Nanometrové materiály vzácnych zemín, nová sila priemyselnej revolúcie
Nanotechnológia je nová interdisciplinárna oblasť, ktorá sa postupne rozvíjala koncom 80. a začiatkom 90. rokov 20. storočia. Vďaka veľkému potenciálu na vytváranie nových výrobných procesov, nových materiálov a nových produktov spustí v novom storočí novú priemyselnú revolúciu. Súčasná úroveň rozvoja nanovedy a nanotechnológie je podobná úrovni počítačových a informačných technológií v 50. rokoch 20. storočia. Väčšina vedcov zapojených do tejto oblasti predpovedá, že rozvoj nanotechnológie bude mať široký a ďalekosiahly vplyv na mnohé aspekty technológie. Vedci sa domnievajú, že má zvláštne vlastnosti a jedinečný výkon. Hlavnými efektmi obmedzenia, ktoré vedú k zvláštnym vlastnostiam nanomateriálov vzácnych zemín, sú efekt špecifického povrchu, efekt malej veľkosti, efekt rozhrania, efekt priehľadnosti, tunelový efekt a makroskopický kvantový efekt. Tieto efekty odlišujú fyzikálne vlastnosti nanosystémov od vlastností konvenčných materiálov v oblasti svetla, elektriny, tepla a magnetizmu a predstavujú mnoho nových funkcií. V budúcnosti existujú pre vedcov tri hlavné smery výskumu a vývoja nanotechnológie: príprava a aplikácia nanomateriálov s vynikajúcim výkonom; navrhovanie a príprava rôznych nano zariadení a zariadení; detekcia a analýza vlastností nanooblastí. V súčasnosti majú nanočastice vzácnych zemín hlavne nasledujúce aplikačné smery a ich aplikácia sa musí v budúcnosti ďalej rozvíjať.
Nanometrový oxid lantánitý (La2O3)
Nanometrový oxid lantánitý sa používa na piezoelektrické materiály, elektrotermické materiály, termoelektrické materiály, magnetorezistentné materiály, luminiscenčné materiály (modrý prášok), materiály na ukladanie vodíka, optické sklo, laserové materiály, rôzne zliatinové materiály, katalyzátory na prípravu organických chemických produktov a katalyzátory na neutralizáciu výfukových plynov automobilov a na nanometrový oxid lantánitý sa používajú aj poľnohospodárske filmy na konverziu svetla.
Nanometrový oxid céru (CeO2)
Hlavné použitia nanooxidu céru sú nasledovné: 1. Ako prísada do skla dokáže nanooxid céru absorbovať ultrafialové a infračervené žiarenie a používa sa na automobilové sklo. Dokáže nielen zabrániť ultrafialovému žiareniu, ale aj znížiť teplotu vo vnútri auta, čím šetrí elektrinu na klimatizáciu. 2. Použitie nanooxidu céru v katalyzátore na čistenie výfukových plynov z automobilov môže účinne zabrániť vypúšťaniu veľkého množstva výfukových plynov z automobilov do ovzdušia. 3. Nanooxid céru sa môže použiť v pigmentoch na farbenie plastov a tiež v priemysle náterov, atramentov a papiera. 4. Použitie nanooxidu céru v leštiacich materiáloch je všeobecne uznávané ako požiadavka na vysokú presnosť pri leštení kremíkových doštičiek a zafírových monokryštálových substrátov. 5. Okrem toho sa nanooxid céru môže použiť aj na materiály na ukladanie vodíka, termoelektrické materiály, volfrámové elektródy z nanooxidu céru, keramické kondenzátory, piezoelektrickú keramiku, abrazíva z karbidu kremíka z nanooxidu céru, suroviny pre palivové články, benzínové katalyzátory, niektoré permanentné magnetické materiály, rôzne legované ocele a neželezné kovy atď.
Nanometrový oxid prazeodýmu (Pr6O11)
Hlavné použitia nanometrového oxidu prazeodýmu sú nasledovné: 1. Široko sa používa v stavebnej keramike a keramike na každodenné použitie. Môže sa zmiešať s keramickou glazúrou na výrobu farebnej glazúry a môže sa použiť aj ako samostatný pigment pod glazúru. Pripravený pigment je svetložltý s čistým a elegantným tónom. 2. Používa sa na výrobu permanentných magnetov a široko sa používa v rôznych elektronických zariadeniach a motoroch. 3. Používa sa na katalytické krakovanie ropy. Môže sa zlepšiť aktivita, selektivita a stabilita katalýzy. 4. Nano-oxid prazeodýmu sa môže použiť aj na abrazívne leštenie. Okrem toho sa použitie nanometrového oxidu prazeodýmu v oblasti optických vlákien čoraz viac rozširuje. Nanometrový oxid neodýmu (Nd2O3) Nanometrový oxid neodýmu sa vďaka svojmu jedinečnému postaveniu v oblasti vzácnych zemín stal na trhu už mnoho rokov horúcim bodom. Nano-oxid neodýmu sa používa aj na neželezné materiály. Pridanie 1,5 % až 2,5 % nano-oxidu neodýmu do horčíkovej alebo hliníkovej zliatiny môže zlepšiť výkonnosť pri vysokých teplotách, vzduchotesnosť a odolnosť zliatiny proti korózii a táto zliatina sa široko používa ako letecký materiál. Okrem toho nano-ytriovo-hliníkový granát dopovaný nano-oxidom neodýmu vytvára krátkovlnný laserový lúč, ktorý sa v priemysle široko používa na zváranie a rezanie tenkých materiálov s hrúbkou menšou ako 10 mm. V medicíne sa nano-YAG laser dopovaný nano-Nd_2O_3 používa na odstraňovanie chirurgických rán alebo dezinfekciu rán namiesto chirurgických nožov. Nano-oxid neodýmu sa tiež používa na farbenie sklenených a keramických materiálov, gumových výrobkov a prísad.
