Nanometre nadir toprak malzemeleri, sanayi devriminde yeni bir güç

Nanometre nadir toprak malzemeleri, sanayi devriminde yeni bir güç

Nanoteknoloji, 1980'lerin sonu ve 1990'ların başında yavaş yavaş gelişen yeni bir disiplinlerarası alandır. Yeni üretim süreçleri, yeni malzemeler ve yeni ürünler yaratma potansiyeli büyük olduğundan, yeni yüzyılda yeni bir sanayi devrimini başlatacaktır. Nanobilim ve nanoteknolojinin bugünkü gelişim düzeyi, bilgisayar ve bilgi teknolojisinin 1950'lerdeki düzeyine benzemektedir. Bu alana kendini adamış bilim adamlarının çoğu, nanoteknolojinin gelişiminin teknolojinin birçok yönü üzerinde geniş ve geniş kapsamlı bir etkiye sahip olacağını öngörüyor. Bilim adamları, tuhaf özelliklere ve benzersiz performansa sahip olduğuna inanıyor. Nano nadir toprak malzemelerinin garip özelliklerine yol açan ana hapsetme etkileri, spesifik yüzey etkisi, küçük boyut etkisi, arayüz etkisi, şeffaflık etkisi, tünel etkisi ve makroskopik kuantum etkisidir. Bu etkiler nano sistemin fiziksel özelliklerini ışık, elektrik, ısı ve manyetizma açısından geleneksel malzemelerden farklı kılar ve birçok yeni özellik sunar. Gelecekte, bilim adamlarının nanoteknolojiyi araştırmaları ve geliştirmeleri için üç ana yön vardır: hazırlık ve uygulama mükemmel performansa sahip nanomalzemeler; Çeşitli nano cihaz ve ekipmanları tasarlayın ve hazırlayın; Nano bölgelerin özelliklerinin tespiti ve analizi. Şu anda nano nadir toprak temel olarak aşağıdaki uygulama yönlerine sahiptir ve uygulamasının gelecekte daha da geliştirilmesi gerekmektedir.

Nanometre lantan oksit (La2O3)

Nanometre lantan oksit, piezoelektrik malzemelere, elektrotermal malzemelere, termoelektrik malzemelere, manyetodirenç malzemelerine, ışıldayan malzemelere (mavi toz), hidrojen depolama malzemelerine, optik cama, lazer malzemelerine, çeşitli alaşım malzemelerine, organik kimyasal ürünlerin hazırlanması için katalizörlere ve nötralizasyon için katalizörlere uygulanır. otomobil egzozu ve ışığa dönüşüm tarım filmleri de nanometre lantan oksite uygulanır.

Nanometre seryum oksit (CeO2)

Nano seryum oksitin ana kullanım alanları şunlardır: 1. Bir cam katkı maddesi olarak nano seryum oksit, ultraviyole ışınları ve kızılötesi ışınları emebilir ve otomobil camına uygulanmıştır. Sadece ultraviyole ışınları engellemekle kalmıyor, aynı zamanda arabanın içindeki sıcaklığı da düşürüyor, böylece klima için elektrik tasarrufu sağlıyor. 2. Otomobil egzoz arıtma katalizöründe nano seryum oksit uygulanması, büyük miktarda otomobil egzoz gazının havaya boşaltılmasını etkili bir şekilde önleyebilir.3. Nano-seryum oksit, plastikleri renklendirmek için pigmentlerde kullanılabileceği gibi kaplama, mürekkep ve kağıt endüstrilerinde de kullanılabilir. 4. Nano seryum oksitin parlatma malzemelerine uygulanması, silikon plakaların ve safir tek kristal yüzeylerin parlatılması için yüksek hassasiyetli bir gereklilik olarak geniş çapta kabul görmüştür.5. Ayrıca nano seryum oksit, hidrojen depolama malzemelerine, termoelektrik malzemelere, nano seryum oksit tungsten elektrotlara, seramik kapasitörlere, piezoelektrik seramiklere, nano seryum oksit silisyum karbür aşındırıcılara, yakıt hücresi hammaddelerine, benzin katalizörlerine, bazı kalıcı manyetik malzemelere, çeşitli alaşımlı çelikler ve demir dışı metaller vb.

