Nanometrin mittakaavan harvinaiset maametallit, uusi voima teollisessa vallankumouksessa

Nanometrin mittakaavan harvinaiset maametallit, uusi voima teollisessa vallankumouksessa

Nanoteknologia on uusi monitieteinen ala, joka kehittyi vähitellen 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa. Koska sillä on suuri potentiaali luoda uusia tuotantoprosesseja, uusia materiaaleja ja uusia tuotteita, se käynnistää uuden teollisen vallankumouksen uudella vuosisadalla. Nanotieteen ja nanoteknologian nykyinen kehitystaso on samanlainen kuin tietokoneiden ja informaatioteknologian 1950-luvulla. Useimmat tälle alalle sitoutuneet tiedemiehet ennustavat, että nanoteknologian kehityksellä on laaja ja kauaskantoinen vaikutus moniin teknologian osa-alueisiin. Tutkijat uskovat, että sillä on outoja ominaisuuksia ja ainutlaatuista suorituskykyä. Tärkeimmät rajoittumisvaikutukset, jotka johtavat nanomateriaalien outoihin ominaisuuksiin, ovat ominaispinta-ilmiö, pienen koon vaikutus, rajapintailmiö, läpinäkyvyysilmiö, tunneliilmiö ja makroskooppinen kvanttiilmiö. Nämä vaikutukset tekevät nanojärjestelmän fysikaalisista ominaisuuksista erilaisia ​​kuin perinteisten materiaalien valon, sähkön, lämmön ja magnetismin suhteen, ja niillä on monia uusia ominaisuuksia. Tulevaisuudessa tiedemiehillä on kolme pääsuuntaa nanoteknologian tutkimiseen ja kehittämiseen: erinomaisen suorituskyvyn omaavien nanomateriaalien valmistus ja käyttö; erilaisten nanolaitteiden ja -laitteistojen suunnittelu ja valmistus; nanoalueiden ominaisuuksien havaitseminen ja analysointi. Tällä hetkellä nano-harvinaisilla maametalleilla on pääasiassa seuraavat sovellussuunnat, ja sen soveltamista on kehitettävä edelleen tulevaisuudessa.

Nanometrin lantaanioksidi (La2O3)

Nanometrin lantaanioksidia käytetään pietsosähköisissä materiaaleissa, sähkötermisissä materiaaleissa, termoelektrisissä materiaaleissa, magnetoresistanssimateriaaleissa, luminoivissa materiaaleissa (sininen jauhe), vedyn varastointimateriaaleissa, optisessa lasissa, lasermateriaaleissa, erilaisissa seosmateriaaleissa, orgaanisten kemikaalien valmistuksessa käytettävien katalyyttien ja autojen pakokaasujen neutraloinnissa käytettävien katalyyttien valmistuksessa. Myös valoa muuntavia maatalouskalvoja käytetään nanometrin lantaanioksidissa.

Nanometrin ceriumoksidi (CeO2)

Nanoceriumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Lasin lisäaineena nanoceriumoksidi voi absorboida ultraviolettisäteitä ja infrapunasäteitä, ja sitä on käytetty autojen laseissa. Se voi paitsi estää ultraviolettisäteitä, myös alentaa auton sisälämpötilaa, mikä säästää sähköä ilmastoinnissa. 2. Nanoceriumoksidin käyttö autojen pakokaasujen puhdistuskatalyyteissä voi tehokkaasti estää suuren määrän autojen pakokaasujen pääsyn ilmaan. 3. Nanoceriumoksidia voidaan käyttää pigmentteinä muovien värjäämiseen, ja sitä voidaan käyttää myös pinnoitus-, muste- ja paperiteollisuudessa. 4. Nanoceriumoksidin käyttö kiillotusmateriaaleissa on laajalti tunnustettu tarkkuusvaatimukseksi piikiekkojen ja safiirin yksittäiskristallisubstraattien kiillotuksessa. 5. Lisäksi nanoceriumoksidia voidaan käyttää myös vedyn varastointimateriaaleissa, termoelektrisissä materiaaleissa, nanoceriumoksidi-volframielektrodeissa, keraamisissa kondensaattoreissa, pietsosähköisissä keramiikeissa, nanoceriumoksidi-piikarbidihioma-aineissa, polttokennojen raaka-aineissa, bensiinikatalyyteissä, joissakin pysyvissä magneettimateriaaleissa, erilaisissa seosteräksissä ja ei-rautametalleissa jne.

Nanometrin praseodyymioksidi (Pr6O11)

