Berita - Material tanah jarang berukuran nanometer, kekuatan baru dalam revolusi industri

Bahan tanah jarang berukuran nanometer, kekuatan baru dalam revolusi industri

Nanoteknologi adalah bidang interdisipliner baru yang secara bertahap dikembangkan pada akhir tahun 1980-an dan awal tahun 1990-an. Karena memiliki potensi besar untuk menciptakan proses produksi baru, material baru, dan produk baru, nanoteknologi akan memicu revolusi industri baru di abad baru ini. Tingkat perkembangan nanosains dan nanoteknologi saat ini mirip dengan teknologi komputer dan informasi pada tahun 1950-an. Sebagian besar ilmuwan yang berkomitmen pada bidang ini memperkirakan bahwa perkembangan nanoteknologi akan berdampak luas dan berjangkauan jauh pada banyak aspek teknologi. Ilmuwan percaya bahwa nanoteknologi memiliki sifat aneh dan kinerja unik. Efek kurungan utama yang menyebabkan sifat aneh bahan tanah jarang nano adalah efek permukaan spesifik, efek ukuran kecil, efek antarmuka, efek transparansi, efek terowongan, dan efek kuantum makroskopik. Efek-efek ini membuat sifat fisik sistem nano berbeda dari bahan konvensional dalam hal cahaya, listrik, panas, dan magnet, dan menghadirkan banyak fitur baru. Di masa depan, ada tiga arah utama bagi para ilmuwan untuk meneliti dan mengembangkan nanoteknologi: persiapan dan penerapan bahan nano dengan kinerja yang sangat baik; Merancang dan menyiapkan berbagai perangkat dan peralatan nano; Mendeteksi dan menganalisis sifat-sifat nano-region. Saat ini, nano rare earth terutama memiliki arah aplikasi berikut, dan aplikasinya perlu dikembangkan lebih lanjut di masa mendatang.

Nanometer lantanum oksida (La2O3)

Lantanum oksida berukuran nanometer diaplikasikan pada material piezoelektrik, material elektrotermal, material termoelektrik, material magnetorresistansi, material luminescent (bubuk biru), material penyimpan hidrogen, kaca optik, material laser, berbagai material paduan, katalis untuk menyiapkan produk kimia organik, dan katalis untuk menetralkan gas buang mobil, dan film pertanian konversi cahaya juga diaplikasikan pada lantanum oksida berukuran nanometer.

Nanometer cerium oksida (CeO2)

Penggunaan utama nano cerium oksida adalah sebagai berikut: 1. Sebagai aditif kaca, nano cerium oksida dapat menyerap sinar ultraviolet dan sinar inframerah, dan telah diaplikasikan pada kaca mobil. Ia tidak hanya dapat mencegah sinar ultraviolet, tetapi juga menurunkan suhu di dalam mobil, sehingga menghemat listrik untuk AC. 2. Aplikasi nano cerium oksida dalam katalis pemurnian knalpot mobil dapat secara efektif mencegah sejumlah besar gas buang mobil dibuang ke udara. 3. Nano-cerium oksida dapat digunakan dalam pigmen untuk mewarnai plastik, dan juga dapat digunakan dalam industri pelapis, tinta, dan kertas. 4. Aplikasi nano cerium oksida dalam bahan pemoles telah dikenal luas sebagai persyaratan presisi tinggi untuk memoles wafer silikon dan substrat kristal tunggal safir. 5. Selain itu, nano cerium oksida juga dapat diaplikasikan pada bahan penyimpan hidrogen, bahan termoelektrik, elektroda tungsten nano cerium oksida, kapasitor keramik, keramik piezoelektrik, bahan abrasif silikon karbida nano cerium oksida, bahan baku sel bahan bakar, katalis bensin, beberapa bahan magnet permanen, berbagai baja paduan dan logam non-ferrous, dll.

