Neiegkeeten - Nanometer-selten Äerdmaterialien, eng nei Kraaft an der industrieller Revolutioun

Nanometer-selten Äerdmaterialien, eng nei Kraaft an der industrieller Revolutioun

Nanotechnologie ass en neit interdisziplinärt Gebitt, dat sech Enn vun den 1980er an Ufank vun den 1990er Joren graduell entwéckelt huet. Well et e grousst Potenzial huet fir nei Produktiounsprozesser, nei Materialien an nei Produkter ze schafen, wäert et eng nei industriell Revolutioun am neie Joerhonnert ausléisen. Den aktuellen Entwécklungsniveau vun der Nanowëssenschaft an der Nanotechnologie ass ähnlech wéi dee vun der Computer- an Informatiounstechnologie an den 1950er Joren. Déi meescht Wëssenschaftler, déi sech op dëst Gebitt engagéieren, prognostizéieren, datt d'Entwécklung vun der Nanotechnologie e breede a wäitreechende Impakt op vill Aspekter vun der Technologie wäert hunn. Wëssenschaftler gleewen, datt et komesch Eegeschaften an eng eenzegaarteg Leeschtung huet. Déi Haapt-Aschränkungseffekter, déi zu de komeschen Eegeschafte vun den Nano-Selten-Erde-Materialien féieren, sinn de spezifeschen Uewerflächeneffekt, den Effekt vun der klenger Gréisst, den Interface-Effekt, den Transparenzeffekt, den Tunneleffekt an de makroskopesche Quanteeffekt. Dës Effekter ënnerscheede sech vun de physikalesche Eegeschafte vun den Nanosystemer a punkto Liicht, Elektrizitéit, Hëtzt a Magnetismus vun deenen vu konventionelle Materialien a punkto Liicht, Elektrizitéit, Hëtzt a Magnetismus a presentéiere vill nei Eegeschaften. An der Zukunft ginn et dräi Haaptrichtungen fir d'Wëssenschaftler fir d'Nanotechnologie ze fuerschen an z'entwéckelen: Virbereedung an Uwendung vun Nanomaterialien mat exzellenter Leeschtung; Design a Virbereedung vu verschiddenen Nano-Apparater an Ausrüstung; Detektioun an Analyse vun den Eegeschafte vun Nano-Regiounen. Am Moment huet Nanoreeder haaptsächlech déi folgend Uwendungsrichtungen, an hir Uwendung muss an Zukunft weiderentwéckelt ginn.

Nanometer-Lanthanoxid (La2O3)

Nanometer-Lanthanoxid gëtt op piezoelektresch Materialien, elektrothermesch Materialien, thermoelektresch Materialien, magnetoresistenzmaterialien, lumineszent Materialien (bloe Pulver), Waasserstoffspäichermaterialien, optescht Glas, Lasermaterialien, verschidde Legierungsmaterialien, Katalysatoren fir d'Virbereedung vun organesche chemesche Produkter a Katalysatoren fir d'Neutraliséierung vun Autosausgase benotzt, a Liichtkonversiounslandwirtschaftlech Filmer ginn och op Nanometer-Lanthanoxid ugewannt.

Nanometer Ceroxid (CeO2)

Déi Haaptanwendungen vun Nano-Ceriumoxid sinn folgend: 1. Als Glasadditiv kann Nano-Ceriumoxid ultraviolett Stralen an Infrarout Stralen absorbéieren, an et gouf op Autoglas ugewannt. Et kann net nëmmen ultraviolett Stralen verhënneren, mä och d'Temperatur am Auto reduzéieren, wouduerch Stroum fir d'Klimaanlag gespuert gëtt. 2. D'Uwendung vun Nano-Ceriumoxid an engem Auspuffreinigungskatalysator fir Autoen kann effektiv verhënneren, datt eng grouss Quantitéit un Autoauspuffgas an d'Loft ofgeet. 3. Nano-Ceriumoxid kann a Pigmenter fir d'Faarf vu Plastik benotzt ginn, an och an der Beschichtungs-, Tënt- a Pabeierindustrie benotzt ginn. 4. D'Uwendung vun Nano-Ceriumoxid a Poliermaterialien ass wäit verbreet als eng héichpräzis Ufuerderung fir d'Poléiere vu Siliziumwaferen a Saphir-Eenkristallsubstrater unerkannt ginn. 5. Zousätzlech kann Nano-Ceriumoxid och op Waasserstoffspäichermaterialien, thermoelektresch Materialien, Nano-Ceriumoxid-Wolframelektroden, Keramikkondensatoren, piezoelektresch Keramik, Nano-Ceriumoxid-Siliziumcarbid-Abrasiven, Brennstoffzellen-Rohmaterialien, Benzinkatalysatoren, e puer permanentmagnetesch Materialien, verschidde Legierungsstähle an Nichteisenmetaller, etc. ugewannt ginn.

