Nijs - Nanometer seldsume ierdematerialen, in nije krêft yn 'e yndustriële revolúsje

Nanometer seldsume ierdematerialen, in nije krêft yn 'e yndustriële revolúsje

Nanotechnology is in nij ynterdissiplinêr fjild dat stadichoan ûntwikkele is yn 'e lette jierren '80 en iere jierren '90. Omdat it in grut potinsjeel hat om nije produksjeprosessen, nije materialen en nije produkten te meitsjen, sil it in nije yndustriële revolúsje yn 'e nije ieu úteinsette. It hjoeddeistige ûntwikkelingsnivo fan nanowittenskip en nanotechnology is fergelykber mei dat fan kompjûter- en ynformaasjetechnology yn 'e jierren '50. De measte wittenskippers dy't har ynsette foar dit fjild foarsizze dat de ûntwikkeling fan nanotechnology in brede en fiergeande ynfloed sil hawwe op in protte aspekten fan technology. Wittenskippers leauwe dat it frjemde eigenskippen en unike prestaasjes hat. De wichtichste beheiningseffekten dy't liede ta de frjemde eigenskippen fan nano-seldsume ierdematerialen binne spesifyk oerflakeffekt, lytsgrutte-effekt, ynterface-effekt, transparânsje-effekt, tunneleffekt en makroskopysk kwantumeffekt. Dizze effekten meitsje de fysike eigenskippen fan nanosystemen oars as dy fan konvinsjonele materialen yn ljocht, elektrisiteit, waarmte en magnetisme, en presintearje in protte nije funksjes. Yn 'e takomst binne d'r trije haadrjochtingen foar wittenskippers om nanotechnology te ûndersykjen en te ûntwikkeljen: tarieding en tapassing fan nanomaterialen mei poerbêste prestaasjes; ûntwerp en tarieding fan ferskate nano-apparaten en apparatuer; it detektearjen en analysearjen fan 'e eigenskippen fan nanoregio's. Op it stuit hat nano-seldsume ierde benammen de folgjende tapassingsrjochtingen, en de tapassing dêrfan moat yn 'e takomst fierder ûntwikkele wurde.

Nanometer lanthaanokside (La2O3)

Nanometer lanthaanokside wurdt tapast op piezoelektryske materialen, elektrothermyske materialen, thermoelektryske materialen, magnetoresistinsjematerialen, lumineszente materialen (blau poeier), wetterstofopslachmaterialen, optysk glês, lasermaterialen, ferskate legearingsmaterialen, katalysatoren foar it tarieden fan organyske gemyske produkten, en katalysatoren foar it neutralisearjen fan auto-útlaatgassen, en ljochtkonverzje-lânboufilms wurde ek tapast op nanometer lanthaanokside.

Nanometer ceriumokside (CeO2)

De wichtichste gebrûken fan nano-ceriumokside binne as folget: 1. As glêstafoeging kin nano-ceriumokside ultraviolette strielen en ynfrareade strielen absorbearje, en is tapast op autoglês. It kin net allinich ultraviolette strielen foarkomme, mar ek de temperatuer yn 'e auto ferminderje, wêrtroch elektrisiteit foar airconditioning besparre wurdt. 2. De tapassing fan nano-ceriumokside yn in katalysator foar it suverjen fan auto-útlaatgassen kin effektyf foarkomme dat in grutte hoemannichte auto-útlaatgassen yn 'e loft ûntslein wurde. 3. Nano-ceriumokside kin brûkt wurde yn pigment om plestik te kleuren, en kin ek brûkt wurde yn 'e coating-, inkt- en papieryndustry. 4. De tapassing fan nano-ceriumokside yn politoermaterialen is breed erkend as in hege-presyzje-easken foar it politoerjen fan silisiumwafers en saffier-ienkristalsubstraten. 5. Derneist kin nano-ceriumokside ek tapast wurde op wetterstofopslachmaterialen, thermoelektryske materialen, nano-ceriumokside wolfraamelektroden, keramyske kondensatoren, piezoelektryske keramyk, nano-ceriumokside silisiumkarbid-skuurmiddels, brânstofselgrûnstoffen, benzinekatalysatoren, guon permaninte magnetyske materialen, ferskate legearingstiel en non-ferro metalen, ensfh.