Nanometrin praseodyymioksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Sitä käytetään laajalti rakennuskeramiikassa ja päivittäiskäyttökeramiikassa. Sitä voidaan sekoittaa keraamiseen lasitteeseen värillisen lasitteen valmistamiseksi, ja sitä voidaan käyttää myös yksinään aluslasitteen pigmenttinä. Valmistettu pigmentti on vaaleankeltaista ja puhtaan ja elegantin sävyistä. 2. Sitä käytetään kestomagneettien valmistukseen ja sitä käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa ja moottoreissa. 3. Sitä käytetään öljykatalyyttiseen krakkaukseen. Katalyysin aktiivisuutta, selektiivisyyttä ja stabiilisuutta voidaan parantaa. 4. Nanopraseodyymioksidia voidaan käyttää myös hiomakiillotukseen. Lisäksi nanometrin praseodyymioksidin käyttö optisten kuitujen alalla laajenee. Nanometrin neodyymioksidi (Nd2O3) Nanometrin neodyymioksidista on tullut kuuma kohde markkinoilla jo vuosia ainutlaatuisen asemansa ansiosta harvinaisten maametallien alalla. Nano-neodyymioksidia käytetään myös ei-rautapitoisissa materiaaleissa. Lisäämällä 1,5–2,5 % nano-neodyymioksidia magnesium- tai alumiiniseokseen voidaan parantaa seoksen korkeita lämpötiloja, ilmatiiviyttä ja korroosionkestävyyttä, ja sitä käytetään laajalti ilmailu- ja avaruusmateriaalina ilmailussa. Lisäksi nano-yttrium-alumiinigranaatti, johon on seostettu nano-neodyymioksidia, tuottaa lyhytaaltoisen lasersäteen, jota käytetään laajalti alle 10 mm paksuisten ohuiden materiaalien hitsaukseen ja leikkaamiseen teollisuudessa. Lääketieteen puolella nano-Nd_2O_3:lla seostettua Nano-YAG-laseria käytetään kirurgisten haavojen poistamiseen tai desinfiointiin kirurgisten veitsien sijaan. Nanometrin neodyymioksidia käytetään myös lasin ja keraamisten materiaalien, kumituotteiden ja lisäaineiden värjäämiseen.

Samariumoksidin nanopartikkelit (Sm2O3)

Nanokokoisen samariumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat: nanokokoinen samariumoksidi on vaaleankeltaista, ja sitä käytetään keraamisissa kondensaattoreissa ja katalyyteissä. Lisäksi nanokokoisella samariumoksidilla on ydinominaisuuksia, ja sitä voidaan käyttää atomienergiareaktorin rakennemateriaalina, suojausmateriaalina ja ohjausmateriaalina, jotta ydinfissiossa syntyvää valtavaa energiaa voidaan käyttää turvallisesti. Europiumoksidin nanopartikkeleita (Eu2O3) käytetään enimmäkseen fosforeissa. Eu3+:aa käytetään punaisen fosforin aktivaattorina ja Eu2+:aa sinisenä fosforina. Y0O3:Eu3+ on paras fosfori valotehokkuuden, pinnoitteen vakauden, talteenottokustannusten jne. suhteen, ja sitä käytetään laajalti valotehokkuuden ja kontrastin parantumisen ansiosta. Viime aikoina nanoeuropiumoksidia on käytetty myös stimuloidun emission fosforina uusissa röntgenlääketieteellisissä diagnostiikkajärjestelmissä. Nanoeuropiumoksidia voidaan käyttää myös värillisten linssien ja optisten suodattimien valmistukseen, magneettikuplavarastolaitteissa, ja se voi myös osoittaa kykynsä atomireaktorien ohjausmateriaaleissa, suojausmateriaaleissa ja rakennemateriaaleissa. Hienojakoinen gadolinium-europiumoksidi (Y2O3:Eu3+) -punainen loisteaine valmistettiin käyttämällä raaka-aineina nanoyttriumoksidia (Y2O3) ja nanoeuropiumoksidia (Eu2O3). Käytettäessä sitä harvinaisten maametallien kolmiväri-loisteaineen valmistukseen havaittiin, että: (a) se voidaan sekoittaa hyvin ja tasaisesti vihreän ja sinisen jauheen kanssa; (b) Hyvä pinnoitteen suorituskyky; (c) Koska punaisen jauheen hiukkaskoko on pieni, ominaispinta-ala kasvaa ja luminoivien hiukkasten määrä kasvaa, punaisen jauheen määrää harvinaisten maametallien kolmiväri-loisteaineissa voidaan vähentää, mikä johtaa kustannuksiin.

Gadoliniumoksidin nanopartikkelit (Gd2O3)

Sen pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Sen vesiliukoinen paramagneettinen kompleksi voi parantaa ihmiskehon NMR-kuvantamissignaalia lääketieteellisessä hoidossa. 2. Emäksistä rikkioksidia voidaan käyttää oskilloskooppiputkien matriisiverkkona ja röntgenkuvaruuduna, jolla on erityinen kirkkaus. 3. Nano-gadolinium-galliumgranaatissa oleva nano-gadoliniumoksidi on ihanteellinen yksittäinen substraatti magneettiselle kuplamuistille. 4. Kun Camot-syklin rajaa ei ole, sitä voidaan käyttää kiinteänä magneettisena jäähdytysväliaineena. 5. Sitä käytetään inhibiittorina ydinvoimaloiden ketjureaktiotason säätelemiseksi ydinreaktioiden turvallisuuden varmistamiseksi. Lisäksi nano-gadoliniumoksidin ja nano-lantaanioksidin käyttö on hyödyllistä lasittumisalueen muuttamisessa ja lasin lämpöstabiilisuuden parantamisessa. Nano-gadoliniumoksidia voidaan käyttää myös kondensaattoreiden ja röntgensäteitä vahvistavien kuvaruutujen valmistukseen. Tällä hetkellä maailma pyrkii kehittämään nano-gadoliniumoksidin ja sen seosten sovelluksia magneettisessa jäähdytyksessä ja on tehnyt läpimurtoa.