Den Nanometer-Praseodymoxid (Pr6O11)

Déi Haaptanwendungen vum Nanometerpraseodymoxid sinn folgend: 1. Et gëtt wäit verbreet a Keramik fir de Bau an am Alldag benotzt. Et kann mat Keramikglasur gemëscht ginn, fir faarweg Glasur ze maachen, a kann och eleng als Ënnerglasurpigment benotzt ginn. De preparéierte Pigment ass hellgiel mat engem puren an elegante Téin. 2. Et gëtt benotzt fir Permanentmagnete ze produzéieren a gëtt wäit verbreet a verschiddenen elektroneschen Apparater a Motoren benotzt. 3. Et gëtt fir d'katalytescht Rëssbildung vu Pëtrol benotzt. D'Aktivitéit, d'Selektivitéit an d'Stabilitéit vun der Katalyse kënne verbessert ginn. 4. Nanometerpraseodymoxid kann och fir abrasiv Polieren benotzt ginn. Zousätzlech gëtt d'Uwendung vum Nanometerpraseodymoxid am Beräich vun der optescher Faser ëmmer méi extensiv. Nanometerneodymoxid (Nd2O3) Nanometerneodymoxid ass zënter ville Joren zu engem populäre Maart ginn, wéinst senger eenzegaarteger Positioun am Beräich vun de seltenen Äerdmetaller. Nano-Neodymoxid gëtt och op Nichteisenmaterialien ugewannt. D'Zousätz vun 1,5%~2,5% Nano-Neodymoxid an eng Magnesium- oder Aluminiumlegierung kann d'Héichtemperaturleistung, d'Loftdichtheet an d'Korrosiounsbeständegkeet vun der Legierung verbesseren, an et gëtt wäit verbreet als Loftfaartmaterial fir d'Aviatioun benotzt. Zousätzlech produzéiert Nano-Yttrium-Aluminiumgranat, deen mat Nano-Neodymoxid dotiert ass, e Kuerzwellelaserstrahl, deen an der Industrie wäit verbreet fir d'Schweißen a Schneiden vun dënne Materialien mat enger Déckt ënner 10 mm benotzt gëtt. Op der medizinescher Säit gëtt Nano-YAG-Laser, deen mat Nano-Nd_2O_3 dotiert ass, benotzt fir chirurgesch Wonnen ze entfernen oder Wonnen ze desinfizéieren amplaz vu chirurgesche Messer. Nanometer-Neodymoxid gëtt och fir d'Faarf vu Glas- a Keramikmaterialien, Gummiprodukter an Zousätz benotzt.

Samariumoxid-Nanopartikelen (Sm2O3)

