sugat sa halip na mga surgical na kutsilyo. Ginagamit din ang nanometer neodymium oxide para sa pangkulay ng salamin at mga ceramic na materyales, mga produktong goma at mga additives.

Samarium oxide nanoparticle (Sm2O3)

Ang mga pangunahing gamit ng nano-sized na samarium oxide ay: ang nano-sized na samarium oxide ay mapusyaw na dilaw, na inilalapat sa mga ceramic capacitor at catalyst. Bilang karagdagan, ang nano-sized na samarium oxide ay may mga katangiang nuklear, at maaaring magamit bilang structural material, shielding material at control material ng atomic energy reactor, upang ang malaking enerhiya na nabuo ng nuclear fission ay maaaring magamit nang ligtas. Ang Europium oxide nanoparticle (Eu2O3) ay kadalasang ginagamit sa phosphors. Ang Eu3+ ay ginagamit bilang activator ng red phosphor, at ang Eu2+ ay ginagamit bilang blue phosphor. Y0O3:Eu3+ ay ang pinakamahusay na pospor sa maliwanag na kahusayan, katatagan ng coating, gastos sa pagbawi, atbp., at ito ay malawakang ginagamit dahil sa pagpapabuti ng maliwanag na kahusayan at kaibahan. Kamakailan, ang nano europium oxide ay ginagamit din bilang stimulated emission phosphor para sa bagong X-ray medical diagnosis system. Ang nano-europium oxide ay maaari ding gamitin para sa paggawa ng mga may kulay na lente at optical filter, para sa mga magnetic bubble storage device, at maaari ding ipakita ang mga talento nito sa control materials, shielding materials at structural materials ng atomic reactors. Ang pinong particle na gadolinium europium oxide (Y2O3:Eu3+) na pulang pospor ay inihanda sa pamamagitan ng paggamit ng nano yttrium oxide (Y2O3) at nano europium oxide (Eu2O3) bilang hilaw na materyales. Kapag ginagamit ito upang maghanda ng rare earth tricolor phosphor, napag-alaman na:(a) maaaring maayos at pantay na halo-halong may berdeng pulbos at asul na pulbos; (b) Magandang pagganap ng patong; (c) Dahil maliit ang laki ng butil ng pulang pulbos, tumataas ang tiyak na lugar sa ibabaw at tumataas ang bilang ng mga luminescent na particle, maaaring mabawasan ang dami ng pulang pulbos sa mga rare earth tricolor phosphors, na magreresulta sa mas mababang gastos.

Gadolinium oxide nanoparticle (Gd2O3)

Ang mga pangunahing gamit nito ay ang mga sumusunod: 1. Ang nalulusaw sa tubig na paramagnetic complex nito ay maaaring mapabuti ang NMR imaging signal ng katawan ng tao sa medikal na paggamot. 2. Ang base sulfur oxide ay maaaring gamitin bilang matrix grid ng oscilloscope tube at X-ray screen na may espesyal na liwanag. 3. Ang nano-gadolinium oxide sa nano-gadolinium gallium garnet ay isang perpektong solong substrate para sa magnetic bubble memory. 4. Kapag walang limitasyon sa pag-ikot ng Camot, Maaari itong magamit bilang solidong magnetic cooling medium. 5. Ito ay ginagamit bilang isang inhibitor upang kontrolin ang antas ng chain reaction ng mga nuclear power plant upang matiyak ang kaligtasan ng mga nuclear reaction. Bilang karagdagan, ang paggamit ng nano-gadolinium oxide at nano-lanthanum oxide ay nakakatulong upang baguhin ang rehiyon ng vitrification at mapabuti ang thermal stability ng salamin. Ang nano gadolinium oxide ay maaari ding gamitin para sa pagmamanupaktura ng mga capacitor at X-ray na nagpapatindi ng mga screen. Sa kasalukuyan, ang mundo ay gumagawa ng mahusay na pagsisikap upang bumuo ng paggamit ng nano-gadolinium oxide at mga haluang metal nito sa magnetic refrigeration, at nakagawa ng tagumpay sa pag-unlad.

Terbium oxide nanoparticle (Tb4O7)

