Lajme - Materialet e rralla tokësore nanometrike, një forcë e re në revolucionin industrial

Materialet e rralla të tokës nanometrike, një forcë e re në revolucionin industrial

Nanoteknologjia është një fushë e re ndërdisiplinore e zhvilluar gradualisht në fund të viteve 1980 dhe fillim të viteve 1990. Meqenëse ka potencial të madh për të krijuar procese të reja prodhimi, materiale dhe produkte të reja, ajo do të nisë një revolucion të ri industrial në shekullin e ri. Niveli aktual i zhvillimit të nanoshkencës dhe nanoteknologjisë është i ngjashëm me atë të teknologjisë kompjuterike dhe të informacionit në vitet 1950. Shumica e shkencëtarëve të përkushtuar ndaj kësaj fushe parashikojnë se zhvillimi i nanoteknologjisë do të ketë një ndikim të gjerë dhe të gjerë në shumë aspekte të teknologjisë. Shkencëtarët besojnë se ajo ka veti të çuditshme dhe performancë unike. Efektet kryesore të kufizimit që çojnë në vetitë e çuditshme të materialeve nano të rralla të tokës janë efekti specifik i sipërfaqes, efekti i madhësisë së vogël, efekti i ndërfaqes, efekti i transparencës, efekti i tunelit dhe efekti kuantik makroskopik. Këto efekte i bëjnë vetitë fizike të sistemit nano të ndryshme nga ato të materialeve konvencionale në dritë, energji elektrike, nxehtësi dhe magnetizëm, dhe paraqesin shumë karakteristika të reja. Në të ardhmen, ekzistojnë tre drejtime kryesore për shkencëtarët për të kërkuar dhe zhvilluar nanoteknologjinë: përgatitja dhe aplikimi i nanomaterialeve me performancë të shkëlqyer; Projektimi dhe përgatitja e pajisjeve dhe pajisjeve të ndryshme nano; Zbulimi dhe analizimi i vetive të nano-rajoneve. Aktualisht, nano-metalinet e rralla të tokës kryesisht kanë drejtimet e mëposhtme të aplikimit, dhe zbatimi i tyre duhet të zhvillohet më tej në të ardhmen.

Oksid lantanumi nanometër (La2O3)

Oksidi i lantanit nanometër aplikohet në materiale piezoelektrike, materiale elektrotermale, materiale termoelektrike, materiale magnetorezistente, materiale lumineshente (pluhur blu), materiale për ruajtjen e hidrogjenit, qelq optik, materiale lazeri, materiale të ndryshme aliazhesh, katalizatorë për përgatitjen e produkteve kimike organike dhe katalizatorë për neutralizimin e shkarkimeve të automobilave, dhe filmat bujqësorë të konvertimit të dritës aplikohen gjithashtu në oksidin e lantanit nanometër.

Oksid ceriumi nanometër (CeO2)

Përdorimet kryesore të oksidit të nanoceriumit janë si më poshtë: 1. Si një aditiv qelqi, oksidi i nanoceriumit mund të thithë rrezet ultravjollcë dhe rrezet infra të kuqe, dhe është aplikuar në xhamin e automobilave. Ai jo vetëm që mund të parandalojë rrezet ultravjollcë, por edhe të ulë temperaturën brenda makinës, duke kursyer kështu energji elektrike për ajër të kondicionuar. 2. Aplikimi i oksidit të nanoceriumit në katalizatorin e pastrimit të shkarkimeve të automobilave mund të parandalojë në mënyrë efektive shkarkimin e një sasie të madhe të gazrave të shkarkimit të automobilave në ajër. 3. Oksidi i nanoceriumit mund të përdoret në pigment për të ngjyrosur plastikën, dhe gjithashtu mund të përdoret në industrinë e veshjes, bojës dhe letrës. 4. Aplikimi i oksidit të nanoceriumit në materialet e lustrimit është njohur gjerësisht si një kërkesë me precizion të lartë për lustrimin e pllakave të silikonit dhe substrateve me kristal të vetëm safir. 5. Përveç kësaj, oksidi i nanoceriumit mund të aplikohet gjithashtu në materialet e ruajtjes së hidrogjenit, materialet termoelektrike, elektrodat e tungstenit të oksidit të nanoceriumit, kondensatorët qeramikë, qeramikën piezoelektrike, gërryesit e karabit të silikonit të oksidit të nanoceriumit, lëndët e para të qelizave të karburantit, katalizatorët e benzinës, disa materiale magnetike të përhershme, çelikë të ndryshëm të aliazhit dhe metale jo-hekurore, etj.