Déi Haaptanwendungen vun nanogroussem Samariumoxid sinn: nanogroussem Samariumoxid ass hellgiel, wat a Keramikkondensatoren a Katalysatoren ugewannt gëtt. Zousätzlech huet nanogroussem Samariumoxid nuklear Eegeschaften a kann als Strukturmaterial, Abschirmungsmaterial a Kontrollmaterial vun Atomenergiereaktoren benotzt ginn, sou datt déi enorm Energie, déi duerch Kärspaltung generéiert gëtt, sécher benotzt ka ginn. Europiumoxid-Nanopartikelen (Eu2O3) ginn haaptsächlech a Phosphoren benotzt. Eu3+ gëtt als Aktivator vu roudem Phosphor benotzt, an Eu2+ gëtt als bloe Phosphor benotzt. Y0O3:Eu3+ ass dee beschte Phosphor a punkto Liichteffizienz, Beschichtungsstabilitéit, Erhuelungskäschten, etc., an et gëtt wäit verbreet wéinst der Verbesserung vun der Liichteffizienz a vum Kontrast. An der leschter Zäit gëtt Nano-Europiumoxid och als stimuléiert Emissiounsphosphor fir nei Röntgenmedizinesch Diagnosesystemer benotzt. Nano-Europiumoxid kann och fir d'Produktioun vu faarwege Lënsen an optesche Filteren, fir Magnéitblosenspäichergeräter benotzt ginn, a kann och seng Talenter a Kontrollmaterialien, Abschirmungsmaterialien a Strukturmaterialien vun Atomreaktoren weisen. De feinpartikelegen Gadolinium-Europium-Oxid (Y2O3:Eu3+) roude Phosphor gouf mat Nano-Yttrium-Oxid (Y2O3) an Nano-Europium-Oxid (Eu2O3) als Rohmaterialien hiergestallt. Beim Gebrauch dovun fir d'Hierstellung vu seltenen Äerd-Dräifaarwege Phosphor gouf festgestallt, datt: (a) et gutt an gläichméisseg mat gréngem Pulver a bloe Pulver gemëscht ka ginn; (b) Eng gutt Beschichtungsleistung; (c) Well d'Partikelgréisst vum roude Pulver kleng ass, d'spezifesch Uewerfläch eropgeet an d'Zuel vun de lumineszente Partikelen eropgeet, kann d'Quantitéit u roude Pulver an de seltenen Äerd-Dräifaarwege Phosphoren reduzéiert ginn, wat zu méi niddrege Käschte féiert.

Gadoliniumoxid-Nanopartikelen (Gd2O3)

Seng Haaptanwendungen sinn folgend: 1. Säi waasserléisleche paramagnetesche Komplex kann den NMR-Bildsignal vum mënschleche Kierper an der medizinescher Behandlung verbesseren. 2. Basis Schwefeloxid kann als Matrixgitter vun Oszilloskopröhrchen a Röntgenbildschierm mat spezieller Hellegkeet benotzt ginn. 3. Nano-Gadoliniumoxid a Nano-Gadolinium-Gallium-Granat ass en ideales Eenzelsubstrat fir magnéitesch Blosen-Speicher. 4. Wann et keng Camot-Zykluslimit gëtt, kann et als fest magnéitescht Killmëttel benotzt ginn. 5. Et gëtt als Inhibitor benotzt fir den Niveau vun der Kettenreaktioun vun Atomkraaftwierker ze kontrolléieren fir d'Sécherheet vun Nuklearreaktiounen ze garantéieren. Zousätzlech ass d'Benotzung vun Nano-Gadoliniumoxid an Nano-Lanthanoxid hëllefräich fir d'Vitrifikatiounsregioun z'änneren an d'thermesch Stabilitéit vum Glas ze verbesseren. Den Nano-Gadoliniumoxid kann och fir d'Produktioun vu Kondensatoren a Röntgenverstäerkungsbildschirmer benotzt ginn. Am Moment mécht d'Welt grouss Ustrengungen fir d'Applikatioun vun Nano-Gadoliniumoxid a senge Legierungen an der magnéitescher Killung z'entwéckelen, an huet duerchbriechend Fortschrëtter gemaach.