Terbiumoksidin nanopartikkelit (Tb4O7)

Tärkeimmät sovellusalueet ovat seuraavat: 1. Fosforeja käytetään vihreän jauheen aktivaattoreina kolmivärisissä fosforeissa, kuten nanoterbiumoksidilla aktivoidussa fosfaattimatriisissa, nanoterbiumoksidilla aktivoidussa silikaattimatriisissa ja nanoterbiumoksidilla aktivoidussa ceriumoksidimagnesiumaluminaattimatriisissa, jotka kaikki lähettävät vihreää valoa virittyneessä tilassa. 2. Magneto-optiset tallennusmateriaalit. Viime vuosina on tutkittu ja kehitetty nanoterbiumoksidipohjaisia ​​magneto-optisia materiaaleja. Tb-Fe-amorfisesta kalvosta valmistettua magneto-optista levyä käytetään tietokoneen tallennuselementtinä, ja tallennuskapasiteettia voidaan lisätä 10–15-kertaisesti. 3. Magneto-optinen lasi, Faradayn optisesti aktiivinen lasi, joka sisältää nanometrin terbiumoksidia, on keskeinen materiaali rotaattoreiden, isolaattoreiden ja rengasrakenteiden valmistukseen, ja sitä käytetään laajalti lasertekniikassa. Nanometrin terbiumoksidia eli nanometrin dysprosiumoksidia käytetään pääasiassa kaikuluotaimissa, ja sitä on käytetty laajalti monilla aloilla, kuten polttoaineen ruiskutusjärjestelmissä, nesteventtiilien ohjauksessa, mikropaikannuksessa, mekaanisessa toimilaitteessa, mekanismeissa ja lentokoneiden avaruusteleskooppien siipien säätimissä. Dy2O3-nanodysprosiumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat: 1. Nanodysprosiumoksidia käytetään fosforin aktivaattorina, ja kolmiarvoinen nanodysprosiumoksidi on lupaava aktivointi-ioni kolmivärisille luminoiville materiaaleille, joissa on yksi luminoiva keskus. Se koostuu pääasiassa kahdesta emissiokaistasta, joista toinen on keltaisen valon emissio, toinen on sinisen valon emissio, ja nanodysprosiumoksidilla seostettuja luminoivia materiaaleja voidaan käyttää kolmivärisinä fosforeina. 2. Nanometrin dysprosiumoksidi on välttämätön metalliraaka-aine terfenoliseoksen valmistukseen, jossa on suurta magnetostriktiivistä nano-terbiumoksidia ja nano-dysprosiumoksidia, jotka voivat toteuttaa tarkkoja mekaanisia liikkeitä. 3. Nanometrin dysprosiumoksidimetallia voidaan käyttää magneto-optisena tallennusmateriaalina, jolla on suuri tallennusnopeus ja lukuherkkyys. 4. Käytetään nanometrin dysprosiumoksidilamppujen valmistukseen. Nanodysprosiumoksidilampussa käytetty työaine on nanodysprosiumoksidi, jonka etuna on korkea kirkkaus, hyvä väri, korkea värilämpötila, pieni koko ja vakaa valokaari, ja sitä on käytetty valonlähteenä filmeille ja tulostukselle. 5. Nanometrin dysprosiumoksidia käytetään neutronien energiaspektrin mittaamiseen tai neutronien absorboijana atomienergiateollisuudessa sen suuren neutronien sieppauspoikkileikkauspinta-alan ansiosta.

Ho _ 2O _ 3 nanometriä

Nanoholmiumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Metallihalogeenilampun lisäaineena metallihalogeenilamppu on eräänlainen kaasupurkauslamppu, joka on kehitetty korkeapaineisen elohopealampun pohjalta, ja sen ominaispiirre on, että lamppu on täytetty erilaisilla harvinaisten maametallien halogenideilla. Tällä hetkellä käytetään pääasiassa harvinaisten maametallien jodideja, jotka emittoivat erilaisia ​​spektriviivoja kaasupurkauksissa. Nanoholmiumoksidilampussa käytetty työaine on nanoholmiumoksidijodidi, jolla voidaan saavuttaa korkeampi metalliatomien pitoisuus valokaarialueella, mikä parantaa huomattavasti säteilytehokkuutta. 2. Nanometrin kokoista holmiumoksidia voidaan käyttää yttriumraudan tai yttriumalumiinigranaatin lisäaineena. 3. Nanoholmiumoksidia voidaan käyttää yttriumrautaalumiinigranaattina (Ho:YAG), joka voi emittoida 2 μm:n laseria, ja ihmiskudoksen absorptionopeus 2 μm:n laseriin on korkea. Se on lähes kolme kertaluokkaa korkeampi kuin Hd:YAG0:lla. Siksi Ho:YAG-laserin käyttö lääketieteellisissä leikkauksissa voi paitsi parantaa toiminnan tehokkuutta ja tarkkuutta, myös pienentää lämpövaurioaluetta. Nanoholmiumoksidikiteen tuottama vapaa säde voi poistaa rasvaa tuottamatta liiallista lämpöä, mikä vähentää terveiden kudosten aiheuttamia lämpövaurioita. Yhdysvalloissa on raportoitu, että glaukooman hoito nanometrikokoisella holmiumoksidilaserilla voi vähentää leikkauksen kipua. 4. Magnetostriktiiviseen terfenoli-D-seokseen voidaan lisätä myös pieni määrä nanokokoista holmiumoksidia seoksen kyllästysmagnetisaatioon tarvittavan ulkoisen kentän vähentämiseksi. 5. Lisäksi nanoholmiumoksidilla seostettua optista kuitua voidaan käyttää optisten tietoliikennelaitteiden, kuten optisten kuitulasereiden, optisten kuituvahvistimien, optisten kuituantureiden jne., valmistukseen. Sillä on tärkeämpi rooli nykypäivän nopeassa optisessa kuituviestinnässä.