Praseodymium oksida (Pr6O11) berukuran nanometer

Penggunaan utama nanometer praseodymium oksida adalah sebagai berikut: 1. Banyak digunakan dalam keramik bangunan dan keramik penggunaan sehari-hari. Dapat dicampur dengan glasir keramik untuk membuat glasir berwarna, dan juga dapat digunakan sebagai pigmen bawah glasir saja. Pigmen yang disiapkan berwarna kuning muda dengan nada murni dan elegan. 2. Digunakan untuk memproduksi magnet permanen dan banyak digunakan dalam berbagai perangkat elektronik dan motor. 3. Digunakan untuk perengkahan katalitik minyak bumi. Aktivitas, selektivitas dan stabilitas katalisis dapat ditingkatkan. 4. Nano-praseodymium oksida juga dapat digunakan untuk pemolesan abrasif. Selain itu, aplikasi nanometer praseodymium oksida di bidang serat optik semakin luas. Neodymium oksida nanometer (Nd2O3) Neodymium oksida nanometer telah menjadi hot spot di pasar selama bertahun-tahun karena posisinya yang unik di bidang tanah jarang. Nano-neodymium oksida juga diaplikasikan pada material non-ferrous. Menambahkan 1,5%~2,5% nano neodymium oksida ke dalam magnesium atau paduan aluminium dapat meningkatkan kinerja suhu tinggi, kedap udara, dan ketahanan korosi paduan tersebut, dan secara luas digunakan sebagai material kedirgantaraan untuk penerbangan. Selain itu, nano yttrium aluminium garnet yang didoping dengan nano neodymium oksida menghasilkan sinar laser gelombang pendek, yang secara luas digunakan untuk pengelasan dan pemotongan material tipis dengan ketebalan di bawah 10mm dalam industri. Di sisi medis, laser Nano-YAG yang didoping dengan nano-Nd_2O_3 digunakan untuk mengangkat luka bedah atau mendisinfeksi luka sebagai pengganti pisau bedah. Neodymium oksida nanometer juga digunakan untuk mewarnai material kaca dan keramik, produk karet, dan aditif.

Nanopartikel Samarium oksida (Sm2O3)

Penggunaan utama samarium oksida berukuran nano adalah: samarium oksida berukuran nano berwarna kuning muda, yang diaplikasikan pada kapasitor keramik dan katalis. Selain itu, samarium oksida berukuran nano memiliki sifat nuklir, dan dapat digunakan sebagai bahan struktural, bahan pelindung, dan bahan kontrol reaktor energi atom, sehingga energi besar yang dihasilkan oleh fisi nuklir dapat digunakan dengan aman. Nanopartikel oksida Europium (Eu2O3) sebagian besar digunakan dalam fosfor. Eu3+ digunakan sebagai aktivator fosfor merah, dan Eu2+ digunakan sebagai fosfor biru. Y0O3:Eu3+ adalah fosfor terbaik dalam efisiensi cahaya, stabilitas pelapisan, biaya pemulihan, dll., dan digunakan secara luas karena peningkatan efisiensi cahaya dan kontras. Baru-baru ini, nano europium oksida juga digunakan sebagai fosfor emisi terstimulasi untuk sistem diagnosis medis sinar-X baru. Nano-europium oksida juga dapat digunakan untuk memproduksi lensa berwarna dan filter optik, untuk perangkat penyimpanan gelembung magnetik, dan juga dapat menunjukkan bakatnya dalam bahan kontrol, bahan pelindung, dan bahan struktural reaktor atom. Fosfor merah gadolinium europium oksida (Y2O3:Eu3+) partikel halus disiapkan dengan menggunakan nano yttrium oksida (Y2O3) dan nano europium oksida (Eu2O3) sebagai bahan baku. Ketika menggunakannya untuk menyiapkan fosfor triwarna tanah jarang, ditemukan bahwa: (a) dapat dicampur dengan baik dan seragam dengan bubuk hijau dan bubuk biru; (b) Kinerja pelapisan yang baik; (c) Karena ukuran partikel bubuk merah kecil, luas permukaan spesifik meningkat dan jumlah partikel luminescent meningkat, jumlah bubuk merah dalam fosfor triwarna tanah jarang dapat dikurangi, sehingga menghasilkan biaya yang lebih rendah.