Nanočastice oxidu samária (Sm2O3)
Hlavné využitie nanorozmerného oxidu samária je: nanorozmerný oxid samária je svetložltý, ktorý sa používa na výrobu keramických kondenzátorov a katalyzátorov. Okrem toho má nanorozmerný oxid samária jadrové vlastnosti a môže sa použiť ako konštrukčný materiál, tieniaci materiál a riadiaci materiál atómových reaktorov, takže obrovská energia generovaná jadrovým štiepením sa môže bezpečne využiť. Nanočastice oxidu europia (Eu2O3) sa používajú najmä vo fosforoch. Eu3+ sa používa ako aktivátor červeného fosforu a Eu2+ sa používa ako modrý fosfor. Y0O3:Eu3+ je najlepší fosfor z hľadiska svetelnej účinnosti, stability povlaku, nákladov na regeneráciu atď. a je široko používaný vďaka zlepšeniu svetelnej účinnosti a kontrastu. V poslednej dobe sa nanooxid europia používa aj ako stimulovaný emisný fosfor pre nové röntgenové lekárske diagnostické systémy. Nanooxid europia sa môže použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optických filtrov, pre magnetické bublinové pamäťové zariadenia a môže sa tiež ukázať ako riadiaci materiál, tieniaci materiál a konštrukčný materiál atómových reaktorov. Červený fosfor s jemnými časticami oxidu gadolínia a europia (Y2O3:Eu3+) bol pripravený s použitím nanooxidu ytria (Y2O3) a nanooxidu europia (Eu2O3) ako surovín. Pri jeho použití na prípravu trojfarebného fosforu vzácnych zemín sa zistilo, že: (a) je možné ho dobre a rovnomerne zmiešať so zeleným a modrým práškom; (b) má dobrý povlakový výkon; (c) pretože veľkosť častíc červeného prášku je malá, špecifický povrch sa zväčšuje a počet luminiscenčných častíc sa zvyšuje, množstvo červeného prášku v trojfarebných fosforoch vzácnych zemín sa môže znížiť, čo vedie k nižším nákladom.
Nanočastice oxidu gadolínia (Gd2O3)
Jeho hlavné využitie je nasledovné: 1. Jeho vo vode rozpustný paramagnetický komplex môže zlepšiť signál NMR zobrazovania ľudského tela pri lekárskom ošetrení. 2. Základný oxid síry sa môže použiť ako maticová mriežka osciloskopickej trubice a röntgenovej obrazovky so špeciálnym jasom. 3. Nano-oxid gadolínia v nano-gadolíniovom gáliovom granáte je ideálnym samostatným substrátom pre magnetickú bublinovú pamäť. 4. Ak neexistuje limit Camot cyklu, môže sa použiť ako pevné magnetické chladiace médium. 5. Používa sa ako inhibítor na kontrolu úrovne reťazovej reakcie v jadrových elektrárňach, aby sa zabezpečila bezpečnosť jadrových reakcií. Okrem toho je použitie nano-oxidu gadolínia a nano-oxidu lantánu užitočné na zmenu oblasti vitrifikácie a zlepšenie tepelnej stability skla. Nano-oxid gadolínia sa môže použiť aj na výrobu kondenzátorov a obrazoviek na zosilnenie röntgenového žiarenia. V súčasnosti svet vynakladá veľké úsilie na rozvoj aplikácie nano-oxidu gadolínia a jeho zliatin v magnetickom chladení a dosiahol prelomový pokrok.