Nanometrin yttriumoksidi (Y2O3)

Nanoyttriumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Teräksen ja ei-rautametalliseosten lisäaineet. FeCr-seos sisältää yleensä 0,5–4 % nanoyttriumoksidia, mikä voi parantaa näiden ruostumattomien terästen hapettumiskestävyyttä ja sitkeyttä. Kun MB26-seokseen on lisätty oikea määrä nanometrikokoista yttriumoksidia sisältävää harvinaisten maametallien seosta, seoksen kokonaisvaltaiset ominaisuudet paranivat huomattavasti. Se voi korvata joitakin keskivahvoja ja lujia alumiiniseoksia lentokoneiden rasituksissa olevissa osissa. Pienen määrän nanoyttriumoksidia (harvinaisten maametallien nanoyttriumoksidia) lisääminen Al-Zr-seokseen voi parantaa seoksen johtavuutta. Useimmat Kiinan lankatehtaat ovat ottaneet seoksen käyttöön. Nanoyttriumoksidia on lisätty kupariseokseen johtavuuden ja mekaanisen lujuuden parantamiseksi. 2. Piinitridikeraaminen materiaali, joka sisältää 6 % nanoyttriumoksidia ja 2 % alumiinia. Sitä voidaan käyttää moottorin osien kehittämiseen. 3. Suurten komponenttien poraus, leikkaus, hitsaus ja muu mekaaninen käsittely suoritetaan 400 watin nanoneodyymioksidia, alumiinigranaattilaserilla. 4. Y-Al-granaatista valmistetulla elektronimikroskoopin lasilla on korkea fluoresenssin kirkkaus, alhainen sironneen valon absorptio sekä hyvä korkeiden lämpötilojen kestävyys ja mekaaninen kulutuskestävyys. 5. Korkean nanotiheyden omaavaa yttriumoksidirakenneseosta, joka sisältää 90 % nano-gadoliniumoksidia, voidaan käyttää ilmailussa ja muissa alhaista tiheyttä ja korkeaa sulamispistettä vaativissa tilanteissa. 6. Korkean lämpötilan protonijohtavat materiaalit, jotka sisältävät 90 % nano-yttriumoksidia, ovat erittäin tärkeitä polttokennojen, elektrolyysikennojen ja kaasuntunnistimien valmistuksessa, joissa vaaditaan korkeaa vetyliukoisuutta. Lisäksi nano-yttriumoksidia käytetään myös korkean lämpötilan ruiskutuskestävänä materiaalina, atomireaktorin polttoaineen laimennusaineena, kestomagneettimateriaalin lisäaineena ja getterinä elektroniikkateollisuudessa.

Edellä mainittujen lisäksi nano-harvinaisten maametallien oksideja voidaan käyttää myös vaatemateriaaleissa ihmisten terveydenhuollossa ja ympäristönsuojelussa. Nykyisistä tutkimusyksiköistä niillä kaikilla on tietyt suunnat: ultraviolettisäteilyn esto; ilmansaasteet ja ultraviolettisäteily ovat alttiita ihosairauksille ja ihosyöville; saasteiden ehkäisy vaikeuttaa epäpuhtauksien tarttumista vaatteisiin; sitä tutkitaan myös lämmönpitävyyden suhteen. Koska nahka on kovaa ja helposti vanhenevaa, se on alttiimpi homeelle sateisina päivinä. Nahkaa voidaan pehmentää valkaisemalla nano-harvinaisten maametallien ceriumoksidilla, joka ei vanhene helposti eikä homehdu, ja se on mukava käyttää. Viime vuosina myös nanopinnoitemateriaalit ovat olleet nanomateriaalitutkimuksen kohteena, ja päätutkimus on keskittynyt funktionaalisiin pinnoitteisiin. Yhdysvalloissa valmistettua 80 nm:n Y2O3:a voidaan käyttää infrapunasuojapinnoitteena. Lämmön heijastamisen tehokkuus on erittäin korkea. CeO2:lla on korkea taitekerroin ja korkea stabiilius. Kun pinnoitteeseen lisätään nano-harvinaisten maametallien yttriumoksidia, nano-lantaanioksidia ja nano-ceriumoksidijauhetta, ulkoseinä kestää ikääntymistä, koska ulkoseinän pinnoite vanhenee ja irtoaa helposti, koska maali altistuu auringonvalolle ja ultraviolettisäteille pitkään, ja se kestää ultraviolettisäteitä myös ceriumoksidin ja yttriumoksidin lisäämisen jälkeen. Lisäksi sen hiukkaskoko on hyvin pieni, ja nano-ceriumoksidia käytetään ultraviolettisäteilyä absorboivana aineena, jonka odotetaan estävän muovituotteiden ikääntymistä ultraviolettisäteilyn, säiliöiden, autojen, laivojen, öljysäiliöiden jne. vuoksi. Tämä suojaa parhaiten ulkona olevia suuria mainostauluja ja estää homeen, kosteuden ja saastumisen sisäseinien pinnoitteissa. Pienen hiukkaskokonsa vuoksi pölyä ei ole helppo tarttua seinään, ja se voidaan hankaa vedellä. Nano-harvinaisten maametallien oksidien käyttötarkoituksia on vielä monia, ja toivomme vilpittömästi, että sillä on loistavampi tulevaisuus.