It nanometer praseodymiumokside (Pr6O11)

De wichtichste gebrûken fan nanometer praseodymiumokside binne as folget: 1. It wurdt in soad brûkt yn 'e bou fan keramyk en keramyk foar deistich gebrûk. It kin mingd wurde mei keramykglazuur om kleurde glazuur te meitsjen, en kin ek brûkt wurde as ûnderglazuurpigment allinich. It taret pigment is ljochtgiel mei in suvere en elegante toan. 2. It wurdt brûkt om permaninte magneten te meitsjen en wurdt in soad brûkt yn ferskate elektroanyske apparaten en motors. 3. It wurdt brûkt foar katalytyske kraken yn petroleum. De aktiviteit, selektiviteit en stabiliteit fan katalyse kinne ferbettere wurde. 4. Nano-praseodymiumokside kin ek brûkt wurde foar abrasyf polijsten. Derneist wurdt de tapassing fan nanometer praseodymiumokside op it mêd fan optyske glêstried hieltyd wiidweidiger. Nanometer neodymiumokside (Nd2O3) Nanometer neodymiumokside is al jierren in hotspot op 'e merk fanwegen syn unike posysje op it mêd fan seldsume ierden. Nano-neodymiumoxide wurdt ek tapast op non-ferro materialen. It tafoegjen fan 1,5% ~ 2,5% nano-neodymiumoxide oan magnesium- of aluminiumlegering kin de hege temperatuerprestaasjes, loftdichtheid en korrosjebestriding fan 'e legearing ferbetterje, en it wurdt in soad brûkt as romtefeartmateriaal foar de loftfeart. Derneist produseart nano-yttriumaluminiumgranaat dopeare mei nano-neodymiumoxide in koarteweachlaserstriel, dy't in soad brûkt wurdt foar it lassen en snijden fan tinne materialen mei in dikte ûnder 10 mm yn 'e yndustry. Oan 'e medyske kant wurdt Nano-YAG-laser dopeare mei nano-Nd _2O _3 brûkt om sjirurgyske wûnen te ferwiderjen of wûnen te desinfisearjen ynstee fan sjirurgyske messen. Nanometer-neodymiumoxide wurdt ek brûkt foar it kleurjen fan glês- en keramyske materialen, rubberprodukten en tafoegings.

Samariumoxide nanopartikels (Sm2O3)

De wichtichste gebrûken fan nano-grutte samariumokside binne: nano-grutte samariumokside is ljochtgiel, dat tapast wurdt op keramyske kondensatoren en katalysatoren. Derneist hat nano-grutte samariumokside nukleêre eigenskippen, en kin brûkt wurde as struktureel materiaal, ôfskermingsmateriaal en kontrôlemateriaal fan atoomenerzjyreaktor, sadat de enoarme enerzjy dy't generearre wurdt troch kearnspjalting feilich brûkt wurde kin. Europiumokside-nanopartikels (Eu2O3) wurde meast brûkt yn fosforen. Eu3+ wurdt brûkt as aktivator fan reade fosfor, en Eu2+ wurdt brûkt as blauwe fosfor. Y0O3:Eu3+ is de bêste fosfor yn ljochteffisjinsje, coatingstabiliteit, herstelkosten, ensfh., en it wurdt breed brûkt fanwegen de ferbettering fan ljochteffisjinsje en kontrast. Koartlyn wurdt nano-europiumokside ek brûkt as stimulearre emisjefosfor foar nije medyske röntgendiagnostyksystemen. Nano-europiumokside kin ek brûkt wurde foar it meitsjen fan kleurde lenzen en optyske filters, foar magnetyske bubbelopslachapparaten, en kin ek syn talinten sjen litte yn kontrôlematerialen, ôfskermingsmaterialen en strukturele materialen fan atoomreaktoren. It fynpartikelige gadolinium europiumokside (Y2O3:Eu3+) reade fosfor waard taret mei nano-yttriumokside (Y2O3) en nano-europiumokside (Eu2O3) as grûnstoffen. By it brûken dêrfan om seldsume ierde trijekleurige fosfor te meitsjen, waard fûn dat: (a) goed en unifoarm mingd wurde kin mei grien poeier en blau poeier; (b) Goede coatingprestaasjes; (c) Omdat de dieltsjegrutte fan read poeier lyts is, it spesifike oerflak tanimt en it oantal lumineszinte dieltsjes tanimt, kin de hoemannichte read poeier yn seldsume ierde trijekleurige fosforen fermindere wurde, wat resulteart yn legere kosten.