Oksidi i praseodimit nanometër (Pr6O11)

Përdorimet kryesore të oksidit të praseodimit nanometër janë si më poshtë: 1. Përdoret gjerësisht në ndërtimin e qeramikës dhe qeramikës së përdorimit të përditshëm. Mund të përzihet me lustër qeramike për të bërë lustër me ngjyra, dhe gjithashtu mund të përdoret vetëm si pigment nën lustër. Pigmenti i përgatitur është i verdhë i çelët me një ton të pastër dhe elegant. 2. Përdoret për prodhimin e magneteve të përhershëm dhe përdoret gjerësisht në pajisje dhe motorë të ndryshëm elektronikë. 3. Përdoret për plasaritjen katalitike të naftës. Aktiviteti, selektiviteti dhe stabiliteti i katalizës mund të përmirësohen. 4. Oksidi nano-praseodimi mund të përdoret gjithashtu për lustrim gërryes. Përveç kësaj, aplikimi i oksidit të praseodimit nanometër në fushën e fibrave optike është gjithnjë e më i gjerë. Oksidi i neodimit nanometër (Nd2O3) Oksidi i neodimit nanometër është bërë një pikë e nxehtë në treg për shumë vite për shkak të pozicionit të tij unik në fushën e metaleve të rralla të tokës. Oksidi nano-neodimi përdoret gjithashtu në materialet jo-hekurore. Shtimi i 1.5%~2.5% oksid nano-neodimi në aliazhin e magnezit ose aluminit mund të përmirësojë performancën në temperatura të larta, hermeticitetin e ajrit dhe rezistencën ndaj korrozionit të aliazhit, dhe përdoret gjerësisht si material hapësinor për aviacionin. Përveç kësaj, granati i aluminit nano-itrium i dopuar me oksid nano-neodimi prodhon rreze lazeri me valë të shkurtër, e cila përdoret gjerësisht për saldimin dhe prerjen e materialeve të holla me trashësi nën 10 mm në industri. Nga ana mjekësore, lazeri Nano-YAG i dopuar me nano-Nd_2O_3 përdoret për të hequr plagët kirurgjikale ose për të dezinfektuar plagët në vend të thikave kirurgjikale. Oksidi nano-neodimi përdoret gjithashtu për ngjyrosjen e materialeve të qelqit dhe qeramikës, produkteve të gomës dhe aditivëve.

Nanopjesëzat e oksidit të samariumit (Sm2O3)

Përdorimet kryesore të oksidit të samariumit me madhësi nano janë: oksidi i samariumit me madhësi nano është i verdhë i çelët, i cili aplikohet në kondensatorët dhe katalizatorët qeramikë. Përveç kësaj, oksidi i samariumit me madhësi nano ka veti bërthamore dhe mund të përdoret si material strukturor, material mbrojtës dhe material kontrolli i reaktorit të energjisë atomike, në mënyrë që energjia e madhe e gjeneruar nga ndarja bërthamore të mund të përdoret në mënyrë të sigurt. Nanopjesëzat e oksidit të europiumit (Eu2O3) përdoren kryesisht në fosfore. Eu3+ përdoret si aktivizues i fosforit të kuq, dhe Eu2+ përdoret si fosfor blu. Y0O3:Eu3+ është fosfori më i mirë në efikasitetin ndriçues, stabilitetin e veshjes, koston e rikuperimit, etj., dhe po përdoret gjerësisht për shkak të përmirësimit të efikasitetit ndriçues dhe kontrastit. Kohët e fundit, oksidi i nanoeuropiumit përdoret gjithashtu si fosfor i emetimit të stimuluar për sistemin e ri të diagnostikimit mjekësor me rreze X. Oksidi i nanoeuropiumit mund të përdoret gjithashtu për prodhimin e lenteve me ngjyra dhe filtrave optikë, për pajisjet magnetike të ruajtjes së flluskave, dhe gjithashtu mund të tregojë talentin e tij në materialet e kontrollit, materialet mbrojtëse dhe materialet strukturore të reaktorëve atomikë. Fosfori i kuq i oksidit të gadolinium europiumit (Y2O3:Eu3+) në formë grimcash të imëta u përgatit duke përdorur oksid nano itriumi (Y2O3) dhe oksid nano europiumi (Eu2O3) si lëndë të para. Kur u përdor për të përgatitur fosforin trengjyrësh të tokës së rrallë, u zbulua se: (a) mund të përzihet mirë dhe në mënyrë uniforme me pluhurin jeshil dhe pluhurin blu; (b) Performancë e mirë e veshjes; (c) Meqenëse madhësia e grimcave të pluhurit të kuq është e vogël, sipërfaqja specifike rritet dhe numri i grimcave lumineshente rritet, sasia e pluhurit të kuq në fosforët trengjyrësh të tokës së rrallë mund të zvogëlohet, duke rezultuar në kosto më të ulët.