Nanometrin mittakaavan harvinaiset maametallit, uusi voima teollisessa vallankumouksessa

Nanoteknologia on uusi monitieteinen ala, joka kehittyi vähitellen 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa. Koska sillä on suuri potentiaali luoda uusia tuotantoprosesseja, uusia materiaaleja ja uusia tuotteita, se käynnistää uuden teollisen vallankumouksen uudella vuosisadalla. Nanotieteen ja nanoteknologian nykyinen kehitystaso on samanlainen kuin tietokoneiden ja informaatioteknologian 1950-luvulla. Useimmat tälle alalle sitoutuneet tiedemiehet ennustavat, että nanoteknologian kehityksellä on laaja ja kauaskantoinen vaikutus moniin teknologian osa-alueisiin. Tutkijat uskovat, että sillä on outoja ominaisuuksia ja ainutlaatuista suorituskykyä. Tärkeimmät rajoittumisvaikutukset, jotka johtavat nanomateriaalien outoihin ominaisuuksiin, ovat ominaispinta-ilmiö, pienen koon vaikutus, rajapintailmiö, läpinäkyvyysilmiö, tunneliilmiö ja makroskooppinen kvanttiilmiö. Nämä vaikutukset tekevät nanojärjestelmän fysikaalisista ominaisuuksista erilaisia ​​kuin perinteisten materiaalien valon, sähkön, lämmön ja magnetismin suhteen, ja niillä on monia uusia ominaisuuksia. Tulevaisuudessa tiedemiehillä on kolme pääsuuntaa nanoteknologian tutkimiseen ja kehittämiseen: erinomaisen suorituskyvyn omaavien nanomateriaalien valmistus ja käyttö; erilaisten nanolaitteiden ja -laitteistojen suunnittelu ja valmistus; nanoalueiden ominaisuuksien havaitseminen ja analysointi. Tällä hetkellä nano-harvinaisilla maametalleilla on pääasiassa seuraavat sovellussuunnat, ja sen soveltamista on kehitettävä edelleen tulevaisuudessa.

Nanometrin lantaanioksidi (La2O3)

Nanometrin lantaanioksidia käytetään pietsosähköisissä materiaaleissa, sähkötermisissä materiaaleissa, termoelektrisissä materiaaleissa, magnetoresistanssimateriaaleissa, luminoivissa materiaaleissa (sininen jauhe), vedyn varastointimateriaaleissa, optisessa lasissa, lasermateriaaleissa, erilaisissa seosmateriaaleissa, orgaanisten kemikaalien valmistuksessa käytettävien katalyyttien ja autojen pakokaasujen neutraloinnissa käytettävien katalyyttien valmistuksessa. Myös valoa muuntavia maatalouskalvoja käytetään nanometrin lantaanioksidissa.

Nanometrin ceriumoksidi (CeO2)

Nanoceriumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Lasin lisäaineena nanoceriumoksidi voi absorboida ultraviolettisäteitä ja infrapunasäteitä, ja sitä on käytetty autojen laseissa. Se voi paitsi estää ultraviolettisäteitä, myös alentaa auton sisälämpötilaa, mikä säästää sähköä ilmastoinnissa. 2. Nanoceriumoksidin käyttö autojen pakokaasujen puhdistuskatalyyteissä voi tehokkaasti estää suuren määrän autojen pakokaasujen pääsyn ilmaan. 3. Nanoceriumoksidia voidaan käyttää pigmentteinä muovien värjäämiseen, ja sitä voidaan käyttää myös pinnoitus-, muste- ja paperiteollisuudessa. 4. Nanoceriumoksidin käyttö kiillotusmateriaaleissa on laajalti tunnustettu tarkkuusvaatimukseksi piikiekkojen ja safiirin yksittäiskristallisubstraattien kiillotuksessa. 5. Lisäksi nanoceriumoksidia voidaan käyttää myös vedyn varastointimateriaaleissa, termoelektrisissä materiaaleissa, nanoceriumoksidi-volframielektrodeissa, keraamisissa kondensaattoreissa, pietsosähköisissä keramiikeissa, nanoceriumoksidi-piikarbidihioma-aineissa, polttokennojen raaka-aineissa, bensiinikatalyyteissä, joissakin pysyvissä magneettimateriaaleissa, erilaisissa seosteräksissä ja ei-rautametalleissa jne.

Nanometrin praseodyymioksidi (Pr6O11)