Terbiumoxid-Nanopartikelen (Tb4O7)

Déi wichtegst Uwendungsberäicher sinn folgend: 1. Phosphor ginn als Aktivatoren vu gréngem Pulver an Dräifaarwege Phosphor benotzt, wéi z. B. Phosphatmatrix, déi duerch Nano-Terbiumoxid aktivéiert gëtt, Silikatmatrix, déi duerch Nano-Terbiumoxid aktivéiert gëtt, an Nano-Ceroxid-Magnesiumaluminatmatrix, déi duerch Nano-Terbiumoxid aktivéiert gëtt, déi all gréngt Liicht am angereegten Zoustand emittéieren. 2. Magneto-optesch Späichermaterialien. An de leschte Jore gouf magneto-optesch Materialien aus Nano-Terbiumoxid erfuerscht an entwéckelt. Déi magneto-optesch Scheif aus amorphem Tb-Fe-Film gëtt als Computerspäicherelement benotzt, an d'Späicherkapazitéit kann ëm den 10~15-facht erhéicht ginn. 3. Magneto-optescht Glas, Faraday optesch aktivt Glas mat Nanometer-Terbiumoxid, ass e Schlësselmaterial fir d'Fabrikatioun vu Rotatoren, Isolatoren, Annulatoren a gëtt wäit verbreet an der Lasertechnologie benotzt. Nanometer-Terbiumoxid Nanometer-Dysprosiumoxid gëtt haaptsächlech am Sonar benotzt a gouf a ville Beräicher wäit verbreet, wéi zum Beispill am Brennstoffeinspritzsystem, bei der Kontroll vu Flëssegkeetsventiler, bei der Mikropositionéierung, beim mechaneschen Aktuator, beim Mechanismus an am Flillekregulator vu Raumteleskopen. Déi wichtegst Uwendungen vum Dy2O3 Nanodysprosiumoxid sinn: 1. Nano-Dysprosiumoxid gëtt als Aktivator vu Phosphor benotzt, an dräiwäertegt Nano-Dysprosiumoxid ass en erfollegräicht Aktivéierungsion vun dräifaarwege lumineszenten Materialien mat engem eenzege lumineszenten Zentrum. Et besteet haaptsächlech aus zwou Emissiounsbänner, eng ass d'Emissioun vu gielem Liicht, déi aner d'Emissioun vu bloem Liicht, a lumineszent Materialien, déi mat Nano-Dysprosiumoxid dotiert sinn, kënnen als dräifaarweg Phosphor benotzt ginn.2. Nanometer-Dysprosiumoxid ass e néidege Metallrohmaterial fir d'Virbereedung vun enger Terfenol-Legierung mat enger grousser magnetostriktiver Legierung, Nano-Terbiumoxid an Nano-Dysprosiumoxid, wat e puer präzis Aktivitéite vu mechanescher Bewegung realiséiere kann. 3. Nanometer-Dysprosiumoxidmetall kann als magneto-optescht Späichermaterial mat héijer Opnamgeschwindegkeet a Liesempfindlechkeet benotzt ginn. 4. Gëtt fir d'Virbereedung vun enger Nanometer-Dysprosiumoxidlampe benotzt. D'Aarbechtssubstanz, déi an der Nano-Dysprosiumoxidlampe benotzt gëtt, ass Nano-Dysprosiumoxid, wat d'Virdeeler vun héijer Hellegkeet, gudder Faarf, héijer Faarftemperatur, klenger Gréisst an engem stabile Bou huet, a gouf als Liichtquell fir Film an Dréckerei benotzt. 5. Nanometer-Dysprosiumoxid gëtt benotzt fir den Neutronenenergiespektrum ze moossen oder als Neutronenabsorber an der Atomenergieindustrie wéinst senger grousser Neutronenfangquerschnittsfläche.