Nanometre praseodimyum oksit (Pr6O11)

Nanometre praseodimyum oksitin başlıca kullanım alanları şunlardır: 1. Yapı seramiklerinde ve günlük kullanım seramiklerinde yaygın olarak kullanılır. Renkli sır yapmak için seramik sırıyla karıştırılabileceği gibi tek başına sır altı pigmenti olarak da kullanılabilir. Hazırlanan pigment, saf ve zarif tonlu açık sarı renktedir. 2. Kalıcı mıknatısların üretiminde kullanılır ve çeşitli elektronik cihazlarda ve motorlarda yaygın olarak kullanılır. 3. Petrolün katalitik parçalanması için kullanılır. Katalizin etkinliği, seçiciliği ve stabilitesi geliştirilebilir. 4. Nano-praseodimyum oksit aynı zamanda aşındırıcı cilalama için de kullanılabilir. Ek olarak nanometre praseodimyum oksitin optik fiber alanındaki uygulaması giderek daha kapsamlı hale geliyor.

Nanometre neodimyum oksit (Nd2O3)

Nanometre neodimyum oksit, nadir topraklar alanındaki benzersiz konumu nedeniyle uzun yıllardır piyasada sıcak bir nokta haline geldi. Nano-neodimyum oksit aynı zamanda demir dışı malzemelere de uygulanır. Magnezyum veya alüminyum alaşımına %1,5~%2,5 nano neodimyum oksit eklenmesi, alaşımın yüksek sıcaklık performansını, hava sızdırmazlığını ve korozyon direncini artırabilir ve havacılık ve uzay olarak yaygın olarak kullanılır. havacılık için malzeme. Ayrıca, nano neodim oksit katkılı nano itriyum alüminyum garnet, endüstride kalınlığı 10 mm'nin altında olan ince malzemelerin kaynaklanması ve kesilmesi için yaygın olarak kullanılan kısa dalga lazer ışını üretir. Tıbbi alanda ise cerrahi bıçaklar yerine cerrahi yaraların çıkarılması veya yaraların dezenfekte edilmesi amacıyla nano-Nd_2O_3 katkılı Nano-YAG lazer kullanılmaktadır. Nanometre neodimyum oksit ayrıca cam ve seramik malzemelerin, kauçuk ürünlerin ve katkı maddelerinin renklendirilmesinde de kullanılır.

Samaryum oksit nanopartikülleri (Sm2O3)

Nano boyutlu samaryum oksitin ana kullanım alanları şunlardır: Nano boyutlu samaryum oksit açık sarıdır ve seramik kapasitörlere ve katalizörlere uygulanır. Ayrıca nano boyutlu samaryum oksit nükleer özelliklere sahiptir ve nükleer fisyon tarafından üretilen büyük enerjinin güvenli bir şekilde kullanılabilmesi için yapısal malzeme, koruyucu malzeme ve atom enerjisi reaktörünün kontrol malzemesi olarak kullanılabilir. Fosforlarda en çok öropiyum oksit nanopartikülleri (Eu2O3) kullanılmaktadır. Kırmızı fosforun aktivatörü olarak Eu3+, mavi fosfor olarak ise Eu2+ kullanılmaktadır. Y0O3:Eu3+, ışık verimliliği, kaplama stabilitesi, geri kazanım maliyeti vb. açılardan en iyi fosfordur ve ışık verimliliği ve kontrastın iyileştirilmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Son zamanlarda nano öropiyum oksit, yeni X-ışını tıbbi teşhis sistemi için uyarılmış emisyon fosforu olarak da kullanılmaktadır. Nano-öropiyum oksit ayrıca renkli lensler ve optik filtrelerin üretiminde, manyetik kabarcık depolama cihazlarının üretiminde de kullanılabilir ve ayrıca yeteneklerini atomik reaktörlerin kontrol malzemeleri, koruyucu malzemeleri ve yapısal malzemeleri. İnce parçacıklı gadolinyum öropiyum oksit (Y2O3:Eu3+) kırmızı fosfor, hammadde olarak nano itriyum oksit (Y2O3) ve nano öropiyum oksit (Eu2O3) kullanılarak hazırlandı. Nadir toprak üç renkli fosfor hazırlamak için kullanıldığında, aşağıdakiler bulunmuştur: (a) yeşil toz ve mavi toz ile iyi ve düzgün bir şekilde karıştırılabilir; (b) İyi kaplama performansı; (c) Kırmızı tozun parçacık boyutu küçük olduğundan, spesifik yüzey alanı arttığından ve ışıldayan parçacıkların sayısı arttığından, nadir toprak üç renkli fosforlardaki kırmızı tozun miktarı azaltılabilir ve bu da daha düşük maliyetle sonuçlanır.

