Вести - Нанометриски ретки земни материјали, нова сила во индустриската револуција

Нанометриски ретки земни материјали, нова сила во индустриската револуција

Нанотехнологијата е нова интердисциплинарна област постепено развиена кон крајот на 1980-тите и почетокот на 1990-тите. Бидејќи има голем потенцијал за создавање нови производствени процеси, нови материјали и нови производи, таа ќе започне нова индустриска револуција во новиот век. Сегашното ниво на развој на нанонауката и нанотехнологијата е слично на она на компјутерската и информатичката технологија во 1950-тите. Повеќето научници посветени на оваа област предвидуваат дека развојот на нанотехнологијата ќе има широко и далекусежно влијание врз многу аспекти на технологијата. Научниците веруваат дека таа има чудни својства и уникатни перформанси. Главните ефекти на ограничување што водат до чудните својства на нано ретките земни материјали се ефектот на специфична површина, ефектот на мала големина, ефектот на интерфејсот, ефектот на транспарентност, ефектот на тунел и макроскопскиот квантен ефект. Овие ефекти ги прават физичките својства на наносистемот различни од оние на конвенционалните материјали во светлина, електрична енергија, топлина и магнетизам, и претставуваат многу нови карактеристики. Во иднина, постојат три главни насоки за научниците да истражуваат и развиваат нанотехнологија: подготовка и примена на наноматеријали со одлични перформанси; Дизајнирање и подготовка на разни нано уреди и опрема; Детектирање и анализа на својствата на нанорегионите. Во моментов, нано ретките земјини метали главно ги има следниве насоки на примена, а нивната примена треба понатаму да се развива во иднина.

Нанометарски лантан оксид (La2O3)

Нанометарскиот лантан оксид се применува на пиезоелектрични материјали, електротермални материјали, термоелектрични материјали, материјали за магнеторезистенција, луминисцентни материјали (син прав), материјали за складирање на водород, оптичко стакло, ласерски материјали, разни легирани материјали, катализатори за подготовка на органски хемиски производи и катализатори за неутрализирање на автомобилски издувни гасови, а земјоделските филмови за конверзија на светлина се применуваат и на нанометарски лантан оксид.

Нанометарски цериум оксид (CeO2)

Главните употреби на нано цериум оксид се следниве: 1. Како додаток на стакло, нано цериум оксидот може да апсорбира ултравиолетови зраци и инфрацрвени зраци и се применува на автомобилско стакло. Тој не само што може да спречи ултравиолетови зраци, туку и да ја намали температурата во автомобилот, со што се заштедува електрична енергија за климатизација. 2. Примената на нано цериум оксид во катализатор за прочистување на издувните гасови од автомобили може ефикасно да спречи испуштање на голема количина издувни гасови од автомобили во воздухот. 3. Нано-цериум оксидот може да се користи во пигменти за боење пластика, а може да се користи и во индустриите за премачкување, мастило и хартија. 4. Примената на нано цериум оксид во материјали за полирање е широко призната како високопрецизен услов за полирање на силиконски плочки и подлоги од сафирни монокристали. 5. Покрај тоа, нано цериум оксидот може да се примени и на материјали за складирање на водород, термоелектрични материјали, нано цериум оксид волфрамски електроди, керамички кондензатори, пиезоелектрична керамика, нано цериум оксид силициум карбидни абразиви, суровини од горивни ќелии, катализатори за бензин, некои трајни магнетни материјали, разни легирани челици и обоени метали итн.

Нанометарскиот празеодиум оксид (Pr6O11)