Nanočastice oxidu terbia (Tb4O7)
Hlavné oblasti použitia sú nasledovné: 1. Fosfory sa používajú ako aktivátory zeleného prášku v trojfarebných fosforoch, ako je fosfátová matrica aktivovaná nanooxidom terbia, silikátová matrica aktivovaná nanooxidom terbia a nanooxid céru a hlinitan horečnatý aktivovaný nanooxidom terbia, ktoré všetky v excitovanom stave vyžarujú zelené svetlo. 2. Magnetooptické pamäťové materiály. V posledných rokoch sa skúmali a vyvíjali magnetooptické materiály z nanooxidu terbia. Magnetooptický disk vyrobený z amorfného filmu Tb-Fe sa používa ako pamäťový prvok počítača a pamäťová kapacita sa môže zvýšiť 10 až 15-krát. 3. Magnetooptické sklo, Faradayovo opticky aktívne sklo obsahujúce nanometrový oxid terbia, je kľúčovým materiálom na výrobu rotátorov, izolátorov, anulatorov a široko sa používa v laserovej technológii. Nanometrový oxid terbia (nanometrový oxid dysprosia) sa používa hlavne v sonaroch a bol široko používaný v mnohých oblastiach, ako sú systémy vstrekovania paliva, ovládanie kvapalinových ventilov, mikropolohovanie, mechanické aktuátory, mechanizmy a regulátory krídel leteckého vesmírneho teleskopu. Hlavné použitia nanooxidu dysprosia Dy2O3 sú: 1. Nanooxid dysprosia sa používa ako aktivátor fosforu a trojmocný nanooxid dysprosia je sľubný aktivačný ión trojfarebných luminiscenčných materiálov s jedným luminiscenčným centrom. Pozostáva hlavne z dvoch emisných pásiem, jeden vyžaruje žlté svetlo a druhý modré svetlo, a luminiscenčné materiály dopované nanooxidom dysprosia sa môžu použiť ako trojfarebné fosfory. 2. Nanometrový oxid dysprosiu je nevyhnutnou kovovou surovinou na prípravu zliatiny terfenolu s veľkou magnetostrikčnou zliatinou nano-oxidu terbia a nano-oxidu dysprosiu, ktorá dokáže realizovať niektoré presné činnosti mechanického pohybu. 3. Nanometrový kovový oxid dysprosiu sa môže použiť ako magnetooptický pamäťový materiál s vysokou rýchlosťou záznamu a citlivosťou čítania. 4. Používa sa na prípravu nanometrových výbojok z oxidu dysprosiu. Pracovnou látkou používanou v nano-výbojkách z oxidu dysprosiu je nano-oxid dysprosiu, ktorý má výhody vysokého jasu, dobrej farby, vysokej teploty farieb, malých rozmerov a stabilného oblúka a používa sa ako zdroj svetla pre filmy a tlač. 5. Nanometrový oxid dysprosiu sa používa na meranie neutrónového energetického spektra alebo ako absorbér neutrónov v priemysle atómovej energie vďaka svojej veľkej prierezovej ploche zachytávania neutrónov.
Ho _ 2O _ 3 nanometrov
Hlavné použitia nano-holmiového oxidu sú nasledovné: 1. Ako prísada do halogénových výbojok s kovom je halogénová výbojka druhom plynovej výbojky, ktorá je vyvinutá na báze vysokotlakovej ortuťovej výbojky a jej charakteristickým znakom je, že banka je naplnená rôznymi halogenidmi vzácnych zemín. V súčasnosti sa používajú hlavne jodidy vzácnych zemín, ktoré pri výbojoch plynu emitujú rôzne spektrálne čiary. Pracovnou látkou použitou v nano-holmiových výbojkách je nano-holmiový jodid, ktorý dokáže dosiahnuť vyššiu koncentráciu atómov kovu v oblúkovej zóne, čím sa výrazne zlepšuje účinnosť žiarenia. 2. Nanometrový oxid holmia sa môže použiť ako prísada do ytriovo-železitého alebo ytriovo-hlinitého granátu; 3. Nano-holmiový oxid sa môže použiť ako ytriovo-železito-hlinitý granát (Ho:YAG), ktorý dokáže emitovať laser s vlnovou dĺžkou 2 μm a miera absorpcie ľudského tkaniva pre laser s vlnovou dĺžkou 2 μm je vysoká. Je takmer o tri rády vyššia ako Hd:YAG0. Preto pri použití Ho:YAG laseru na lekárske operácie môže nielen zlepšiť efektivitu a presnosť operácie, ale aj zmenšiť oblasť tepelného poškodenia na menšiu veľkosť. Voľný lúč generovaný nanokryštálom oxidu holmia dokáže odstrániť tuk bez vytvárania nadmerného tepla, čím sa znižuje tepelné poškodenie spôsobené zdravým tkanivám. Uvádza sa, že liečba glaukómu nanometrovým laserom oxidu holmia v Spojených štátoch môže znížiť bolesť pri operácii. 4. V magnetostrikčnej zliatine Terfenol-D sa môže pridať aj malé množstvo nanočastíc oxidu holmia, aby sa znížilo vonkajšie pole potrebné na saturačnú magnetizáciu zliatiny. 5. Okrem toho sa optické vlákno dopované nano-oxidom holmia môže použiť na výrobu optických komunikačných zariadení, ako sú optické vláknové lasery, optické zosilňovače, optické vláknové senzory atď. Bude hrať dôležitejšiu úlohu v dnešnej rýchlej optickej komunikácii.