Nanometrin praseodyymioksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Sitä käytetään laajalti rakennuskeramiikassa ja päivittäiskäyttökeramiikassa. Sitä voidaan sekoittaa keraamiseen lasitteeseen värillisen lasitteen valmistamiseksi, ja sitä voidaan käyttää myös yksinään aluslasitteen pigmenttinä. Valmistettu pigmentti on vaaleankeltaista ja puhtaan ja elegantin sävyistä. 2. Sitä käytetään kestomagneettien valmistukseen ja sitä käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa ja moottoreissa. 3. Sitä käytetään öljykatalyyttiseen krakkaukseen. Katalyysin aktiivisuutta, selektiivisyyttä ja stabiilisuutta voidaan parantaa. 4. Nanopraseodyymioksidia voidaan käyttää myös hiomakiillotukseen. Lisäksi nanometrin praseodyymioksidin käyttö optisten kuitujen alalla laajenee. Nanometrin neodyymioksidi (Nd2O3) Nanometrin neodyymioksidista on tullut kuuma kohde markkinoilla jo vuosia ainutlaatuisen asemansa ansiosta harvinaisten maametallien alalla. Nano-neodyymioksidia käytetään myös ei-rautapitoisissa materiaaleissa. Lisäämällä 1,5–2,5 % nano-neodyymioksidia magnesium- tai alumiiniseokseen voidaan parantaa seoksen korkeita lämpötiloja, ilmatiiviyttä ja korroosionkestävyyttä, ja sitä käytetään laajalti ilmailu- ja avaruusmateriaalina ilmailussa. Lisäksi nano-yttrium-alumiinigranaatti, johon on seostettu nano-neodyymioksidia, tuottaa lyhytaaltoisen lasersäteen, jota käytetään laajalti alle 10 mm paksuisten ohuiden materiaalien hitsaukseen ja leikkaamiseen teollisuudessa. Lääketieteen puolella nano-Nd_2O_3:lla seostettua Nano-YAG-laseria käytetään kirurgisten haavojen poistamiseen tai desinfiointiin kirurgisten veitsien sijaan. Nanometrin neodyymioksidia käytetään myös lasin ja keraamisten materiaalien, kumituotteiden ja lisäaineiden värjäämiseen.

Samariumoksidin nanopartikkelit (Sm2O3)

Nanokokoisen samariumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat: nanokokoinen samariumoksidi on vaaleankeltaista, ja sitä käytetään keraamisissa kondensaattoreissa ja katalyyteissä. Lisäksi nanokokoisella samariumoksidilla on ydinominaisuuksia, ja sitä voidaan käyttää atomienergiareaktorin rakennemateriaalina, suojausmateriaalina ja ohjausmateriaalina, jotta ydinfissiossa syntyvää valtavaa energiaa voidaan käyttää turvallisesti. Europiumoksidin nanopartikkeleita (Eu2O3) käytetään enimmäkseen fosforeissa. Eu3+:aa käytetään punaisen fosforin aktivaattorina ja Eu2+:aa sinisenä fosforina. Y0O3:Eu3+ on paras fosfori valotehokkuuden, pinnoitteen vakauden, talteenottokustannusten jne. suhteen, ja sitä käytetään laajalti valotehokkuuden ja kontrastin parantumisen ansiosta. Viime aikoina nanoeuropiumoksidia on käytetty myös stimuloidun emission fosforina uusissa röntgenlääketieteellisissä diagnostiikkajärjestelmissä. Nanoeuropiumoksidia voidaan käyttää myös värillisten linssien ja optisten suodattimien valmistukseen, magneettikuplavarastolaitteissa, ja se voi myös osoittaa kykynsä atomireaktorien ohjausmateriaaleissa, suojausmateriaaleissa ja rakennemateriaaleissa. Hienojakoinen gadolinium-europiumoksidi (Y2O3:Eu3+) -punainen loisteaine valmistettiin käyttämällä raaka-aineina nanoyttriumoksidia (Y2O3) ja nanoeuropiumoksidia (Eu2O3). Käytettäessä sitä harvinaisten maametallien kolmiväri-loisteaineen valmistukseen havaittiin, että: (a) se voidaan sekoittaa hyvin ja tasaisesti vihreän ja sinisen jauheen kanssa; (b) Hyvä pinnoitteen suorituskyky; (c) Koska punaisen jauheen hiukkaskoko on pieni, ominaispinta-ala kasvaa ja luminoivien hiukkasten määrä kasvaa, punaisen jauheen määrää harvinaisten maametallien kolmiväri-loisteaineissa voidaan vähentää, mikä johtaa kustannuksiin.

Gadoliniumoksidin nanopartikkelit (Gd2O3)

Sen pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Sen vesiliukoinen paramagneettinen kompleksi voi parantaa ihmiskehon NMR-kuvantamissignaalia lääketieteellisessä hoidossa. 2. Emäksistä rikkioksidia voidaan käyttää oskilloskooppiputkien matriisiverkkona ja röntgenkuvaruuduna, jolla on erityinen kirkkaus. 3. Nano-gadolinium-galliumgranaatissa oleva nano-gadoliniumoksidi on ihanteellinen yksittäinen substraatti magneettiselle kuplamuistille. 4. Kun Camot-syklin rajaa ei ole, sitä voidaan käyttää kiinteänä magneettisena jäähdytysväliaineena. 5. Sitä käytetään inhibiittorina ydinvoimaloiden ketjureaktiotason säätelemiseksi ydinreaktioiden turvallisuuden varmistamiseksi. Lisäksi nano-gadoliniumoksidin ja nano-lantaanioksidin käyttö on hyödyllistä lasittumisalueen muuttamisessa ja lasin lämpöstabiilisuuden parantamisessa. Nano-gadoliniumoksidia voidaan käyttää myös kondensaattoreiden ja röntgensäteitä vahvistavien kuvaruutujen valmistukseen. Tällä hetkellä maailma pyrkii kehittämään nano-gadoliniumoksidin ja sen seosten sovelluksia magneettisessa jäähdytyksessä ja on tehnyt läpimurtoa.