Главните употреби на нанометарскиот празеодиум оксид се следниве: 1. Широко се користи во градежна керамика и керамика за секојдневна употреба. Може да се меша со керамичка глазура за да се направи обоена глазура, а може да се користи и како пигмент за подглазура сам. Подготвениот пигмент е светло жолт со чист и елегантен тон. 2. Се користи за производство на трајни магнети и е широко користен во разни електронски уреди и мотори. 3. Се користи за каталитичко крекирање на нафта. Активноста, селективноста и стабилноста на катализата можат да се подобрат. 4. Нано-празеодиум оксидот може да се користи и за абразивно полирање. Покрај тоа, примената на нанометарскиот празеодиум оксид во областа на оптичките влакна е сè пообемна. Нанометарскиот неодиум оксид (Nd2O3) Нанометарскиот неодиум оксид стана жешка точка на пазарот со години поради неговата единствена позиција во областа на ретките земјини елементи. Нано-неодимиум оксидот се применува и кај обоени материјали. Додавањето на 1,5%~2,5% нано неодимиум оксид во магнезиумска или алуминиумска легура може да ги подобри перформансите на високи температури, непропустливоста на воздух и отпорноста на корозија на легурата, а широко се користи како воздухопловен материјал за авијација. Покрај тоа, нано итриумскиот алуминиумски гранат допиран со нано неодимиум оксид произведува краткобранов ласерски зрак, кој е широко користен за заварување и сечење тенки материјали со дебелина под 10 mm во индустријата. Од медицинска страна, нано-YAG ласерот допиран со нано-Nd_2O_3 се користи за отстранување на хируршки рани или дезинфекција на рани наместо хируршки ножеви. Нанометарскиот неодимиум оксид се користи и за боење стакло и керамички материјали, гумени производи и адитиви.

Наночестички од самариум оксид (Sm2O3)

Главните употреби на нано-големиот самариум оксид се: нано-големиот самариум оксид е светло жолт, кој се применува на керамички кондензатори и катализатори. Покрај тоа, нано-големиот самариум оксид има нуклеарни својства и може да се користи како структурен материјал, заштитен материјал и контролен материјал на атомски енергетски реактор, така што огромната енергија генерирана од нуклеарна фисија може безбедно да се користи. Наночестичките од европиум оксид (Eu2O3) најчесто се користат во фосфори. Eu3+ се користи како активатор на црвен фосфор, а Eu2+ се користи како син фосфор. Y0O3:Eu3+ е најдобриот фосфор во однос на светлосната ефикасност, стабилноста на облогата, трошоците за обновување итн., и е широко користен поради подобрувањето на светлосната ефикасност и контрастот. Неодамна, нано-европиум оксидот се користи и како стимулиран емисионен фосфор за нов систем за медицинска дијагностика со Х-зраци. Нано-европиум оксидот може да се користи и за производство на обоени леќи и оптички филтри, за уреди за складирање на магнетни меурчиња, а може да ги покаже своите таленти и во контролни материјали, заштитени материјали и структурни материјали на атомски реактори. Ситните честички гадолиниум европиум оксид (Y2O3:Eu3+) црвен фосфор беа подготвени со употреба на нано итриум оксид (Y2O3) и нано европиум оксид (Eu2O3) како суровини. При употреба за подготовка на тробојни ретки земни фосфори, беше откриено дека: (а) може добро и рамномерно да се измеша со зелен прав и син прав; (б) Добри перформанси на обложување; (в) Бидејќи големината на честичките на црвениот прав е мала, специфичната површина се зголемува и бројот на луминисцентни честички се зголемува, количината на црвен прав во тробојните ретки земни фосфори може да се намали, што резултира со пониска цена.

Наночестички од гадолиниум оксид (Gd2O3)

Неговите главни употреби се следниве: 1. Неговиот парамагнетен комплекс растворлив во вода може да го подобри NMR сигналот за снимање на човечкото тело при медицински третман. 2. Базниот сулфур оксид може да се користи како матрична мрежа на осцилоскопска цевка и рендгенски екран со посебна осветленост. 3. Нано-гадолиниум оксид во нано-гадолиниум галиум гранат е идеален единечен супстрат за магнетна меморија на меурчиња. 4. Кога нема ограничување на Камотовиот циклус, може да се користи како цврст магнетен медиум за ладење. 5. Се користи како инхибитор за контрола на нивото на верижна реакција на нуклеарните централи за да се обезбеди безбедноста на нуклеарните реакции. Покрај тоа, употребата на нано-гадолиниум оксид и нано-лантан оксид е корисна за промена на регионот на витрификација и подобрување на термичката стабилност на стаклото. Нано-гадолиниум оксидот може да се користи и за производство на кондензатори и рендгенски интензивирачки екрани. Во моментов, светот вложува големи напори за развој на примената на нано-гадолиниум оксид и неговите легури во магнетното ладење и постигна револуционерен напредок.