Nanometrový oxid ytria (Y2O3)
Hlavné použitia nanooxidu ytria sú nasledovné: 1. Prísady do ocele a neželezných zliatin. Zliatina FeCr zvyčajne obsahuje 0,5 % až 4 % nanooxidu ytria, ktorý môže zvýšiť odolnosť voči oxidácii a ťažnosť týchto nehrdzavejúcich ocelí. Po pridaní správneho množstva zmesi vzácnych zemín bohatej na nanometrový oxid ytria do zliatiny MB26 sa komplexné vlastnosti zliatiny evidentne zlepšili. Môže nahradiť niektoré stredne silné a silné hliníkové zliatiny pre namáhané komponenty lietadiel. Pridanie malého množstva nanooxidu ytria do zliatiny Al-Zr môže zlepšiť vodivosť zliatiny. Zliatinu používa väčšina tovární na výrobu drôtov v Číne. Nanooxid ytria sa pridáva do medených zliatin na zlepšenie vodivosti a mechanickej pevnosti. 2. Keramický materiál z nitridu kremíka obsahujúci 6 % nanooxidu ytria a 2 % hliníka. Môže sa použiť na vývoj častí motora. 3. Vŕtanie, rezanie, zváranie a iné mechanické spracovanie sa vykonáva na veľkoformátových súčiastkach pomocou laserového lúča z nano neodýmového oxidu a hlinitého granátu s výkonom 400 wattov. 4. Mriežka elektrónového mikroskopu zložená z monokryštálov granátu Y-Al má vysoký fluorescenčný jas, nízku absorpciu rozptýleného svetla a dobrú odolnosť voči vysokým teplotám a mechanickému opotrebovaniu. 5. Zliatina s vysokým obsahom nano-oxidu ytria obsahujúca 90 % nano-oxidu gadolínia sa môže použiť v letectve a iných prípadoch vyžadujúcich nízku hustotu a vysoký bod topenia. 6. Vysokoteplotné protónovo vodivé materiály obsahujúce 90 % nano-oxidu ytria majú veľký význam pre výrobu palivových článkov, elektrolytických článkov a plynových senzorov vyžadujúcich vysokú rozpustnosť vodíka. Okrem toho sa nano-oxid ytria používa aj ako materiál odolný voči vysokoteplotnému striekaniu, riedidlo paliva pre atómové reaktory, prísada do materiálu s permanentnými magnetmi a getr v elektronickom priemysle.
Okrem vyššie uvedeného sa nanooxidy vzácnych zemín môžu použiť aj v odevných materiáloch na starostlivosť o ľudské zdravie a ochranu životného prostredia. Zo súčasných výskumných jednotiek majú všetky určité smery: odolnosť voči ultrafialovému žiareniu; znečistenie ovzdušia a ultrafialové žiarenie sú náchylné na kožné ochorenia a rakovinu kože; prevencia znečistenia sťažuje priľnutie znečisťujúcich látok k oblečeniu; skúma sa aj smer udržiavania tepla. Pretože koža je tvrdá a ľahko starne, je v daždivých dňoch najviac náchylná na pleseň. Kožu je možné zmäkčiť bielením nanooxidom céru vzácnych zemín, ktorý ľahko nestarne a neplesnivie a je pohodlný na nosenie. V posledných rokoch sa výskum nanomateriálov zameriava aj na nano-náterové materiály a hlavný výskum sa zameriava na funkčné nátery. Y2O3 s 80 nm sa v Spojených štátoch môže použiť ako tieniaci náter proti infračervenému žiareniu. Účinnosť odrážania tepla je veľmi vysoká. CeO2 má vysoký index lomu a vysokú stabilitu. Keď sa do náteru pridá nano oxid ytria, nano oxid lantánu a nano oxid céru, vonkajšia stena môže odolávať starnutiu, pretože náter vonkajšej steny ľahko starne a odpadáva, pretože farba je dlhodobo vystavená slnečnému žiareniu a ultrafialovému žiareniu a po pridaní oxidu céru a oxidu ytria môže odolávať ultrafialovému žiareniu. Okrem toho má veľmi malú veľkosť častíc a nano oxid céru sa používa ako absorbér ultrafialového žiarenia, od ktorého sa očakáva, že sa použije na zabránenie starnutia plastových výrobkov v dôsledku ultrafialového žiarenia, nádrží, automobilov, lodí, nádrží na skladovanie ropy atď., čo dokáže najlepšie chrániť veľké vonkajšie billboardy a predchádzať plesniam, vlhkosti a znečisteniu vnútorných náterov stien. Vďaka malej veľkosti častíc sa prach ľahko nelepí na stenu a dá sa drhnúť vodou. Stále existuje mnoho použití nano oxidov vzácnych zemín, ktoré je potrebné ďalej skúmať a vyvíjať, a úprimne dúfame, že ich čaká žiarivejšia budúcnosť.