Terbiumoksidin nanopartikkelit (Tb4O7)

Tärkeimmät sovellusalueet ovat seuraavat: 1. Fosforeja käytetään vihreän jauheen aktivaattoreina kolmivärisissä fosforeissa, kuten nanoterbiumoksidilla aktivoidussa fosfaattimatriisissa, nanoterbiumoksidilla aktivoidussa silikaattimatriisissa ja nanoterbiumoksidilla aktivoidussa ceriumoksidimagnesiumaluminaattimatriisissa, jotka kaikki lähettävät vihreää valoa virittyneessä tilassa. 2. Magneto-optiset tallennusmateriaalit. Viime vuosina on tutkittu ja kehitetty nanoterbiumoksidipohjaisia ​​magneto-optisia materiaaleja. Tb-Fe-amorfisesta kalvosta valmistettua magneto-optista levyä käytetään tietokoneen tallennuselementtinä, ja tallennuskapasiteettia voidaan lisätä 10–15-kertaisesti. 3. Magneto-optinen lasi, Faradayn optisesti aktiivinen lasi, joka sisältää nanometrin terbiumoksidia, on keskeinen materiaali rotaattoreiden, isolaattoreiden ja rengasrakenteiden valmistukseen, ja sitä käytetään laajalti lasertekniikassa. Nanometrin terbiumoksidia eli nanometrin dysprosiumoksidia käytetään pääasiassa kaikuluotaimissa, ja sitä on käytetty laajalti monilla aloilla, kuten polttoaineen ruiskutusjärjestelmissä, nesteventtiilien ohjauksessa, mikropaikannuksessa, mekaanisessa toimilaitteessa, mekanismeissa ja lentokoneiden avaruusteleskooppien siipien säätimissä. Dy2O3-nanodysprosiumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat: 1. Nanodysprosiumoksidia käytetään fosforin aktivaattorina, ja kolmiarvoinen nanodysprosiumoksidi on lupaava aktivointi-ioni kolmivärisille luminoiville materiaaleille, joissa on yksi luminoiva keskus. Se koostuu pääasiassa kahdesta emissiokaistasta, joista toinen on keltaisen valon emissio, toinen on sinisen valon emissio, ja nanodysprosiumoksidilla seostettuja luminoivia materiaaleja voidaan käyttää kolmivärisinä fosforeina. 2. Nanometrin dysprosiumoksidi on välttämätön metalliraaka-aine terfenoliseoksen valmistukseen, jossa on suurta magnetostriktiivistä nano-terbiumoksidia ja nano-dysprosiumoksidia, jotka voivat toteuttaa tarkkoja mekaanisia liikkeitä. 3. Nanometrin dysprosiumoksidimetallia voidaan käyttää magneto-optisena tallennusmateriaalina, jolla on suuri tallennusnopeus ja lukuherkkyys. 4. Käytetään nanometrin dysprosiumoksidilamppujen valmistukseen. Nanodysprosiumoksidilampussa käytetty työaine on nanodysprosiumoksidi, jonka etuna on korkea kirkkaus, hyvä väri, korkea värilämpötila, pieni koko ja vakaa valokaari, ja sitä on käytetty valonlähteenä filmeille ja tulostukselle. 5. Nanometrin dysprosiumoksidia käytetään neutronien energiaspektrin mittaamiseen tai neutronien absorboijana atomienergiateollisuudessa sen suuren neutronien sieppauspoikkileikkauspinta-alan ansiosta.

Ho _ 2O _ 3 nanometriä

Nanoholmiumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Metallihalogeenilampun lisäaineena metallihalogeenilamppu on eräänlainen kaasupurkauslamppu, joka on kehitetty korkeapaineisen elohopealampun pohjalta, ja sen ominaispiirre on, että lamppu on täytetty erilaisilla harvinaisten maametallien halogenideilla. Tällä hetkellä käytetään pääasiassa harvinaisten maametallien jodideja, jotka emittoivat erilaisia ​​spektriviivoja kaasupurkauksissa. Nanoholmiumoksidilampussa käytetty työaine on nanoholmiumoksidijodidi, jolla voidaan saavuttaa korkeampi metalliatomien pitoisuus valokaarialueella, mikä parantaa huomattavasti säteilytehokkuutta. 2. Nanometrin kokoista holmiumoksidia voidaan käyttää yttriumraudan tai yttriumalumiinigranaatin lisäaineena. 3. Nanoholmiumoksidia voidaan käyttää yttriumrautaalumiinigranaattina (Ho:YAG), joka voi emittoida 2 μm:n laseria, ja ihmiskudoksen absorptionopeus 2 μm:n laseriin on korkea. Se on lähes kolme kertaluokkaa korkeampi kuin Hd:YAG0:lla. Siksi Ho:YAG-laserin käyttö lääketieteellisissä leikkauksissa voi paitsi parantaa toiminnan tehokkuutta ja tarkkuutta, myös pienentää lämpövaurioaluetta. Nanoholmiumoksidikiteen tuottama vapaa säde voi poistaa rasvaa tuottamatta liiallista lämpöä, mikä vähentää terveiden kudosten aiheuttamia lämpövaurioita. Yhdysvalloissa on raportoitu, että glaukooman hoito nanometrikokoisella holmiumoksidilaserilla voi vähentää leikkauksen kipua. 4. Magnetostriktiiviseen terfenoli-D-seokseen voidaan lisätä myös pieni määrä nanokokoista holmiumoksidia seoksen kyllästysmagnetisaatioon tarvittavan ulkoisen kentän vähentämiseksi. 5. Lisäksi nanoholmiumoksidilla seostettua optista kuitua voidaan käyttää optisten tietoliikennelaitteiden, kuten optisten kuitulasereiden, optisten kuituvahvistimien, optisten kuituantureiden jne., valmistukseen. Sillä on tärkeämpi rooli nykypäivän nopeassa optisessa kuituviestinnässä.