Gadoliniumoxide nanopartikels (Gd2O3)

De wichtichste gebrûken binne as folget: 1. It wetteroplosbere paramagnetyske kompleks kin it NMR-ôfbyldingssignaal fan it minsklik lichem ferbetterje by medyske behanneling. 2. Basis swevelokside kin brûkt wurde as matrixraster fan oscilloskoopbuis en röntgenskerm mei spesjale helderheid. 3. Nano-gadoliniumokside yn nano-gadoliniumgalliumgranaat is in ideaal ienkel substraat foar magnetysk bubbelûnthâld. 4. As d'r gjin Camot-sykluslimyt is, kin it brûkt wurde as fêst magnetysk koelmedium. 5. It wurdt brûkt as in remmer om it kettingreaksjenivo fan kearnsintrales te kontrolearjen om de feiligens fan kearnreaksjes te garandearjen. Derneist is it gebrûk fan nano-gadoliniumokside en nano-lanthaanokside nuttich om it vitrifikaasjegebiet te feroarjen en de termyske stabiliteit fan glês te ferbetterjen. It nano-gadoliniumokside kin ek brûkt wurde foar it meitsjen fan kondensatoren en röntgenfersterkjende skermen. Op it stuit docht de wrâld grutte ynspanningen om de tapassing fan nano-gadoliniumokside en syn legeringen yn magnetyske koeling te ûntwikkeljen, en hat trochbraakfoarútgong makke.

Terbiumoxide nanopartikels (Tb4O7)

De wichtichste tapassingsfjilden binne as folget: 1. Fosforen wurde brûkt as aktivators fan grien poeier yn trijekleurige fosforen, lykas fosfaatmatrix aktivearre troch nano-terbiumoxide, silikaatmatrix aktivearre troch nano-terbiumoxide en nano-ceriumoxide magnesiumaluminaatmatrix aktivearre troch nano-terbiumoxide, dy't allegear grien ljocht útstjitte yn 'e oanstutsen steat. 2. Magneto-optyske opslachmaterialen, Yn 'e lêste jierren binne magneto-optyske materialen fan nano-terbiumoxide ûndersocht en ûntwikkele. De magneto-optyske skiif makke fan Tb-Fe amorfe film wurdt brûkt as kompjûteropslachelemint, en de opslachkapasiteit kin mei 10~15 kear ferhege wurde. 3. Magneto-optysk glês, Faraday optysk aktyf glês mei nanometer terbiumoxide, is in wichtich materiaal foar it meitsjen fan rotators, isolators, annulators en wurdt in soad brûkt yn lasertechnology. Nanometer terbiumoxide nanometer dysprosiumoxide wurdt benammen brûkt yn sonar, en is in soad brûkt yn in protte fjilden, lykas brânstofynjeksjesystemen, floeistofklepkontrôle, mikroposysjonearring, meganyske aktuators, meganismen en wjukregulators fan fleantúchromteteleskoop. De wichtichste gebrûken fan Dy2O3 nano dysprosiumoxide binne: 1. Nano-dysprosiumoxide wurdt brûkt as de aktivator fan fosfor, en trivalent nano-dysprosiumoxide is in belofte aktivearjend ion fan trijekleurige lumineszinte materialen mei in ienich lumineszint sintrum. It bestiet benammen út twa emisjebannen, ien is giele ljochtemisje, de oare is blauwe ljochtemisje, en lumineszinte materialen dopeare mei nano-dysprosiumoxide kinne brûkt wurde as trijekleurige fosforen. 2. Nanometer dysprosiumokside is in needsaaklik metaalrau materiaal foar it tarieden fan in terfenollegering mei in grutte magnetostriktive legearing nano-terbiumokside en nano-dysprosiumokside, dy't guon presys aktiviteiten fan meganyske beweging realisearje kinne. 3. Nanometer dysprosiumoksidemetaal kin brûkt wurde as magneto-optysk opslachmateriaal mei hege opnamesnelheid en lêsgefoelichheid. 4. Brûkt foar de tarieding fan in nanometer dysprosiumoksidelampe. De wurkjende stof dy't brûkt wurdt yn in nano dysprosiumoksidelampe is nano dysprosiumokside, dat de foardielen hat fan hege helderheid, goede kleur, hege kleurtemperatuer, lytse grutte en stabile bôge, en is brûkt as ljochtboarne foar film en printsjen. 5. Nanometer dysprosiumokside wurdt brûkt om it neutronenerzjyspektrum te mjitten of as neutronenabsorber yn 'e atoomenerzjy-yndustry fanwegen syn grutte neutronenfangst-dwersdoorsnede.