Nanometrové materiály vzácnych zemín, nová sila priemyselnej revolúcie
Nanotechnológia je nová interdisciplinárna oblasť, ktorá sa postupne rozvíjala koncom 80. a začiatkom 90. rokov 20. storočia. Vďaka veľkému potenciálu na vytváranie nových výrobných procesov, nových materiálov a nových produktov spustí v novom storočí novú priemyselnú revolúciu. Súčasná úroveň rozvoja nanovedy a nanotechnológie je podobná úrovni počítačových a informačných technológií v 50. rokoch 20. storočia. Väčšina vedcov zapojených do tejto oblasti predpovedá, že rozvoj nanotechnológie bude mať široký a ďalekosiahly vplyv na mnohé aspekty technológie. Vedci sa domnievajú, že má zvláštne vlastnosti a jedinečný výkon. Hlavnými efektmi obmedzenia, ktoré vedú k zvláštnym vlastnostiam nanomateriálov vzácnych zemín, sú efekt špecifického povrchu, efekt malej veľkosti, efekt rozhrania, efekt priehľadnosti, tunelový efekt a makroskopický kvantový efekt. Tieto efekty odlišujú fyzikálne vlastnosti nanosystémov od vlastností konvenčných materiálov v oblasti svetla, elektriny, tepla a magnetizmu a predstavujú mnoho nových funkcií. V budúcnosti existujú pre vedcov tri hlavné smery výskumu a vývoja nanotechnológie: príprava a aplikácia nanomateriálov s vynikajúcim výkonom; navrhovanie a príprava rôznych nano zariadení a zariadení; detekcia a analýza vlastností nanooblastí. V súčasnosti majú nanočastice vzácnych zemín hlavne nasledujúce aplikačné smery a ich aplikácia sa musí v budúcnosti ďalej rozvíjať.
Nanometrový oxid lantánitý (La2O3)
Nanometrový oxid lantánitý sa používa na piezoelektrické materiály, elektrotermické materiály, termoelektrické materiály, magnetorezistentné materiály, luminiscenčné materiály (modrý prášok), materiály na ukladanie vodíka, optické sklo, laserové materiály, rôzne zliatinové materiály, katalyzátory na prípravu organických chemických produktov a katalyzátory na neutralizáciu výfukových plynov automobilov a na nanometrový oxid lantánitý sa používajú aj poľnohospodárske filmy na konverziu svetla.
Nanometrový oxid céru (CeO2)
Hlavné použitia nanooxidu céru sú nasledovné: 1. Ako prísada do skla dokáže nanooxid céru absorbovať ultrafialové a infračervené žiarenie a používa sa na automobilové sklo. Dokáže nielen zabrániť ultrafialovému žiareniu, ale aj znížiť teplotu vo vnútri auta, čím šetrí elektrinu na klimatizáciu. 2. Použitie nanooxidu céru v katalyzátore na čistenie výfukových plynov z automobilov môže účinne zabrániť vypúšťaniu veľkého množstva výfukových plynov z automobilov do ovzdušia. 3. Nanooxid céru sa môže použiť v pigmentoch na farbenie plastov a tiež v priemysle náterov, atramentov a papiera. 4. Použitie nanooxidu céru v leštiacich materiáloch je všeobecne uznávané ako požiadavka na vysokú presnosť pri leštení kremíkových doštičiek a zafírových monokryštálových substrátov. 5. Okrem toho sa nanooxid céru môže použiť aj na materiály na ukladanie vodíka, termoelektrické materiály, volfrámové elektródy z nanooxidu céru, keramické kondenzátory, piezoelektrickú keramiku, abrazíva z karbidu kremíka z nanooxidu céru, suroviny pre palivové články, benzínové katalyzátory, niektoré permanentné magnetické materiály, rôzne legované ocele a neželezné kovy atď.
Nanometrový oxid prazeodýmu (Pr6O11)
Hlavné použitia nanometrového oxidu prazeodýmu sú nasledovné: 1. Široko sa používa v stavebnej keramike a keramike na každodenné použitie. Môže sa zmiešať s keramickou glazúrou na výrobu farebnej glazúry a môže sa použiť aj ako samostatný pigment pod glazúru. Pripravený pigment je svetložltý s čistým a elegantným tónom. 2. Používa sa na výrobu permanentných magnetov a široko sa používa v rôznych elektronických zariadeniach a motoroch. 3. Používa sa na katalytické krakovanie ropy. Môže sa zlepšiť aktivita, selektivita a stabilita katalýzy. 4. Nano-oxid prazeodýmu sa môže použiť aj na abrazívne leštenie. Okrem toho sa použitie nanometrového oxidu prazeodýmu v oblasti optických vlákien čoraz viac rozširuje. Nanometrový oxid neodýmu (Nd2O3) Nanometrový oxid neodýmu sa vďaka svojmu jedinečnému postaveniu v oblasti vzácnych zemín stal na trhu už mnoho rokov horúcim bodom. Nano-oxid neodýmu sa používa aj na neželezné materiály. Pridanie 1,5 % až 2,5 % nano-oxidu neodýmu do horčíkovej alebo hliníkovej zliatiny môže zlepšiť výkonnosť pri vysokých teplotách, vzduchotesnosť a odolnosť zliatiny proti korózii a táto zliatina sa široko používa ako letecký materiál. Okrem toho nano-ytriovo-hliníkový granát dopovaný nano-oxidom neodýmu vytvára krátkovlnný laserový lúč, ktorý sa v priemysle široko používa na zváranie a rezanie tenkých materiálov s hrúbkou menšou ako 10 mm. V medicíne sa nano-YAG laser dopovaný nano-Nd_2O_3 používa na odstraňovanie chirurgických rán alebo dezinfekciu rán namiesto chirurgických nožov. Nano-oxid neodýmu sa tiež používa na farbenie sklenených a keramických materiálov, gumových výrobkov a prísad.