Наночестички од тербиум оксид (Tb4O7)

Главните области на примена се следниве: 1. Фосфорите се користат како активатори на зелен прав кај триколорните фосфори, како што се фосфатна матрица активирана со нано тербиум оксид, силикатна матрица активирана со нано тербиум оксид и нано цериум оксид магнезиум алуминат матрица активирана со нано тербиум оксид, кои сите емитуваат зелена светлина во возбудена состојба. 2. Магнето-оптички материјали за складирање, Во последниве години, се истражуваат и развиваат магнето-оптички материјали од нано-тербиум оксид. Магнето-оптичкиот диск направен од аморфна фолија Tb-Fe се користи како елемент за складирање на компјутер, а капацитетот за складирање може да се зголеми за 10-15 пати. 3. Магнето-оптичко стакло, Фарадеев оптички активно стакло кое содржи нанометарски тербиум оксид, е клучен материјал за производство на ротатори, изолатори, анулатори и широко се користи во ласерската технологија. Нанометарскиот тербиум оксид, нанометарскиот диспрозиум оксид, главно се користи во сонарот и е широко користен во многу области, како што се систем за вбризгување на гориво, контрола на вентили за течност, микропозиционирање, механички актуатор, механизам и регулатор на крилата на вселенски телескопи на авиони. Главните употреби на Dy2O3 нано диспрозиум оксид се: 1. Нано-диспрозиум оксидот се користи како активатор на фосфор, а тривалентниот нано-диспрозиум оксид е ветувачки активирачки јон на триколорни луминисцентни материјали со еден луминисцентен центар. Главно се состои од два емисиони опсези, едниот е емисија на жолта светлина, другиот е емисија на сина светлина, а луминисцентните материјали допирани со нано-диспрозиум оксид можат да се користат како триколорни фосфори. 2. Нанометарскиот диспрозиум оксид е неопходна метална суровина за подготовка на терфенол легура со голема магнетостриктивна легура нано-тербиум оксид и нано-диспрозиум оксид, која може да реализира некои прецизни активности на механичко движење. 3. Нанометарскиот диспрозиум оксид може да се користи како магнето-оптички материјал за складирање со висока брзина на снимање и чувствителност на читање. 4. Се користи за подготовка на нанометарска диспрозиум оксидна ламба. Работната супстанца што се користи во нано диспрозиум оксидната ламба е нано диспрозиум оксид, кој има предности на висока осветленост, добра боја, висока температура на бојата, мала големина и стабилен лак, и се користи како извор на осветлување за филм и печатење. 5. Нанометарскиот диспрозиум оксид се користи за мерење на спектарот на неутронска енергија или како апсорбер на неутрони во индустријата за атомска енергија поради неговата голема површина на пресек за зафаќање на неутрони.

Ho _ 2O _ 3 Нанометри

Главните употреби на нано-холмиум оксид се следниве: 1. Како додаток на метална халогена светилка, металната халогена светилка е вид на гасно празнење светилка, која е развиена врз основа на живина светилка под висок притисок, а нејзината карактеристика е тоа што сијалицата е исполнета со разни халогениди на ретки земи. Во моментов, главно се користат јодиди на ретки земи, кои емитуваат различни спектрални линии кога гасот се празне. Работната супстанца што се користи во нано-холмиум оксидната светилка е нано-холмиум оксид јодид, кој може да добие поголема концентрација на метални атоми во зоната на лак, со што значително се подобрува ефикасноста на зрачењето. 2. Нанометарскиот холмиум оксид може да се користи како додаток на итриум железо или итриум алуминиум гранат; 3. Нано-холмиум оксид може да се користи како итриум железо алуминиум гранат (Ho:YAG), кој може да емитува ласер од 2μm, а стапката на апсорпција на човечкото ткиво на ласер од 2μm е висока. Таа е речиси три реда на големина поголема од Hd:YAG0. Затоа, при употреба на Ho:YAG ласер за медицински операции, не само што може да се подобри ефикасноста и точноста на работењето, туку и да се намали површината на термичко оштетување на помала големина. Слободниот зрак генериран од кристалот на нано холмиум оксид може да ги елиминира мастите без да генерира прекумерна топлина, со што се намалува термичкото оштетување предизвикано од здравите ткива. Објавено е дека третманот на глауком со нанометарски холмиум оксид ласер во Соединетите Американски Држави може да ја намали болката при операција. 4. Во магнетостриктивната легура Terfenol-D, може да се додаде и мала количина на нано-холмиум оксид за да се намали надворешното поле потребно за сатурација на магнетизацијата на легурата. 5. Покрај тоа, оптичко влакно допирано со нано-холмиум оксид може да се користи за производство на оптички комуникациски уреди како што се ласери од оптички влакна, засилувачи од оптички влакна, сензори од оптички влакна итн. Ќе игра поважна улога во денешната брза комуникација преку оптички влакна.