Ho _ 2O _ 3 Nanometer

De wichtichste gebrûken fan nano-holmiumokside binne as folget: 1. As tafoeging fan in metaalhalogeenlampe is in metaalhalogeenlampe in soarte gasûntladingslampe, dy't ûntwikkele is op basis fan in hegedruk-kwiklampe, en syn skaaimerk is dat de lampe fol is mei ferskate seldsume ierdehalogeniden. Op it stuit wurde benammen seldsume ierdejodiden brûkt, dy't ferskate spektrale linen útstjitte as gas ûntslein wurdt. De wurkjende stof dy't brûkt wurdt yn 'e nano-holmiumoksidelampe is nano-holmiumoksidejodide, dy't in hegere metaalatoomkonsintraasje yn 'e bôgesône kin krije, wêrtroch't de strielingseffisjinsje sterk ferbettere wurdt. 2. Nanometerholmiumokside kin brûkt wurde as tafoeging fan yttriumizer of yttriumaluminiumgranaat; 3. Nano-holmiumokside kin brûkt wurde as yttriumizeraluminiumgranaat (Ho:YAG), dy't in laser fan 2μm útstjitte kin, en de absorptionssnelheid fan minsklik weefsel nei in laser fan 2μm is heech. It is hast trije oarders fan grutte heger as Hd:YAG0. Dêrom, by it brûken fan in Ho:YAG-laser foar medyske operaasjes, kin it net allinich de effisjinsje en krektens fan 'e operaasje ferbetterje, mar ek it gebiet fan termyske skea lytser meitsje. De frije striel dy't generearre wurdt troch it nano-holmiumoxidekristal kin fet eliminearje sûnder oermjittige waarmte te generearjen, wêrtroch't de termyske skea feroarsake troch sûne weefsels ferminderet. Der wurdt rapportearre dat de behanneling fan glaukom mei in nanometer-holmiumoxidelaser yn 'e Feriene Steaten de pine fan sjirurgy kin ferminderje. 4. Yn in magnetostriktive legearing Terfenol-D kin ek in lytse hoemannichte nano-holmiumoxide tafoege wurde om it eksterne fjild te ferminderjen dat nedich is foar de sêdingsmagnetisaasje fan 'e legearing. 5. Derneist kin optyske glêstried dopeare mei nano-holmiumoxide brûkt wurde om optyske kommunikaasjeapparaten te meitsjen lykas optyske glêstriedlasers, optyske glêstriedfersterkers, optyske glêstriedsensors, ensfh. It sil in wichtiger rol spylje yn 'e rappe optyske glêstriedkommunikaasje fan hjoed.

Nanometer yttriumokside (Y2O3)