Ho _ 2O _ 3 Nanometer

Déi Haaptanwendungen vun Nano-Holmiumoxid sinn folgend: 1. Als Additiv fir Metallhalogenlampen ass d'Metallhalogenlampe eng Zort Gasentladungslampe, déi op Basis vun enger Héichdrockquecksëlwerlampe entwéckelt gouf, an hir Charakteristik ass, datt d'Lampe mat verschiddenen Halogeniden aus Seltener Äerdmetaller gefëllt ass. Aktuell ginn haaptsächlech Jodide aus Seltener Äerdmetaller benotzt, déi verschidde Spektrallinne beim Gasentladung emittéieren. Déi aktiv Substanz, déi an der Nano-Holmiumoxidlampe benotzt gëtt, ass Nano-Holmiumoxidjodid, wat eng méi héich Metallatomkonzentratioun an der Bouzon erreeche kann, wouduerch d'Stralungseffizienz däitlech verbessert gëtt. 2. Nanometer-Holmiumoxid kann als Additiv fir Yttriumeisen oder Yttriumaluminiumgranat benotzt ginn; 3. Nano-Holmiumoxid kann als Yttriumeisenaluminiumgranat (Ho:YAG) benotzt ginn, wat en 2μm Laser emittéiere kann, an d'Absorptiounsquote vum mënschleche Gewief op en 2μm Laser ass héich. Si ass bal dräi Gréisstenuerdnungen méi héich wéi Hd:YAG0. Dofir kann een, wann een en Ho:YAG-Laser fir medizinesch Operatiounen benotzt, net nëmmen d'Effizienz an d'Genauegkeet vun der Operatioun verbesseren, mä och d'Fläch vum thermesche Schued méi kleng maachen. De fräie Stral, dee vum Nano-Holmiumoxidkristall generéiert gëtt, kann Fett eliminéieren, ouni exzessiv Hëtzt ze generéieren, wouduerch den thermesche Schued, deen u gesondem Gewief verursaacht gëtt, reduzéiert gëtt. Et gëtt bericht, datt d'Behandlung vu Glaukom mat engem Nanometer-Holmiumoxidlaser an den USA de Schmerz vun der Operatioun reduzéiere kann. 4. An der magnetostriktiver Legierung Terfenol-D kann och eng kleng Quantitéit un nanogroussem Holmiumoxid bäigefüügt ginn, fir dat externt Feld ze reduzéieren, dat fir d'Sättigungsmagnetiséierung vun der Legierung erfuerderlech ass. 5. Zousätzlech kann optesch Faser, déi mat Nano-Holmiumoxid dotiéiert sinn, benotzt ginn, fir optesch Kommunikatiounsapparater wéi optesch Faserlaser, optesch Faserverstärker, optesch Fasersensoren, etc. ze maachen. Si wäerten eng ëmmer méi wichteg Roll an der haiteger schneller Faserkommunikatioun spillen.

Nanometer Yttriumoxid (Y2O3)

Déi Haaptanwendungen vun Nano-Yttriumoxid sinn wéi follegt: 1. Zousätz fir Stol an Nichteisenlegierungen. D'FeCr-Legierung enthält normalerweis 0,5%~4% Nano-Yttriumoxid, wat d'Oxidatiounsbeständegkeet an d'Duktilitéit vun dësen Edelstahler erhéije kann. Nodeems déi richteg Quantitéit u gemëschter seltener Äerd, déi räich un Nanometer-Yttriumoxid ass, an d'MB26-Legierung bäigefüügt gouf, goufen déi ëmfaassend Eegeschafte vun der Legierung gëschter däitlech verbessert. Si kann e puer mëttel- a staark Aluminiumlegierungen fir déi belaascht Komponenten vu Fligeren ersetzen; Eng kleng Quantitéit u Nano-Yttriumoxid a seltener Äerd an d'Al-Zr-Legierung bäigefüügt, kann d'Leetfäegkeet vun der Legierung verbesseren; D'Legierung gouf vu ville Drotfabriken a China ugeholl. Nano-Yttriumoxid gouf an d'Kupferlegierung bäigefüügt fir d'Leetfäegkeet an d'mechanesch Stäerkt ze verbesseren. 2. Siliziumnitrid-Keramikmaterial mat 6% Nano-Yttriumoxid an 2% Aluminium. Si kann benotzt ginn fir Motordeeler z'entwéckelen. 3. Bueren, Schneiden, Schweessen an aner mechanesch Veraarbechtung ginn op groussflächege Komponenten mat engem Nano-Neodymoxid-Aluminium-Granatlaserstrahl mat enger Leeschtung vu 400 Watt duerchgefouert. 4. Den Elektronemikroskop-Bildschierm, deen aus Y-Al-Granat-Eenkristall besteet, huet eng héich Fluoreszenzhellegkeet, eng niddreg Absorptioun vu streitem Liicht, a gutt Héichtemperaturbeständegkeet a mechanesch Verschleißbeständegkeet. 5. Eng Legierung mat héijer Nano-Yttriumoxidstruktur, déi 90% Nano-Gadoliniumoxid enthält, kann an der Loftfaart an aner Geleeënheeten ugewannt ginn, déi eng niddreg Dicht an en héije Schmelzpunkt erfuerderen. 6. Héichtemperatur-Protonenleitend Materialien, déi 90% Nano-Yttriumoxid enthalen, si vu grousser Bedeitung fir d'Produktioun vu Brennstoffzellen, Elektrolytzellen a Gassensoren, déi eng héich Waasserstoffléislechkeet erfuerderen. Zousätzlech gëtt Nano-Yttriumoxid och als Héichtemperatur-Sprëtzbeständegt Material, Verdënnungsmëttel fir Atomreaktorbrennstoff, Additiv fir Permanentmagnetmaterial a Getter an der Elektronikindustrie benotzt.