Nanočastice oxidu samária (Sm2O3)
Hlavné využitie nanorozmerného oxidu samária je: nanorozmerný oxid samária je svetložltý, ktorý sa používa na výrobu keramických kondenzátorov a katalyzátorov. Okrem toho má nanorozmerný oxid samária jadrové vlastnosti a môže sa použiť ako konštrukčný materiál, tieniaci materiál a riadiaci materiál atómových reaktorov, takže obrovská energia generovaná jadrovým štiepením sa môže bezpečne využiť. Nanočastice oxidu europia (Eu2O3) sa používajú najmä vo fosforoch. Eu3+ sa používa ako aktivátor červeného fosforu a Eu2+ sa používa ako modrý fosfor. Y0O3:Eu3+ je najlepší fosfor z hľadiska svetelnej účinnosti, stability povlaku, nákladov na regeneráciu atď. a je široko používaný vďaka zlepšeniu svetelnej účinnosti a kontrastu. V poslednej dobe sa nanooxid europia používa aj ako stimulovaný emisný fosfor pre nové röntgenové lekárske diagnostické systémy. Nanooxid europia sa môže použiť aj na výrobu farebných šošoviek a optických filtrov, pre magnetické bublinové pamäťové zariadenia a môže sa tiež ukázať ako riadiaci materiál, tieniaci materiál a konštrukčný materiál atómových reaktorov. Červený fosfor s jemnými časticami oxidu gadolínia a europia (Y2O3:Eu3+) bol pripravený s použitím nanooxidu ytria (Y2O3) a nanooxidu europia (Eu2O3) ako surovín. Pri jeho použití na prípravu trojfarebného fosforu vzácnych zemín sa zistilo, že: (a) je možné ho dobre a rovnomerne zmiešať so zeleným a modrým práškom; (b) má dobrý povlakový výkon; (c) pretože veľkosť častíc červeného prášku je malá, špecifický povrch sa zväčšuje a počet luminiscenčných častíc sa zvyšuje, množstvo červeného prášku v trojfarebných fosforoch vzácnych zemín sa môže znížiť, čo vedie k nižším nákladom.
Nanočastice oxidu gadolínia (Gd2O3)
Jeho hlavné využitie je nasledovné: 1. Jeho vo vode rozpustný paramagnetický komplex môže zlepšiť signál NMR zobrazovania ľudského tela pri lekárskom ošetrení. 2. Základný oxid síry sa môže použiť ako maticová mriežka osciloskopickej trubice a röntgenovej obrazovky so špeciálnym jasom. 3. Nano-oxid gadolínia v nano-gadolíniovom gáliovom granáte je ideálnym samostatným substrátom pre magnetickú bublinovú pamäť. 4. Ak neexistuje limit Camot cyklu, môže sa použiť ako pevné magnetické chladiace médium. 5. Používa sa ako inhibítor na kontrolu úrovne reťazovej reakcie v jadrových elektrárňach, aby sa zabezpečila bezpečnosť jadrových reakcií. Okrem toho je použitie nano-oxidu gadolínia a nano-oxidu lantánu užitočné na zmenu oblasti vitrifikácie a zlepšenie tepelnej stability skla. Nano-oxid gadolínia sa môže použiť aj na výrobu kondenzátorov a obrazoviek na zosilnenie röntgenového žiarenia. V súčasnosti svet vynakladá veľké úsilie na rozvoj aplikácie nano-oxidu gadolínia a jeho zliatin v magnetickom chladení a dosiahol prelomový pokrok.