Nanopjesëzat e oksidit të gadoliniumit (Gd2O3)

Përdorimet e tij kryesore janë si më poshtë: 1. Kompleksi i tij paramagnetik i tretshëm në ujë mund të përmirësojë sinjalin e imazhit NMR të trupit të njeriut në trajtimin mjekësor. 2. Oksidi i squfurit bazë mund të përdoret si rrjetë matrice e tubit të osciloskopit dhe ekranit me rreze X me shkëlqim të veçantë. 3. Oksidi nano-gadolinium në granatin e galiumit nano-gadolinium është një substrat ideal i vetëm për memorien magnetike të flluskave. 4. Kur nuk ka limit të ciklit Camot, mund të përdoret si medium ftohës magnetik i ngurtë. 5. Përdoret si frenues për të kontrolluar nivelin e reaksionit zinxhir të centraleve bërthamore për të siguruar sigurinë e reaksioneve bërthamore. Përveç kësaj, përdorimi i oksidit nano-gadolinium dhe oksidit nano-lantanum është i dobishëm për të ndryshuar rajonin e vitrifikimit dhe për të përmirësuar stabilitetin termik të qelqit. Oksidi nano-gadolinium mund të përdoret gjithashtu për prodhimin e kondensatorëve dhe ekraneve intensifikuese të rrezeve X. Aktualisht, bota po bën përpjekje të mëdha për të zhvilluar aplikimin e oksidit nano-gadolinium dhe lidhjeve të tij në ftohjen magnetike, dhe ka bërë përparim të madh.

Nanopjesëzat e oksidit të terbiumit (Tb4O7)

Fushat kryesore të aplikimit janë si më poshtë: 1. Fosforet përdoren si aktivizues të pluhurit të gjelbër në fosforet trengjyrëshe, siç është matrica e fosfatit e aktivizuar nga oksidi nanoterbiumi, matrica silikate e aktivizuar nga oksidi nanoterbiumi dhe matrica e aluminatit të magnezit të oksidit nanocerium të aktivizuar nga oksidi nanoterbiumi, të cilat të gjitha lëshojnë dritë jeshile në gjendje të ngacmuar. 2. Materialet e ruajtjes magneto-optike. Në vitet e fundit, janë hulumtuar dhe zhvilluar materialet magneto-optike të oksidit nanoterbium. Disku magneto-optik i bërë nga filmi amorf Tb-Fe përdoret si element ruajtjeje kompjuteri, dhe kapaciteti i ruajtjes mund të rritet me 10~15 herë. 3. Qelqi magneto-optik, qelqi optikisht aktiv i Faradeit që përmban oksid terbiumi nanometër, është një material kyç për prodhimin e rrotulluesve, izolatorëve, unazuesve dhe përdoret gjerësisht në teknologjinë lazer. Oksidi i terbiumit nanometër, oksidi i disprosiumit nanometër, përdoret kryesisht në sonar dhe është përdorur gjerësisht në shumë fusha, të tilla si sistemi i injektimit të karburantit, kontrolli i valvulave të lëngshme, mikropozicionimi, aktivizuesi mekanik, mekanizmi dhe rregullatori i krahut të teleskopit hapësinor të avionëve. Përdorimet kryesore të oksidit të nano-disproziumit Dy2O3 janë: 1. Oksidi i nano-disproziumit përdoret si aktivizues i fosforit, dhe oksidi i nano-disproziumit trivalent është një jon aktivizues premtues i materialeve lumineshente trengjyrëshe me një qendër të vetme lumineshente. Ai përbëhet kryesisht nga dy breza emetimi, njëri është emetimi i dritës së verdhë, tjetri është emetimi i dritës blu, dhe materialet lumineshente të dopuara me oksid nano-disproziumi mund të përdoren si fosfore trengjyrëshe. 2. Oksidi nanometër i disprosiumit është një lëndë e parë metalike e domosdoshme për përgatitjen e aliazhit Terfenol me aliazh të madh magnetostriktiv nano-oksid terbiumi dhe oksid nano-disproziumi, i cili mund të realizojë disa aktivitete precize të lëvizjes mekanike. 3. Oksidi metalik nanometër i disprosiumit mund të përdoret si material ruajtjeje magneto-optik me shpejtësi të lartë regjistrimi dhe ndjeshmëri leximi. 4. Përdoret për përgatitjen e llambës nanometër të oksidit të disprosiumit. Substanca punuese e përdorur në llambën nanometër të oksidit të disprosiumit është oksidi nano-disproziumi, i cili ka avantazhet e shkëlqimit të lartë, ngjyrës së mirë, temperaturës së lartë të ngjyrës, madhësisë së vogël dhe harkut të qëndrueshëm, dhe është përdorur si burim ndriçimi për film dhe shtypje. 5. Oksidi nanometër i disprosiumit përdoret për të matur spektrin e energjisë së neutroneve ose si thithës i neutroneve në industrinë e energjisë atomike për shkak të sipërfaqes së tij të madhe të prerjes tërthore të kapjes së neutroneve.