Gadolinyum oksit nanopartikülleri (Gd2O3)

Başlıca kullanım alanları şunlardır: 1. Suda çözünebilen paramanyetik kompleksi, tıbbi tedavide insan vücudunun NMR görüntüleme sinyalini iyileştirebilir. 2. Baz kükürt oksit, osiloskop tüpünün matris ızgarası ve özel parlaklığa sahip X-ışını ekranı olarak kullanılabilir. 3. Nano-gadolinyum galyum garnetindeki nano-gadolinyum oksit, manyetik kabarcık hafızası için ideal bir tek substrattır. 4. Camot çevrim sınırı olmadığında katı manyetik soğutma ortamı olarak kullanılabilir. 5. Nükleer reaksiyonların güvenliğini sağlamak amacıyla nükleer santrallerin zincirleme reaksiyon seviyesini kontrol etmek amacıyla inhibitör olarak kullanılır. Ayrıca nano-gadolinyum oksit ve nano-lantanyum oksitin kullanımı vitrifikasyon bölgesinin değiştirilmesine ve camın termal stabilitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Nano gadolinyum oksit aynı zamanda kapasitörlerin ve X-ışını yoğunlaştırıcı ekranların üretiminde de kullanılabilir. Şu anda dünya, nano-gadolinyum oksit ve alaşımlarının manyetik soğutmada uygulanmasını geliştirmek için büyük çaba harcıyor ve çığır açan bir ilerleme kaydetti.

Terbiyum oksit nanopartikülleri (Tb4O7)

Başlıca uygulama alanları şunlardır: 1. Fosforlar, nano terbiyum oksit ile aktive edilen fosfat matrisi, nano terbiyum oksit ile aktive edilen silikat matrisi ve nano terbiyum ile aktive edilen nano seryum oksit, magnezyum alüminat matrisi gibi üç renkli fosforlarda yeşil tozun aktivatörleri olarak kullanılır. Uyarılmış durumda hepsi yeşil ışık yayan oksit. 2. Manyeto-optik depolama malzemeleri, Son yıllarda nano-terbiyum oksit manyeto-optik malzemeler araştırılmış ve geliştirilmiştir. Tb-Fe amorf filmden yapılmış manyeto-optik disk, bilgisayar depolama elemanı olarak kullanılır ve depolama kapasitesi 10 ~ 15 kat artırılabilir. 3. Manyeto-optik cam, nanometre terbiyum oksit içeren Faraday optik olarak aktif cam, rotatörler, izolatörler, annülatörler yapmak için önemli bir malzemedir ve lazer teknolojisinde yaygın olarak kullanılır. Nanometre terbiyum oksit nanometre disprosyum oksit esas olarak sonarda kullanılır ve yaygın olarak kullanılmaktadır. uçak uzay teleskopunun yakıt enjeksiyon sistemi, sıvı valf kontrolü, mikro konumlandırma, mekanik aktüatör, mekanizma ve kanat regülatörü gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Nano Disprosyum oksit Dy2O3