Nanopartikel gadolinium oksida (Gd2O3)

Penggunaan utamanya adalah sebagai berikut: 1. Kompleks paramagnetik yang larut dalam air dapat meningkatkan sinyal pencitraan NMR tubuh manusia dalam perawatan medis. 2. Sulfur oksida dasar dapat digunakan sebagai kisi matriks tabung osiloskop dan layar sinar-X dengan kecerahan khusus. 3. Nano-gadolinium oksida dalam nano-gadolinium gallium garnet merupakan substrat tunggal yang ideal untuk memori gelembung magnetik. 4. Ketika tidak ada batas siklus Camot, dapat digunakan sebagai media pendingin magnetik padat. 5. Digunakan sebagai inhibitor untuk mengendalikan tingkat reaksi berantai pembangkit listrik tenaga nuklir untuk memastikan keamanan reaksi nuklir. Selain itu, penggunaan nano-gadolinium oksida dan nano-lantanum oksida membantu mengubah daerah vitrifikasi dan meningkatkan stabilitas termal kaca. Nano gadolinium oksida juga dapat digunakan untuk pembuatan kapasitor dan layar penguat sinar-X. Saat ini, dunia sedang berupaya keras untuk mengembangkan aplikasi nano-gadolinium oksida dan paduannya dalam pendinginan magnetik, dan telah membuat kemajuan terobosan

Nanopartikel terbium oksida (Tb4O7)

Bidang aplikasi utamanya adalah sebagai berikut: 1. Fosfor digunakan sebagai aktivator bubuk hijau dalam fosfor tiga warna, seperti matriks fosfat yang diaktivasi oleh nano terbium oksida, matriks silikat yang diaktivasi oleh nano terbium oksida, dan matriks magnesium aluminat nano cerium oksida yang diaktivasi oleh nano terbium oksida, yang semuanya memancarkan cahaya hijau dalam keadaan tereksitasi. 2. Bahan penyimpanan magneto-optik, Dalam beberapa tahun terakhir, bahan magneto-optik nano-terbium oksida telah diteliti dan dikembangkan. Cakram magneto-optik yang terbuat dari film amorf Tb-Fe digunakan sebagai elemen penyimpanan komputer, dan kapasitas penyimpanan dapat ditingkatkan hingga 10~15 kali lipat. 3. Kaca magneto-optik, kaca aktif optik Faraday yang mengandung nanometer terbium oksida, merupakan bahan utama untuk membuat rotator, isolator, annulator, dan banyak digunakan dalam teknologi laser. Nanometer terbium oksida nanometer disprosium oksida terutama digunakan dalam sonar, dan telah banyak digunakan di banyak bidang, seperti sistem injeksi bahan bakar, kontrol katup cairan, pemosisian mikro, aktuator mekanis, mekanisme, dan pengatur sayap teleskop ruang angkasa pesawat terbang. Penggunaan utama nano disprosium oksida Dy2O3 adalah: 1. Nano-disprosium oksida digunakan sebagai aktivator fosfor, dan nano-disprosium oksida trivalen merupakan ion pengaktif yang menjanjikan dari bahan luminescent tiga warna dengan pusat luminescent tunggal. Ini terutama terdiri dari dua pita emisi, satu adalah emisi cahaya kuning, yang lain adalah emisi cahaya biru, dan bahan luminescent yang didoping dengan nano-disprosium oksida dapat digunakan sebagai fosfor tiga warna. 2. Disprosium oksida nanometer merupakan bahan baku logam yang diperlukan untuk menyiapkan paduan Terfenol dengan paduan magnetostriktif besar nano-terbium oksida dan nano-disprosium oksida, yang dapat mewujudkan beberapa aktivitas gerakan mekanis yang presisi. 3. Logam disprosium oksida nanometer dapat digunakan sebagai bahan penyimpanan magneto-optik dengan kecepatan perekaman dan sensitivitas pembacaan yang tinggi. 4. Digunakan untuk persiapan lampu disprosium oksida nanometer. Zat kerja yang digunakan dalam lampu disprosium oksida nano adalah disprosium oksida nano, yang memiliki keunggulan kecerahan tinggi, warna bagus, suhu warna tinggi, ukuran kecil dan busur stabil, dan telah digunakan sebagai sumber cahaya untuk film dan percetakan. 5. Disprosium oksida nanometer digunakan untuk mengukur spektrum energi neutron atau sebagai penyerap neutron dalam industri energi atom karena luas penampang tangkapan neutronnya yang besar.