Nanometrin yttriumoksidi (Y2O3)

Nanoyttriumoksidin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat seuraavat: 1. Teräksen ja ei-rautametalliseosten lisäaineet. FeCr-seos sisältää yleensä 0,5–4 % nanoyttriumoksidia, mikä voi parantaa näiden ruostumattomien terästen hapettumiskestävyyttä ja sitkeyttä. Kun MB26-seokseen on lisätty oikea määrä nanometrikokoista yttriumoksidia sisältävää harvinaisten maametallien seosta, seoksen kokonaisvaltaiset ominaisuudet paranivat huomattavasti. Se voi korvata joitakin keskivahvoja ja lujia alumiiniseoksia lentokoneiden rasituksissa olevissa osissa. Pienen määrän nanoyttriumoksidia (harvinaisten maametallien nanoyttriumoksidia) lisääminen Al-Zr-seokseen voi parantaa seoksen johtavuutta. Useimmat Kiinan lankatehtaat ovat ottaneet seoksen käyttöön. Nanoyttriumoksidia on lisätty kupariseokseen johtavuuden ja mekaanisen lujuuden parantamiseksi. 2. Piinitridikeraaminen materiaali, joka sisältää 6 % nanoyttriumoksidia ja 2 % alumiinia. Sitä voidaan käyttää moottorin osien kehittämiseen. 3. Suurten komponenttien poraus, leikkaus, hitsaus ja muu mekaaninen käsittely suoritetaan 400 watin nanoneodyymioksidia, alumiinigranaattilaserilla. 4. Y-Al-granaatista valmistetulla elektronimikroskoopin lasilla on korkea fluoresenssin kirkkaus, alhainen sironneen valon absorptio sekä hyvä korkeiden lämpötilojen kestävyys ja mekaaninen kulutuskestävyys. 5. Korkean nanotiheyden omaavaa yttriumoksidirakenneseosta, joka sisältää 90 % nano-gadoliniumoksidia, voidaan käyttää ilmailussa ja muissa alhaista tiheyttä ja korkeaa sulamispistettä vaativissa tilanteissa. 6. Korkean lämpötilan protonijohtavat materiaalit, jotka sisältävät 90 % nano-yttriumoksidia, ovat erittäin tärkeitä polttokennojen, elektrolyysikennojen ja kaasuntunnistimien valmistuksessa, joissa vaaditaan korkeaa vetyliukoisuutta. Lisäksi nano-yttriumoksidia käytetään myös korkean lämpötilan ruiskutuskestävänä materiaalina, atomireaktorin polttoaineen laimennusaineena, kestomagneettimateriaalin lisäaineena ja getterinä elektroniikkateollisuudessa.

Edellä mainittujen lisäksi nano-harvinaisten maametallien oksideja voidaan käyttää myös vaatemateriaaleissa ihmisten terveydenhuollossa ja ympäristönsuojelussa. Nykyisistä tutkimusyksiköistä niillä kaikilla on tietyt suunnat: ultraviolettisäteilyn esto; ilmansaasteet ja ultraviolettisäteily ovat alttiita ihosairauksille ja ihosyöville; saasteiden ehkäisy vaikeuttaa epäpuhtauksien tarttumista vaatteisiin; sitä tutkitaan myös lämmönpitävyyden suhteen. Koska nahka on kovaa ja helposti vanhenevaa, se on alttiimpi homeelle sateisina päivinä. Nahkaa voidaan pehmentää valkaisemalla nano-harvinaisten maametallien ceriumoksidilla, joka ei vanhene helposti eikä homehdu, ja se on mukava käyttää. Viime vuosina myös nanopinnoitemateriaalit ovat olleet nanomateriaalitutkimuksen kohteena, ja päätutkimus on keskittynyt funktionaalisiin pinnoitteisiin. Yhdysvalloissa valmistettua 80 nm:n Y2O3:a voidaan käyttää infrapunasuojapinnoitteena. Lämmön heijastamisen tehokkuus on erittäin korkea. CeO2:lla on korkea taitekerroin ja korkea stabiilius. Kun pinnoitteeseen lisätään nano-harvinaisten maametallien yttriumoksidia, nano-lantaanioksidia ja nano-ceriumoksidijauhetta, ulkoseinä kestää ikääntymistä, koska ulkoseinän pinnoite vanhenee ja irtoaa helposti, koska maali altistuu auringonvalolle ja ultraviolettisäteille pitkään, ja se kestää ultraviolettisäteitä myös ceriumoksidin ja yttriumoksidin lisäämisen jälkeen. Lisäksi sen hiukkaskoko on hyvin pieni, ja nano-ceriumoksidia käytetään ultraviolettisäteilyä absorboivana aineena, jonka odotetaan estävän muovituotteiden ikääntymistä ultraviolettisäteilyn, säiliöiden, autojen, laivojen, öljysäiliöiden jne. vuoksi. Tämä suojaa parhaiten ulkona olevia suuria mainostauluja ja estää homeen, kosteuden ja saastumisen sisäseinien pinnoitteissa. Pienen hiukkaskokonsa vuoksi pölyä ei ole helppo tarttua seinään, ja se voidaan hankaa vedellä. Nano-harvinaisten maametallien oksidien käyttötarkoituksia on vielä monia, ja toivomme vilpittömästi, että sillä on loistavampi tulevaisuus.