Dy2O3 nano disprosyum oksitin ana kullanım alanları şunlardır:1. Nano-disprosyum oksit, fosforun aktivatörü olarak kullanılır ve üç değerlikli nano-disprosyum oksit, tek ışıldayan merkeze sahip üç renkli ışıldayan malzemelerin ümit verici aktive edici bir iyonudur. Esas olarak iki emisyon bandından oluşur, biri sarı ışık emisyonu, diğeri mavi ışık emisyonudur ve nano-disprosyum oksit katkılı ışıldayan malzemeler üç renkli fosfor olarak kullanılabilir.2. Nanometre disprosyum oksit, mekanik hareketin bazı hassas aktivitelerini gerçekleştirebilen büyük manyetostriktif alaşım nano-terbiyum oksit ve nano-disprosyum oksit ile Terfenol alaşımını hazırlamak için gerekli bir metal hammaddesidir. 3. Nanometre disprosyum oksit metali, yüksek kayıt hızı ve okuma hassasiyeti ile manyeto-optik depolama malzemesi olarak kullanılabilir. 4. Nanometre disprosyum oksit lambasının hazırlanmasında kullanılır. Nano disprosyum oksit lambada kullanılan çalışma maddesi, yüksek parlaklık, iyi renk, yüksek renk sıcaklığı, küçük boyut ve kararlı ark avantajlarına sahip olan nano disprosyum oksittir ve film ve baskı için aydınlatma kaynağı olarak kullanılır. 5. Nanometre disprosyum oksit, nötron enerji spektrumunu ölçmek için veya geniş nötron yakalama kesit alanı nedeniyle atom enerjisi endüstrisinde nötron emici olarak kullanılır.

Ho2O3 Nanometre

Nano-holmiyum oksidin ana kullanımları aşağıdaki gibidir: 1. Metal halojen lambanın bir katkı maddesi olarak metal halojen lamba, yüksek basınçlı cıva lambası temelinde geliştirilen bir tür gaz deşarj lambasıdır ve özelliği ampulün çeşitli nadir toprak halojenürleriyle dolu olduğu. Şu anda, gaz deşarjı sırasında farklı spektral çizgiler yayan nadir toprak iyodürleri esas olarak kullanılmaktadır. Nano-holmiyum oksit lambasında kullanılan çalışma maddesi, ark bölgesinde daha yüksek metal atomu konsantrasyonu elde edebilen nano-holmiyum oksit iyodürdür. Radyasyon verimliliğini büyük ölçüde artırır. 2. Nanometre holmiyum oksit, itriyum demir veya itriyum alüminyum garnetin katkı maddesi olarak kullanılabilir; 3. Nano-holmiyum oksit, 2μm lazer yayabilen itriyum demir alüminyum garnet (Ho:YAG) olarak kullanılabilir ve insan dokusunun 2μm lazere emilim oranı yüksektir. Hd'den neredeyse üç kat daha yüksektir: YAG0. Bu nedenle, Ho:YAG lazeri tıbbi operasyon için kullanırken, yalnızca operasyon verimliliğini ve doğruluğunu artırmakla kalmaz, aynı zamanda termal hasar alanını da daha küçük bir boyuta indirir. Nano holmiyum oksit kristalinin ürettiği serbest ışın, aşırı ısı üretmeden yağları yok edebilir, böylece sağlıklı dokuların neden olduğu termal hasarı azaltır. Amerika Birleşik Devletleri'nde glokomun nanometre holmiyum oksit lazerle tedavisinin, ameliyat. 4. Manyetostriktif alaşım Terfenol-D'de, alaşımın doyma mıknatıslanması için gereken dış alanı azaltmak için az miktarda nano boyutlu holmiyum oksit de eklenebilir.5. Ayrıca nano-holmiyum oksit katkılı optik fiber, fiber optik lazerler, fiber optik amplifikatörler, fiber optik sensörler vb. gibi optik iletişim cihazlarının yapımında kullanılabilir. Günümüzün hızlı fiber optik iletişiminde daha önemli bir rol oynayacaktır.