Ang pangunahing mga patlang ng aplikasyon ay ang mga sumusunod: 1. Ang mga phosphorus ay ginagamit bilang mga activator ng berdeng pulbos sa mga tricolor na phosphor, tulad ng phosphate matrix na isinaaktibo ng nano terbium oxide, silicate matrix na na-activate ng nano terbium oxide at nano cerium oxide magnesium aluminate matrix na na-activate ng nano terbium oxide, na lahat ay naglalabas ng berdeng ilaw sa nasasabik na estado. 2. Magneto-optical storage materials, Sa mga nagdaang taon, ang nano-terbium oxide magneto-optical na materyales ay sinaliksik at binuo. Ang magneto-optical disk na gawa sa Tb-Fe amorphous film ay ginagamit bilang computer storage element, at ang storage capacity ay maaaring tumaas ng 10~15 beses. 3. Magneto-optical glass, Faraday optically active glass na naglalaman ng nanometer terbium oxide, ay isang pangunahing materyal para sa paggawa ng mga rotator, isolator, annulator at malawakang ginagamit sa teknolohiya ng laser. Ang nanometer terbium oxide nanometer dysprosium oxide ay pangunahing ginagamit sa sonar, at malawakang ginagamit ginagamit sa maraming larangan, tulad ng fuel injection system, liquid valve control, micro-positioning, mechanical actuator, mekanismo at wing regulator ng aircraft space telescope. Ang mga pangunahing gamit ng Dy2O3 nano dysprosium oxide ay:1. Ginagamit ang Nano-dysprosium oxide bilang activator ng phosphor, at ang trivalent nano-dysprosium oxide ay isang promising activating ion ng tricolor luminescent na materyales na may solong luminescent center. Pangunahing binubuo ito ng dalawang emission bands, ang isa ay yellow light emission, ang isa ay blue light emission, at ang mga luminescent na materyales na doped na may nano-dysprosium oxide ay maaaring gamitin bilang tricolor phosphors.2. Ang nanometer dysprosium oxide ay isang kinakailangang metal na hilaw na materyal para sa paghahanda ng Terfenol alloy na may malaking magnetostrictive alloy na nano-terbium oxide at nano-dysprosium oxide, na maaaring mapagtanto ang ilang mga tiyak na aktibidad ng mekanikal na paggalaw. 3. Ang nanometer dysprosium oxide metal ay maaaring gamitin bilang magneto-optical storage material na may mataas na bilis ng pag-record at pagiging sensitibo sa pagbabasa. 4. Ginagamit para sa paghahanda ng nanometer dysprosium oxide lamp. Ang gumaganang substance na ginagamit sa nano dysprosium oxide lamp ay nano dysprosium oxide, na may mga pakinabang ng mataas na ningning, magandang kulay, mataas na temperatura ng kulay, maliit na sukat at matatag na arko, at naging ginamit bilang mapagkukunan ng ilaw para sa pelikula at pag-print. 5. Ang nanometer dysprosium oxide ay ginagamit upang sukatin ang neutron energy spectrum o bilang neutron absorber sa atomic energy industry dahil sa malaking neutron capture cross-sectional area nito.

Ho _ 2O _ 3 Nanometro

Ang mga pangunahing gamit ng nano-holmium oxide ay ang mga sumusunod: 1. Bilang additive ng metal halogen lamp, ang metal halogen lamp ay isang uri ng gas discharge lamp, na binuo batay sa high-pressure mercury lamp, at ang katangian nito ay na ang bombilya ay puno ng iba't ibang mga rare earth halide. Sa kasalukuyan, ang mga rare earth iodide ay pangunahing ginagamit, na naglalabas ng iba't ibang mga spectral na linya kapag naglalabas ng gas. lubhang nagpapabuti sa kahusayan ng radiation. 2. Ang nanometer holmium oxide ay maaaring gamitin bilang additive ng yttrium iron o yttrium aluminum garnet; 3. Ang nano-holmium oxide ay maaaring gamitin bilang yttrium iron aluminum garnet (Ho:YAG), na maaaring maglabas ng 2μm laser, at ang absorption rate ng human tissue hanggang 2μm laser ay mataas. Ito ay halos tatlong order ng magnitude na mas mataas kaysa sa Hd: YAG0. Samakatuwid, kapag gumagamit ng Ho:YAG laser para sa medikal na operasyon, hindi lamang nito mapapabuti ang kahusayan at katumpakan ng operasyon, ngunit bawasan din ang thermal damage area sa mas maliit na sukat. Ang libreng sinag na nabuo ng kristal na nano holmium oxide ay maaaring mag-alis ng taba nang hindi gumagawa ng labis na init, sa gayon ay binabawasan ang thermal pinsala na dulot ng malusog na mga tisyu. Iniulat na ang paggamot ng glaucoma na may nanometer holmium oxide laser sa Estados Unidos ay maaaring mabawasan ang sakit ng operasyon. 4. Sa magnetostrictive alloy Terfenol-D, isang maliit na halaga ng nano-sized na holmium oxide ay maaari ding idagdag upang bawasan ang panlabas na field na kinakailangan para sa saturation magnetization ng alloy.5. Bilang karagdagan, ang optical fiber doped na may nano-holmium oxide ay maaaring gamitin upang gumawa ng mga optical na kagamitan sa komunikasyon tulad ng optical fiber laser, optical fiber amplifier, optical fiber sensor, atbp. Ito ay gaganap ng isang mas mahalagang papel sa mabilis na optical fiber communication ngayon.