Nieft dem uewe genannten, kënnen Nanoreselten Äerdoxiden och a Kleedermaterialien fir d'Gesondheetsversuergung an den Ëmweltschutz benotzt ginn. Aus den aktuellen Fuerschungseenheeten hunn se all bestëmmt Richtungen: Anti-Ultraviolettstralung; Loftverschmotzung an Ultraviolettstralung si ufälleg fir Hautkrankheeten a Hautkriibs; Verschmotzungspräventioun mécht et schwéier fir Schadstoffer un der Kleeder ze hänken; Et gëtt och a Richtung Anti-Wärmehaltung studéiert. Well Lieder haart a liicht alternd ass, ass et am meeschte ufälleg fir Schimmel bei Reenden. D'Lieder kann duerch Bleechung mat Nanoreselten Äerd Ceroxid mëll gemaach ginn, wat net einfach alternd a schimmelnd ass, an et ass bequem ze droen. An de leschte Joren sinn Nanobeschichtungsmaterialien och de Fokus vun der Nanomaterialfuerschung, an d'Haaptfuerschung konzentréiert sech op funktionell Beschichtungen. Y2O3 mat 80nm an den USA kann als Infrarout-Schirmbeschichtung benotzt ginn. D'Effizienz vun der Reflexioun vun der Hëtzt ass ganz héich. CeO2 huet en héije Breechungsindex an eng héich Stabilitéit. Wann Nanolating-Selten-Eerd-Yttriumoxid, Nanolating-Lanthanoxid an Nanolating-Ceroxid-Pulver an d'Beschichtung bäigefüügt ginn, kann d'Äussere Mauer dem Alterungsprozess widderstoen, well d'Äussere Mauerbeschichtung liicht altert a fält of, well d'Faarf laang Zäit Sonneliicht an ultraviolett Stralen ausgesat ass, an si kann ultraviolett Stralen widderstoen, nodeems Ceroxid an Yttriumoxid bäigefüügt goufen. Ausserdeem ass seng Partikelgréisst ganz kleng, an Nanolating-Ceroxid gëtt als Ultraviolett-Absorber benotzt, wat erwaart gëtt, d'Alterung vu Plastikprodukter duerch ultraviolett Bestrahlung, Panzer, Autoen, Schëffer, Uelegspäichertanken, etc. ze verhënneren, wat grouss Reklammpanneauen am Fräien am beschte schützt a Schimmel, Fiichtegkeet a Verschmotzung fir bannenzeg Mauerbeschichtunge verhënnert. Wéinst senger klenger Partikelgréisst ass de Stëbs net einfach un der Mauer ze pechen. A kann mat Waasser ofgebotzt ginn. Et gi nach ëmmer vill Uwendungsméiglechkeeten vun Nanolating-Selten-Eerd-Oxiden, déi weider erfuerscht a weiderentwéckelt musse ginn, a mir hoffen häerzlech, datt se eng méi glänzend Zukunft hunn.