Nano Erbiyum(III) oksit

Başlıca kullanım alanları şunlardır:

1. 1550nm'de nanometre Erbiyum(III) oksitin ışık emisyonu özel bir öneme sahiptir, çünkü bu dalga boyu, Fiber optik iletişimin optik fiberinde tam olarak minimum kayıptır. 980 nm ve 1480 nm'deki ışıkla uyarıldıktan sonra nanometre Erbiyum(III) oksit iyonu, 4115/2 temel durumundan 4113/2 yüksek enerji durumuna geçiş yapar. Yüksek enerji halindeki Er3+ temel duruma geri döndüğünde 1550 nm dalga boyunda ışık yayar. Kuvars elyafı çeşitli dalga boylarındaki ışığı iletebilir. Bununla birlikte, farklı optik zayıflama oranları farklılık gösterir; 1550nm frekans bandı, kuvars elyaf iletiminde neredeyse zayıflama oranının alt sınırı olan en düşük optik zayıflama oranına (kilometre başına 0,15 desibel) sahiptir. Bu nedenle 1550nm'de sinyal ışığı olarak fiber optik iletişim kullanıldığında ışık kaybı minimuma indirilir. Bu şekilde, uygun matrise uygun konsantrasyonda nano Erbium(III) oksit katkılanırsa amplifikatör, iletişim sistemindeki kaybı lazer prensibine göre telafi edebilir. Bu nedenle, 1550nm optik sinyalin güçlendirilmesi gereken telekomünikasyon ağında nano Erbium(III) oksit katkılı fiber amplifikatör vazgeçilmez bir optik cihazdır. Şu anda nano Erbium(III) oksit katkılı silika fiber amplifikatör ticarileştirilmiştir. Gereksiz emilimi önlemek amacıyla, elyaftaki nano Erbium(III) oksit katkı miktarının onlarca ila yüzlerce ppm olduğu bildirilmektedir. Optik fiber iletişiminin hızlı gelişimi, nano Erbium(III) oksidin yeni bir uygulama alanını açacaktır.

2. Nanometre Erbium(III) oksit katkılı lazer kristali ve 1730nm lazeri ve 1550nm lazer çıkışı insan gözü için güvenlidir, iyi bir atmosferik iletim performansına sahiptir, savaş alanına güçlü duman nüfuz etme kabiliyetine sahiptir, iyi bir gizlilik sağlar, olması kolay değildir düşman tarafından tespit edilir ve askeri hedefleri aydınlatırken büyük bir kontrast oluşturur. Askeri kullanım için insan gözü için güvenli olan taşınabilir bir Lazer telemetre yapılmıştır.

3. Nanometre Erbiyum(III) oksit, şu anda en büyük çıkış darbe enerjisine ve en yüksek çıkış gücüne sahip katı lazer malzemesi olan nadir toprak cam lazer malzemesini yapmak için cama eklenebilir.

4. Nanometre Erbiyum(III) oksit, nadir toprak yukarı dönüşüm lazer malzemelerinin aktivasyon iyonu olarak da kullanılabilir.

5. Nanometre Erbiyum(III) oksit aynı zamanda gözlük camı ve kristal camın renginin giderilmesinde ve renklendirilmesinde de kullanılabilir.

Nanometre itriyum oksit (Y2O3)