De wichtichste gebrûken fan nano-yttriumokside binne as folget: 1. Tafoegings foar stiel en non-ferro legeringen. FeCr-legering befettet meastentiids 0,5% ~ 4% nano-yttriumokside, wat de oksidaasjebestriding en duktiliteit fan dizze roestfrij stielen kin ferbetterje. Nei it tafoegjen fan in juste hoemannichte mingde seldsume ierde ryk oan nanometer yttriumokside oan MB26-legering, waarden de wiidweidige eigenskippen fan 'e legearing juster dúdlik ferbettere. It kin guon middelsterke en sterke aluminiumlegeringen ferfange foar de belaste komponinten fan fleantugen; It tafoegjen fan in lytse hoemannichte nano-yttriumokside seldsume ierde oan Al-Zr-legering kin de geliedingsfermogen fan 'e legearing ferbetterje; De legearing is oannaam troch de measte triedfabriken yn Sina. Nano-yttriumokside waard tafoege oan koperlegering om de geliedingsfermogen en meganyske sterkte te ferbetterjen. 2. Siliciumnitride keramysk materiaal mei 6% nano-yttriumokside en 2% aluminium. It kin brûkt wurde om motorûnderdielen te ûntwikkeljen. 3. Boarjen, snijden, lassen en oare meganyske ferwurking wurde útfierd op grutskalige komponinten mei help fan nano-neodymiumoxide-aluminiumgranaatlaserstriel mei in krêft fan 400 watt. 4. It elektronenmikroskoopskerm gearstald út Y-Al-granaat-ienkristal hat hege fluoreszinsjehelderheid, lege absorpsje fan fersprate ljocht, en goede hege temperatuerresistinsje en meganyske slijtvastheid. 5. Hege nano-yttriumoxide-struktuerlegering mei 90% nano-gadoliniumoxide kin tapast wurde op loftfeart en oare gelegenheden dy't in lege tichtheid en in heech smeltpunt fereaskje. 6. Hege-temperatuer protongeliedende materialen mei 90% nano-yttriumoxide binne fan grut belang foar de produksje fan brânstofsellen, elektrolytyske sellen en gassensors dy't in hege wetterstofoplosberens fereaskje. Derneist wurdt nano-yttriumoxide ek brûkt as hege-temperatuer spuitbestindich materiaal, ferdunner fan atoomreaktorbrânstof, tafoeging fan permanint magneetmateriaal en getter yn 'e elektroanyske yndustry.

Neist it boppesteande kinne nano-seldsume ierde-oksiden ek brûkt wurde yn kleanmaterialen foar minsklike sûnenssoarch en miljeubeskerming. Fan 'e hjoeddeistige ûndersyksienheden hawwe se allegear bepaalde rjochtingen: anty-ultraviolet strieling; Loftfersmoarging en ultraviolet strieling binne gefoelich foar hûdsykten en hûdkanker; Fersmoargingsprevensje makket it lestich foar fersmoargjende stoffen om oan klean te plakjen; It wurdt ek bestudearre yn 'e rjochting fan anty-waarmtebehâld. Omdat lear hurd en maklik te ferâlderen is, is it it meast gefoelich foar skimmel op reinich waar. It lear kin sêfter makke wurde troch bleken mei nano-seldsume ierde ceriumokside, dat net maklik te ferâlderen en te skimmeljen is, en it is noflik om te dragen. Yn 'e lêste jierren binne nano-coatingmaterialen ek it fokus fan nano-materialenûndersyk, en it wichtichste ûndersyk rjochtet him op funksjonele coatings. Y2O3 mei 80nm yn 'e Feriene Steaten kin brûkt wurde as ynfraread-beskermingscoating. De effisjinsje fan waarmtereflektearjen is tige heech. CeO2 hat in hege brekingsyndeks en hege stabiliteit. As nano-seldsume ierde yttriumokside, nano-lantaanokside en nano-ceriumoksidepoeier tafoege wurde oan 'e coating, kin de bûtenmuorre ferâldering wjerstean, om't de bûtenmuorrecoating maklik ferâlderet en ôffalt, om't de ferve lange tiid bleatsteld wurdt oan sinneljocht en ultraviolette strielen, en it kin ultraviolette strielen wjerstean nei it tafoegjen fan ceriumokside en yttriumokside. Boppedat is de dieltsjegrutte tige lyts, en nano-ceriumokside wurdt brûkt as ultraviolet-absorber, dy't nei ferwachting brûkt wurdt om de ferâldering fan plestikprodukten troch ultraviolette bestraling, tanks, auto's, skippen, oaljeopslachtanks, ensfh. te foarkommen, wat grutte bûtenreklamebuorden it bêste kin beskermje en skimmel, focht en fersmoarging foar binnenmuorrecoatings foarkomme. Fanwegen syn lytse dieltsjegrutte is stof net maklik om oan 'e muorre te plakjen. En kin mei wetter skrobbe wurde. D'r binne noch in protte gebrûken fan nano-seldsume ierde-oksiden dy't fierder ûndersocht en ûntwikkele wurde moatte, en wy hoopje oprjocht dat it in briljantere takomst sil hawwe.