Ho _ 2O _ 3 Nanometër

Përdorimet kryesore të oksidit të nano-holmiumit janë si më poshtë: 1. Si një shtesë e llambës halogjene metalike, llamba halogjene metalike është një lloj llambë shkarkimi gazi, e cila është zhvilluar në bazë të llambës së merkurit me presion të lartë, dhe karakteristika e saj është se llamba është e mbushur me halide të ndryshme të tokës së rrallë. Aktualisht, përdoren kryesisht joduret e tokës së rrallë, të cilat lëshojnë vija të ndryshme spektrale kur shkarkohet gazi. Substanca punuese e përdorur në llambën e oksidit të nano-holmiumit është joduri i oksidit të nano-holmiumit, i cili mund të arrijë përqendrim më të lartë të atomeve metalike në zonën e harkut, duke përmirësuar kështu shumë efikasitetin e rrezatimit. 2. Oksidi i holmiumit nanometër mund të përdoret si shtesë e granatës së hekurit të itriumit ose granatës së aluminit të itriumit; 3. Oksidi i nano-holmiumit mund të përdoret si granatë hekuri të itriumit (Ho:YAG), e cila mund të lëshojë lazer 2μm, dhe shkalla e thithjes së indeve njerëzore në lazerin 2μm është e lartë. Është pothuajse tre urdhra madhësie më e lartë se Hd:YAG0. Prandaj, kur përdoret lazeri Ho:YAG për operacione mjekësore, jo vetëm që mund të përmirësohet efikasiteti dhe saktësia e operacionit, por edhe të zvogëlohet zona e dëmtimit termik. Rrezja e lirë e gjeneruar nga kristali i oksidit nanoholmium mund të eliminojë yndyrën pa gjeneruar nxehtësi të tepërt, duke zvogëluar kështu dëmtimin termik të shkaktuar nga indet e shëndetshme. Raportohet se trajtimi i glaukomës me lazer oksidi holmium nanometër në Shtetet e Bashkuara mund të zvogëlojë dhimbjen e operacionit. 4. Në lidhjen magnetostriktive Terfenol-D, një sasi e vogël e oksidit holmium me madhësi nano mund të shtohet gjithashtu për të zvogëluar fushën e jashtme të nevojshme për magnetizimin e ngopjes së lidhjes. 5. Përveç kësaj, fibra optike e dopuar me oksid nanoholmium mund të përdoret për të bërë pajisje komunikimi optik siç janë lazerët me fibra optike, amplifikatorët me fibra optike, sensorët me fibra optike, etj. Do të luajë një rol më të rëndësishëm në komunikimin e shpejtë me fibra optike të sotme.

Oksid itriumi nanometër (Y2O3)