Nano itriyum oksidin başlıca kullanım alanları şunlardır: 1. Çelik ve demir dışı alaşımlar için katkı maddeleri. FeCr alaşımı genellikle bu paslanmaz çeliklerin oksidasyon direncini ve sünekliğini artırabilen %0,5 ~ %4 nano itriyum oksit içerir. MB26 alaşımına nanometre itriyum oksit açısından zengin karışık nadir toprak karışımının uygun miktarda eklenmesinden sonra, alaşımın kapsamlı özellikleri açıkça ortaya çıktı. dün geliştirildi, uçakların stresli bileşenleri için bazı orta ve güçlü alüminyum alaşımlarının yerini alabilir; Al-Zr alaşımına az miktarda nano itriyum oksit nadir toprak eklenmesi alaşımın iletkenliğini artırabilir; Alaşım Çin'deki çoğu tel fabrikası tarafından benimsenmiştir. İletkenliği ve mekanik mukavemeti arttırmak için bakır alaşımına nano-itriyum oksit eklendi. 2. %6 nano itriyum oksit ve %2 alüminyum içeren silikon nitrür seramik malzeme. Motor parçaları geliştirmek için kullanılabilir. 3. 400 watt gücünde nano neodimyum oksit alüminyum garnet lazer ışını kullanılarak büyük ölçekli bileşenler üzerinde delme, kesme, kaynaklama ve diğer mekanik işlemler gerçekleştirilir. 4. Y-Al garnet tek kristalden oluşan elektron mikroskobu ekranı, yüksek floresans parlaklığına, dağınık ışığın düşük emilimine ve iyi yüksek sıcaklık direncine ve mekanik aşınma direncine sahiptir.5. %90 nano gadolinyum oksit içeren yüksek nano itriyum oksit yapılı alaşım, havacılıkta ve düşük yoğunluk ve yüksek erime noktası gerektiren diğer durumlarda uygulanabilir. 6. %90 nano itriyum oksit içeren yüksek sıcaklıktaki proton iletken malzemeler, yüksek hidrojen çözünürlüğü gerektiren yakıt hücreleri, elektrolitik hücreler ve gaz sensörlerinin üretiminde büyük önem taşımaktadır. Ayrıca nano-itriyum oksit, elektronik endüstrisinde yüksek sıcaklıkta püskürtmeye dayanıklı malzeme, atomik reaktör yakıtının seyrelticisi, kalıcı mıknatıs malzemesi katkı maddesi ve alıcı olarak da kullanılır.

Yukarıdakilere ek olarak nano nadir toprak oksitler, insan sağlığı ve çevrenin korunmasına yönelik giyim malzemelerinde de kullanılabilir. Mevcut araştırma birimlerine göre hepsinin belirli yönleri var: anti-ultraviyole radyasyon; Hava kirliliği ve ultraviyole radyasyon cilt hastalıklarına ve cilt kanserlerine yatkındır; Kirliliğin önlenmesi, kirleticilerin giysilere yapışmasını zorlaştırır; Aynı zamanda ısınmayı önleyici yönde de çalışmalar yapılmaktadır. Deri sert ve kolay eskidiği için yağmurlu günlerde küflenmeye daha yatkındır. Deri, yaşlanması ve küflenmesi kolay olmayan nano nadir toprak seryum oksit ile ağartılarak yumuşatılabilir ve giyilmesi rahattır. Son yıllarda nano kaplama malzemeleri de nano malzeme araştırmalarının odağında yer almakta ve ana araştırma fonksiyonel kaplamalar üzerine yoğunlaşmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde 80 nm'lik Y2O3, kızılötesi koruyucu kaplama olarak kullanılabilir. Isıyı yansıtma verimliliği çok yüksektir. CeO2 yüksek kırılma indeksine ve yüksek stabiliteye sahiptir. Kaplamaya nano nadir toprak itriyum oksit, nano lantan oksit ve nano seryum oksit tozu eklendiğinde, dış duvar yaşlanmaya karşı direnç gösterebilir, çünkü boya güneş ışığına ve ultraviyole ışınlara maruz kaldığından dış duvar kaplamasının eskimesi ve düşmesi kolaydır. uzun süre dayanır ve seryum oksit ve itriyum oksit eklendikten sonra ultraviyole ışınlara karşı direnç gösterebilir. Üstelik parçacık boyutu çok küçüktür ve kullanılması beklenen ultraviyole emici olarak nano seryum oksit kullanılır. Dış mekandaki büyük reklam panolarını en iyi şekilde koruyabilen ve iç duvar kaplamaları için küf, nem ve kirliliği önleyebilen ultraviyole ışınımı, tanklar, otomobiller, gemiler, petrol depolama tankları vb. nedeniyle plastik ürünlerin yaşlanmasını önleyin. Parçacık boyutunun küçük olması nedeniyle tozun duvara yapışması kolay değildir ve su ile temizlenebilir. Nano nadir toprak oksitlerin hala daha fazla araştırılıp geliştirilecek birçok kullanım alanı var ve bunun daha parlak bir geleceğe sahip olacağını içtenlikle umuyoruz.