Ho_2O_3 Nanometer

Penggunaan utama nano-holmium oksida adalah sebagai berikut: 1. Sebagai aditif lampu halogen logam, lampu halogen logam adalah sejenis lampu pelepasan gas, yang dikembangkan berdasarkan lampu merkuri bertekanan tinggi, dan karakteristiknya adalah bohlam diisi dengan berbagai halida tanah jarang. Saat ini, iodida tanah jarang terutama digunakan, yang memancarkan garis spektrum yang berbeda saat gas dilepaskan. Zat kerja yang digunakan dalam lampu nano-holmium oksida adalah nano-holmium oksida iodida, yang dapat memperoleh konsentrasi atom logam yang lebih tinggi di zona busur, sehingga sangat meningkatkan efisiensi radiasi. 2. Nanometer holmium oksida dapat digunakan sebagai aditif besi yttrium atau garnet aluminium yttrium; 3. Nano-holmium oksida dapat digunakan sebagai garnet besi aluminium yttrium (Ho:YAG), yang dapat memancarkan laser 2μm, dan tingkat penyerapan jaringan manusia terhadap laser 2μm tinggi. Ini hampir tiga kali lipat lebih tinggi dari Hd:YAG0. Oleh karena itu, saat menggunakan laser Ho:YAG untuk operasi medis, laser ini tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi dan akurasi operasi, tetapi juga mengurangi area kerusakan termal ke ukuran yang lebih kecil. Sinar bebas yang dihasilkan oleh kristal nano holmium oksida dapat menghilangkan lemak tanpa menghasilkan panas yang berlebihan, sehingga mengurangi kerusakan termal yang disebabkan oleh jaringan sehat. Dilaporkan bahwa pengobatan glaukoma dengan laser nanometer holmium oksida di Amerika Serikat dapat mengurangi rasa sakit akibat operasi. 4. Dalam paduan magnetostriktif Terfenol-D, sejumlah kecil holmium oksida berukuran nano juga dapat ditambahkan untuk mengurangi medan eksternal yang diperlukan untuk magnetisasi saturasi paduan. 5. Selain itu, serat optik yang didoping dengan nano-holmium oksida dapat digunakan untuk membuat perangkat komunikasi optik seperti laser serat optik, penguat serat optik, sensor serat optik, dll. Ini akan memainkan peran yang lebih penting dalam komunikasi serat optik yang cepat saat ini.

Nanometer itrium oksida (Y2O3)