Нанометарски итриум оксид (Y2O3)

Главните употреби на нано-итриум оксид се следниве: 1. Адитиви за челик и обоени легури. Легурата FeCr обично содржи 0,5%~4% нано-итриум оксид, што може да ја зголеми отпорноста на оксидација и еластичноста на овие нерѓосувачки челици. По додавањето на соодветна количина на мешана реткоземна метална материја богата со нанометриски итриум оксид во легурата MB26, сеопфатните својства на легурата очигледно беа подобрени вчера. Може да замени некои средно силни алуминиумски легури за напрегнатите компоненти на авионите; Додавањето мала количина на нано-итриум оксид во легурата Al-Zr може да ја подобри спроводливоста на легурата; Легурата е усвоена од повеќето фабрики за жици во Кина. Нано-итриум оксид е додаден во бакарна легура за да се подобри спроводливоста и механичката цврстина. 2. Керамички материјал од силициум нитрид што содржи 6% нано-итриум оксид и 2% алуминиум. Може да се користи за развој на делови од мотори. 3. Дупчењето, сечењето, заварувањето и другата механичка обработка се изведуваат на компоненти од голем обем со користење на ласерски зрак од алуминиумски гранат од нано неодимиум оксид со моќност од 400 вати. 4. Екранот за електронски микроскоп составен од Y-Al гранатен монокристал има висока флуоресцентна осветленост, ниска апсорпција на расфрлана светлина и добра отпорност на високи температури и механичка отпорност на абење. 5. Легурата со висока нано итриум оксид што содржи 90% нано гадолиниум оксид може да се примени во авијацијата и други прилики што бараат ниска густина и висока точка на топење. 6. Материјалите за протонска спроводливост на високи температури што содржат 90% нано итриум оксид се од големо значење за производството на горивни ќелии, електролитски ќелии и сензори за гас што бараат висока растворливост на водород. Покрај тоа, нано-итриум оксидот се користи и како материјал отпорен на прскање на високи температури, разредувач на гориво за атомски реактор, додаток на материјал со постојан магнет и гетер во електронската индустрија.

Покрај горенаведеното, нано оксидите на ретки земни елементи можат да се користат и во материјали за облека за заштита на здравјето на луѓето и заштита на животната средина. Од тековните истражувачки единици, сите тие имаат одредени насоки: анти-ултравиолетово зрачење; Загадувањето на воздухот и ултравиолетовото зрачење се склони кон кожни заболувања и рак на кожа; Превенцијата од загадување го отежнува залепувањето на загадувачите на облеката; Исто така, се изучува во насока на заштита од топлина. Бидејќи кожата е тврда и лесна за стареење, таа е најсклона кон мувла во дождливите денови. Кожата може да се омекне со белење со нано цериум оксид на ретки земни елементи, кој не е лесен за стареење и мувла, а е удобен за носење. Во последниве години, материјалите за нано-премачкување се исто така во фокусот на истражувањето на наноматеријалите, а главното истражување се фокусира на функционалните премази. Y2O3 со 80nm во Соединетите Американски Држави може да се користи како инфрацрвен заштитен премаз. Ефикасноста на рефлектирачката топлина е многу висока. CeO2 има висок индекс на прекршување и висока стабилност. Кога на премазот се додаваат нано ретки земни итриум оксид, нано лантан оксид и нано цериум оксид во прав, надворешниот ѕид може да се спротивстави на стареењето, бидејќи надворешниот ѕиден премаз лесно старее и паѓа бидејќи бојата е изложена на сончева светлина и ултравиолетови зраци долго време, а може да се спротивстави на ултравиолетовите зраци по додавањето на цериум оксид и итриум оксид. Покрај тоа, неговата големина на честички е многу мала, а нано цериум оксидот се користи како апсорбер на ултравиолетови зраци, за кој се очекува да се користи за спречување на стареење на пластични производи поради ултравиолетово зрачење, резервоари, автомобили, бродови, резервоари за складирање нафта итн., што најдобро може да ги заштити големите билборди на отворено и да спречи мувла, влага и загадување за внатрешни ѕидни премази. Поради малата големина на честичките, прашината не се лепи лесно за ѕидот. И може да се исчисти со вода. Сè уште има многу употреби на нано ретки земни оксиди што треба дополнително да се истражат и развијат, и искрено се надеваме дека ќе има побрилијантна иднина.