Nanočastice oxidu terbia (Tb4O7)
Hlavné oblasti použitia sú nasledovné: 1. Fosfory sa používajú ako aktivátory zeleného prášku v trojfarebných fosforoch, ako je fosfátová matrica aktivovaná nanooxidom terbia, silikátová matrica aktivovaná nanooxidom terbia a nanooxid céru a hlinitan horečnatý aktivovaný nanooxidom terbia, ktoré všetky v excitovanom stave vyžarujú zelené svetlo. 2. Magnetooptické pamäťové materiály. V posledných rokoch sa skúmali a vyvíjali magnetooptické materiály z nanooxidu terbia. Magnetooptický disk vyrobený z amorfného filmu Tb-Fe sa používa ako pamäťový prvok počítača a pamäťová kapacita sa môže zvýšiť 10 až 15-krát. 3. Magnetooptické sklo, Faradayovo opticky aktívne sklo obsahujúce nanometrový oxid terbia, je kľúčovým materiálom na výrobu rotátorov, izolátorov, anulatorov a široko sa používa v laserovej technológii. Nanometrový oxid terbia (nanometrový oxid dysprosia) sa používa hlavne v sonaroch a bol široko používaný v mnohých oblastiach, ako sú systémy vstrekovania paliva, ovládanie kvapalinových ventilov, mikropolohovanie, mechanické aktuátory, mechanizmy a regulátory krídel leteckého vesmírneho teleskopu. Hlavné použitia nanooxidu dysprosia Dy2O3 sú: 1. Nanooxid dysprosia sa používa ako aktivátor fosforu a trojmocný nanooxid dysprosia je sľubný aktivačný ión trojfarebných luminiscenčných materiálov s jedným luminiscenčným centrom. Pozostáva hlavne z dvoch emisných pásiem, jeden vyžaruje žlté svetlo a druhý modré svetlo, a luminiscenčné materiály dopované nanooxidom dysprosia sa môžu použiť ako trojfarebné fosfory. 2. Nanometrový oxid dysprosiu je nevyhnutnou kovovou surovinou na prípravu zliatiny terfenolu s veľkou magnetostrikčnou zliatinou nano-oxidu terbia a nano-oxidu dysprosiu, ktorá dokáže realizovať niektoré presné činnosti mechanického pohybu. 3. Nanometrový kovový oxid dysprosiu sa môže použiť ako magnetooptický pamäťový materiál s vysokou rýchlosťou záznamu a citlivosťou čítania. 4. Používa sa na prípravu nanometrových výbojok z oxidu dysprosiu. Pracovnou látkou používanou v nano-výbojkách z oxidu dysprosiu je nano-oxid dysprosiu, ktorý má výhody vysokého jasu, dobrej farby, vysokej teploty farieb, malých rozmerov a stabilného oblúka a používa sa ako zdroj svetla pre filmy a tlač. 5. Nanometrový oxid dysprosiu sa používa na meranie neutrónového energetického spektra alebo ako absorbér neutrónov v priemysle atómovej energie vďaka svojej veľkej prierezovej ploche zachytávania neutrónov.
Ho _ 2O _ 3 nanometrov
Hlavné použitia nano-holmiového oxidu sú nasledovné: 1. Ako prísada do halogénových výbojok s kovom je halogénová výbojka druhom plynovej výbojky, ktorá je vyvinutá na báze vysokotlakovej ortuťovej výbojky a jej charakteristickým znakom je, že banka je naplnená rôznymi halogenidmi vzácnych zemín. V súčasnosti sa používajú hlavne jodidy vzácnych zemín, ktoré pri výbojoch plynu emitujú rôzne spektrálne čiary. Pracovnou látkou použitou v nano-holmiových výbojkách je nano-holmiový jodid, ktorý dokáže dosiahnuť vyššiu koncentráciu atómov kovu v oblúkovej zóne, čím sa výrazne zlepšuje účinnosť žiarenia. 2. Nanometrový oxid holmia sa môže použiť ako prísada do ytriovo-železitého alebo ytriovo-hlinitého granátu; 3. Nano-holmiový oxid sa môže použiť ako ytriovo-železito-hlinitý granát (Ho:YAG), ktorý dokáže emitovať laser s vlnovou dĺžkou 2 μm a miera absorpcie ľudského tkaniva pre laser s vlnovou dĺžkou 2 μm je vysoká. Je takmer o tri rády vyššia ako Hd:YAG0. Preto pri použití Ho:YAG laseru na lekárske operácie môže nielen zlepšiť efektivitu a presnosť operácie, ale aj zmenšiť oblasť tepelného poškodenia na menšiu veľkosť. Voľný lúč generovaný nanokryštálom oxidu holmia dokáže odstrániť tuk bez vytvárania nadmerného tepla, čím sa znižuje tepelné poškodenie spôsobené zdravým tkanivám. Uvádza sa, že liečba glaukómu nanometrovým laserom oxidu holmia v Spojených štátoch môže znížiť bolesť pri operácii. 4. V magnetostrikčnej zliatine Terfenol-D sa môže pridať aj malé množstvo nanočastíc oxidu holmia, aby sa znížilo vonkajšie pole potrebné na saturačnú magnetizáciu zliatiny. 5. Okrem toho sa optické vlákno dopované nano-oxidom holmia môže použiť na výrobu optických komunikačných zariadení, ako sú optické vláknové lasery, optické zosilňovače, optické vláknové senzory atď. Bude hrať dôležitejšiu úlohu v dnešnej rýchlej optickej komunikácii.