Penggunaan utama nano yttrium oksida adalah sebagai berikut: 1. Aditif untuk baja dan paduan nonferrous. Paduan FeCr biasanya mengandung 0,5%~4% nano yttrium oksida, yang dapat meningkatkan ketahanan oksidasi dan keuletan baja tahan karat ini. Setelah menambahkan jumlah yang tepat dari campuran tanah jarang yang kaya akan nanometer yttrium oksida ke dalam paduan MB26, sifat komprehensif dari paduan tersebut jelas ditingkatkan kemarin, Ia dapat menggantikan beberapa paduan aluminium sedang dan kuat untuk komponen pesawat yang tertekan; Menambahkan sejumlah kecil tanah jarang nano yttrium oksida ke dalam paduan Al-Zr dapat meningkatkan konduktivitas paduan; Paduan tersebut telah diadopsi oleh sebagian besar pabrik kawat di Cina. Nano-yttrium oksida ditambahkan ke dalam paduan tembaga untuk meningkatkan konduktivitas dan kekuatan mekanis. 2. Bahan keramik silikon nitrida yang mengandung 6% nano yttrium oksida dan 2% aluminium. Dapat digunakan untuk mengembangkan bagian-bagian mesin. 3. Pengeboran, pemotongan, pengelasan, dan pemrosesan mekanis lainnya dilakukan pada komponen skala besar dengan menggunakan sinar laser garnet aluminium nano neodymium oksida dengan daya 400 watt. 4. Layar mikroskop elektron yang terdiri dari kristal tunggal garnet Y-Al memiliki kecerahan fluoresensi tinggi, penyerapan cahaya yang tersebar rendah, dan ketahanan suhu tinggi serta ketahanan aus mekanis yang baik. 5. Paduan struktur oksida yttrium nano tinggi yang mengandung 90% gadolinium oksida nano dapat diaplikasikan pada penerbangan dan kesempatan lain yang membutuhkan kepadatan rendah dan titik leleh tinggi. 6. Bahan konduktif proton suhu tinggi yang mengandung 90% oksida nano yttrium sangat penting untuk produksi sel bahan bakar, sel elektrolit, dan sensor gas yang membutuhkan kelarutan hidrogen yang tinggi. Selain itu, oksida nano-yttrium juga digunakan sebagai bahan tahan penyemprotan suhu tinggi, pengencer bahan bakar reaktor atom, aditif bahan magnet permanen, dan getter dalam industri elektronik.

Selain hal-hal di atas, oksida tanah jarang nano juga dapat digunakan dalam bahan pakaian untuk perawatan kesehatan manusia dan perlindungan lingkungan. Dari unit penelitian saat ini, semuanya memiliki arah tertentu: radiasi anti-ultraviolet; Polusi udara dan radiasi ultraviolet rentan terhadap penyakit kulit dan kanker kulit; Pencegahan polusi membuat polutan sulit menempel pada pakaian; Hal ini juga sedang dipelajari dalam arah anti-panas. Karena kulit keras dan mudah menua, kulit paling rentan terhadap jamur di hari hujan. Kulit dapat dilunakkan dengan pemutihan dengan oksida cerium tanah jarang nano, yang tidak mudah menua dan berjamur, dan nyaman dipakai. Dalam beberapa tahun terakhir, bahan pelapis nano juga menjadi fokus penelitian bahan nano, dan penelitian utama difokuskan pada pelapis fungsional. Y2O3 dengan 80nm di Amerika Serikat dapat digunakan sebagai pelapis pelindung inframerah. Efisiensi pemantulan panas sangat tinggi. CeO2 memiliki indeks bias tinggi dan stabilitas tinggi. Ketika nano rare earth yttrium oxide, nano lanthanum oxide dan nano cerium oxide powder ditambahkan ke lapisan, dinding eksterior dapat menahan penuaan, karena lapisan dinding eksterior mudah menua dan rontok karena cat terkena sinar matahari dan sinar ultraviolet untuk waktu yang lama, dan dapat menahan sinar ultraviolet setelah menambahkan cerium oxide dan yttrium oxide. Selain itu, ukuran partikelnya sangat kecil, dan nano cerium oxide digunakan sebagai penyerap ultraviolet, yang diharapkan dapat digunakan untuk mencegah penuaan produk plastik karena iradiasi ultraviolet, tangki, mobil, kapal, tangki penyimpanan minyak, dll., yang dapat melindungi papan reklame besar di luar ruangan dan mencegah jamur, kelembaban dan polusi untuk pelapis dinding interior. Karena ukuran partikelnya yang kecil, debu tidak mudah menempel di dinding. Dan dapat digosok dengan air. Masih banyak kegunaan nano rare earth oxide yang harus diteliti dan dikembangkan lebih lanjut, dan kami sangat berharap bahwa ini akan memiliki masa depan yang lebih cemerlang.