Përdorimet kryesore të oksidit nano itrium janë si më poshtë: 1. Aditivë për çelik dhe lidhje jo-ferroze. Lidhja FeCr zakonisht përmban 0.5%~4% oksid nano itrium, i cili mund të rrisë rezistencën ndaj oksidimit dhe duktilitetin e këtyre çelikëve inox. Pas shtimit të sasisë së duhur të tokës së rrallë të përzier të pasur me oksid nanometrik itrium në lidhjen MB26, vetitë gjithëpërfshirëse të lidhjes u përmirësuan dukshëm dje. Mund të zëvendësojë disa lidhje alumini të mesme dhe të forta për komponentët e stresuar të avionëve; Shtimi i një sasie të vogël të oksidit nano itrium në lidhjen Al-Zr mund të përmirësojë përçueshmërinë e lidhjes; Lidhja është adoptuar nga shumica e fabrikave të telit në Kinë. Oksidi nano-itrium u shtua në lidhjen e bakrit për të përmirësuar përçueshmërinë dhe forcën mekanike. 2. Material qeramik nitrid silici që përmban 6% oksid nano itriumi dhe 2% alumin. Mund të përdoret për të zhvilluar pjesë motori. 3. Shpimi, prerja, saldimi dhe përpunime të tjera mekanike kryhen në komponentë në shkallë të gjerë duke përdorur rreze lazeri të granatës së aluminit me oksid nanoneodimi me fuqi 400 vat. 4. Ekrani i mikroskopit elektronik i përbërë nga kristal i vetëm i granatës Y-Al ka shkëlqim të lartë fluoreshence, thithje të ulët të dritës së shpërndarë dhe rezistencë të mirë ndaj temperaturave të larta dhe konsumimit mekanik. 5. Aliazh i strukturës së oksidit të lartë të nanoitriumit që përmban 90% oksid nano gadoliniumi mund të aplikohet në aviacion dhe raste të tjera që kërkojnë dendësi të ulët dhe pikë të lartë shkrirjeje. 6. Materialet përçuese të protoneve në temperaturë të lartë që përmbajnë 90% oksid nanoitriumi kanë rëndësi të madhe për prodhimin e qelizave të karburantit, qelizave elektrolitike dhe sensorëve të gazit që kërkojnë tretshmëri të lartë të hidrogjenit. Përveç kësaj, oksidi nano-itrium përdoret gjithashtu si material rezistent ndaj spërkatjes në temperaturë të lartë, hollues i karburantit të reaktorit atomik, shtesë e materialit magnetik të përhershëm dhe thithës në industrinë elektronike.

Përveç sa më sipër, oksidet nano të tokës së rrallë mund të përdoren gjithashtu në materialet e veshjeve për kujdesin shëndetësor të njeriut dhe mbrojtjen e mjedisit. Nga njësitë aktuale të kërkimit, të gjitha kanë drejtime të caktuara: anti-rrezatim ultravjollcë; Ndotja e ajrit dhe rrezatimi ultravjollcë janë të prirura ndaj sëmundjeve të lëkurës dhe kancerit të lëkurës; Parandalimi i ndotjes e bën të vështirë që ndotësit të ngjiten në veshje; Gjithashtu po studiohet në drejtim të ruajtjes kundër nxehtësisë. Meqenëse lëkura është e fortë dhe e lehtë për t'u plakur, ajo është më e prirur ndaj mykut në ditët me shi. Lëkura mund të zbutet duke zbardhur me oksid ceriumi nano të tokës së rrallë, i cili nuk është i lehtë për t'u plakur dhe për t'u formuar, dhe është i rehatshëm për t'u veshur. Në vitet e fundit, materialet me veshje nano janë gjithashtu në fokus të kërkimit të nano-materialeve, dhe kërkimi kryesor përqendrohet në veshjet funksionale. Y2O3 me 80nm në Shtetet e Bashkuara mund të përdoret si veshje mbrojtëse infra të kuqe. Efikasiteti i reflektimit të nxehtësisë është shumë i lartë. CeO2 ka indeks të lartë thyerjeje dhe stabilitet të lartë. Kur në veshje shtohen oksid nano itriumi i metaleve të rralla, oksid nano lantanumi dhe pluhur nano oksid ceriumi, muri i jashtëm mund t'i rezistojë plakjes, sepse veshja e murit të jashtëm plaket dhe bie lehtë sepse boja ekspozohet ndaj rrezeve të diellit dhe rrezeve ultravjollcë për një kohë të gjatë, dhe mund t'i rezistojë rrezeve ultravjollcë pas shtimit të oksidit të ceriumit dhe oksidit të etrit. Për më tepër, madhësia e grimcave të tij është shumë e vogël, dhe nano oksidi i ceriumit përdoret si thithës ultravjollcë, i cili pritet të përdoret për të parandaluar plakjen e produkteve plastike për shkak të rrezatimit ultravjollcë, tankeve, automobilave, anijeve, rezervuarëve të ruajtjes së naftës, etj., të cilat mund të mbrojnë më së miri tabelat e mëdha të jashtme dhe të parandalojnë mykun, lagështinë dhe ndotjen për veshjet e mureve të brendshme. Për shkak të madhësisë së vogël të grimcave, pluhuri nuk ngjitet lehtë në mur. Dhe mund të pastrohet me ujë. Ka ende shumë përdorime të oksideve nano të metaleve të rralla për t'u hulumtuar dhe zhvilluar më tej, dhe ne shpresojmë sinqerisht se do të ketë një të ardhme më të shkëlqyer.