Nanometrový oxid ytria (Y2O3)
Hlavné použitia nanooxidu ytria sú nasledovné: 1. Prísady do ocele a neželezných zliatin. Zliatina FeCr zvyčajne obsahuje 0,5 % až 4 % nanooxidu ytria, ktorý môže zvýšiť odolnosť voči oxidácii a ťažnosť týchto nehrdzavejúcich ocelí. Po pridaní správneho množstva zmesi vzácnych zemín bohatej na nanometrový oxid ytria do zliatiny MB26 sa komplexné vlastnosti zliatiny evidentne zlepšili. Môže nahradiť niektoré stredne silné a silné hliníkové zliatiny pre namáhané komponenty lietadiel. Pridanie malého množstva nanooxidu ytria do zliatiny Al-Zr môže zlepšiť vodivosť zliatiny. Zliatinu používa väčšina tovární na výrobu drôtov v Číne. Nanooxid ytria sa pridáva do medených zliatin na zlepšenie vodivosti a mechanickej pevnosti. 2. Keramický materiál z nitridu kremíka obsahujúci 6 % nanooxidu ytria a 2 % hliníka. Môže sa použiť na vývoj častí motora. 3. Vŕtanie, rezanie, zváranie a iné mechanické spracovanie sa vykonáva na veľkoformátových súčiastkach pomocou laserového lúča z nano neodýmového oxidu a hlinitého granátu s výkonom 400 wattov. 4. Mriežka elektrónového mikroskopu zložená z monokryštálov granátu Y-Al má vysoký fluorescenčný jas, nízku absorpciu rozptýleného svetla a dobrú odolnosť voči vysokým teplotám a mechanickému opotrebovaniu. 5. Zliatina s vysokým obsahom nano-oxidu ytria obsahujúca 90 % nano-oxidu gadolínia sa môže použiť v letectve a iných prípadoch vyžadujúcich nízku hustotu a vysoký bod topenia. 6. Vysokoteplotné protónovo vodivé materiály obsahujúce 90 % nano-oxidu ytria majú veľký význam pre výrobu palivových článkov, elektrolytických článkov a plynových senzorov vyžadujúcich vysokú rozpustnosť vodíka. Okrem toho sa nano-oxid ytria používa aj ako materiál odolný voči vysokoteplotnému striekaniu, riedidlo paliva pre atómové reaktory, prísada do materiálu s permanentnými magnetmi a getr v elektronickom priemysle.
Okrem vyššie uvedeného sa nanooxidy vzácnych zemín môžu použiť aj v odevných materiáloch na starostlivosť o ľudské zdravie a ochranu životného prostredia. Zo súčasných výskumných jednotiek majú všetky určité smery: odolnosť voči ultrafialovému žiareniu; znečistenie ovzdušia a ultrafialové žiarenie sú náchylné na kožné ochorenia a rakovinu kože; prevencia znečistenia sťažuje priľnutie znečisťujúcich látok k oblečeniu; skúma sa aj smer udržiavania tepla. Pretože koža je tvrdá a ľahko starne, je v daždivých dňoch najviac náchylná na pleseň. Kožu je možné zmäkčiť bielením nanooxidom céru vzácnych zemín, ktorý ľahko nestarne a neplesnivie a je pohodlný na nosenie. V posledných rokoch sa výskum nanomateriálov zameriava aj na nano-náterové materiály a hlavný výskum sa zameriava na funkčné nátery. Y2O3 s 80 nm sa v Spojených štátoch môže použiť ako tieniaci náter proti infračervenému žiareniu. Účinnosť odrážania tepla je veľmi vysoká. CeO2 má vysoký index lomu a vysokú stabilitu. Keď sa do náteru pridá nano oxid ytria, nano oxid lantánu a nano oxid céru, vonkajšia stena môže odolávať starnutiu, pretože náter vonkajšej steny ľahko starne a odpadáva, pretože farba je dlhodobo vystavená slnečnému žiareniu a ultrafialovému žiareniu a po pridaní oxidu céru a oxidu ytria môže odolávať ultrafialovému žiareniu. Okrem toho má veľmi malú veľkosť častíc a nano oxid céru sa používa ako absorbér ultrafialového žiarenia, od ktorého sa očakáva, že sa použije na zabránenie starnutia plastových výrobkov v dôsledku ultrafialového žiarenia, nádrží, automobilov, lodí, nádrží na skladovanie ropy atď., čo dokáže najlepšie chrániť veľké vonkajšie billboardy a predchádzať plesniam, vlhkosti a znečisteniu vnútorných náterov stien. Vďaka malej veľkosti častíc sa prach ľahko nelepí na stenu a dá sa drhnúť vodou. Stále existuje mnoho použití nano oxidov vzácnych zemín, ktoré je potrebné ďalej skúmať a vyvíjať, a úprimne dúfame, že ich čaká žiarivejšia budúcnosť.
Čas uverejnenia: 4. júla 2022