Nanometer yttrium oxide (Y2O3)

Ang mga pangunahing gamit ng nano yttrium oxide ay ang mga sumusunod: 1. Additives para sa steel at nonferrous alloys. Ang FeCr alloy ay karaniwang naglalaman ng 0.5%~4% nano yttrium oxide, na maaaring mapahusay ang oxidation resistance at ductility ng mga stainless steel na ito Pagkatapos magdagdag ng tamang dami ng mixed rare earth na mayaman sa nanometer yttrium oxide sa MB26 alloy, ang mga komprehensibong katangian ng alloy ay malinaw naman. pinabuting kahapon,Maaari nitong palitan ang ilang daluyan at malakas na aluminyo na haluang metal para sa mga naka-stress na bahagi ng sasakyang panghimpapawid; Ang pagdaragdag ng maliit na halaga ng nano yttrium oxide rare earth sa Al-Zr alloy ay maaaring mapabuti ang conductivity ng alloy; Ang haluang metal ay pinagtibay ng karamihan sa mga pabrika ng wire sa China. Ang nano-yttrium oxide ay idinagdag sa tansong haluang metal upang mapabuti ang kondaktibiti at mekanikal na lakas. 2. Silicon nitride ceramic material na naglalaman ng 6% nano yttrium oxide at 2% aluminum.Maaari itong gamitin upang bumuo ng mga bahagi ng engine. 3. Ang pagbabarena, pagputol, hinang at iba pang mekanikal na pagproseso ay isinasagawa sa malalaking bahagi sa pamamagitan ng paggamit ng nano neodymium oxide aluminum garnet laser beam na may lakas na 400 watts. 4. Ang screen ng electron microscope na binubuo ng Y-Al garnet single crystal ay may mataas na fluorescence brightness, mababang pagsipsip ng nakakalat na liwanag, at magandang mataas na temperatura na resistensya at mekanikal na wear resistance.5. Ang high nano yttrium oxide structure alloy na naglalaman ng 90% nano gadolinium oxide ay maaaring ilapat sa aviation at iba pang okasyon na nangangailangan ng mababang density at mataas na melting point. 6. Ang mataas na temperatura ng proton conductive na materyales na naglalaman ng 90% nano yttrium oxide ay may malaking kahalagahan sa paggawa ng mga fuel cell, electrolytic cell at gas sensor na nangangailangan ng mataas na hydrogen solubility. Bilang karagdagan, ang Nano-yttrium oxide ay ginagamit din bilang materyal na lumalaban sa pag-spray ng mataas na temperatura, diluent ng atomic reactor fuel, additive ng permanenteng magnet na materyal at getter sa elektronikong industriya.

Bilang karagdagan sa itaas, ang nano rare earth oxides ay maaari ding gamitin sa mga materyales sa pananamit para sa pangangalaga sa kalusugan ng tao at pangangalaga sa kapaligiran. Mula sa kasalukuyang mga yunit ng pananaliksik, lahat sila ay may ilang partikular na direksyon: anti-ultraviolet radiation; Ang polusyon sa hangin at ultraviolet radiation ay madaling kapitan ng sakit sa balat at mga kanser sa balat; Ang pag-iwas sa polusyon ay nagpapahirap sa mga pollutant na dumikit sa damit; Pinag-aaralan din ito sa direksyon ng anti-warm keeping. Dahil matigas ang balat at madaling matanda, ito ay mas madaling kapitan ng amag sa tag-ulan. Maaaring lumambot ang balat sa pamamagitan ng pagpapaputi gamit ang nano rare earth cerium oxide, na hindi madaling tumanda at magkaroon ng amag, at komportable itong isuot. Sa mga nagdaang taon, ang mga nano-coating na materyales ay ang focus din ng nano-materials research, at ang pangunahing pananaliksik ay nakatuon sa functional coatings. Ang Y2O3 na may 80nm sa United States ay maaaring gamitin bilang infrared shielding coating. Napakataas ng kahusayan ng pagpapakita ng init. Ang CeO2 ay may mataas na refractive index at mataas na katatagan. Kapag ang nano rare earth yttrium oxide, nano lanthanum oxide at nano cerium oxide powder ay idinagdag sa patong, ang panlabas na pader ay maaaring labanan ang pagtanda, dahil ang panlabas na patong ng dingding ay madaling tumanda at bumagsak dahil ang pintura ay nakalantad sa sikat ng araw at ultraviolet rays sa loob ng mahabang panahon, at maaari nitong labanan ang ultraviolet rays pagkatapos magdagdag ng cerium oxide at yttrium oxide. Bukod dito, napakaliit ng particle size nito, at ginagamit ang nano cerium oxide bilang ultraviolet absorber, na inaasahang gagamitin upang maiwasan ang pagtanda ng plastic mga produkto dahil sa ultraviolet irradiation, mga tangke, mga sasakyan, mga barko, mga tangke ng imbakan ng langis, atbp., na pinakamahusay na maprotektahan ang mga panlabas na malalaking billboard at maiwasan ang amag, kahalumigmigan at polusyon para sa mga panloob na patong sa dingding. Dahil sa maliit na butil nito, hindi madaling dumikit ang alikabok sa dingding. At maaaring kuskusin ng tubig. Marami pa ring paggamit ng nano rare earth oxides na higit pang pagsasaliksik at pag-unlad, at taos-puso kaming umaasa na magkakaroon ito ng mas magandang kinabukasan.