Sjaldgæf jörð nanóefni Sjaldgæf jörð frumefni hafa einstaka 4f undirlag rafræna uppbyggingu, stór atóm segulmagnaðir augnablik, sterka snúning sporbraut tengingu og öðrum eiginleikum, sem leiðir til mjög ríkur sjón, rafmagns, segulmagnaðir og aðrir eiginleikar.Þau eru ómissandi stefnumótandi efni fyrir lönd um allan heim til að umbreyta hefðbundnum iðnaði og þróa hátækni, og eru þekkt sem „fjársjóðshús nýrra efna“.
Til viðbótar við notkun þess á hefðbundnum sviðum eins og málmvinnsluvélum, jarðolíu, glerkeramik og léttum vefnaðarvöru,sjaldgæfar jarðireru einnig lykilstoðefni á nýjum sviðum eins og hreinni orku, stór farartæki, ný orkutæki, hálfleiðaralýsing og nýir skjáir, nátengdir mannlífi.
Eftir áratuga þróun hefur áhersla rannsókna sem tengjast sjaldgæfum jörðum á sama hátt færst frá bræðslu og aðskilnaði einstakra sjaldgæfra jarðar með háhreinleika yfir í hátækninotkun sjaldgæfra jarðar í segulmagni, ljósfræði, rafmagni, orkugeymslu, hvata, líflæknisfræði, og öðrum sviðum.Annars vegar er meiri tilhneiging til sjaldgæfra jarðvegs samsettra efna í efniskerfinu;Aftur á móti er það meira einbeitt að lágvíddar virkum kristalefnum hvað varðar formgerð.Sérstaklega með þróun nútíma nanóvísinda, sem sameinar lítil stærðaráhrif, skammtaáhrif, yfirborðsáhrif og viðmótsáhrif nanóefna með einstökum rafrænum lagbyggingareiginleikum sjaldgæfra jarðarþátta, sýna sjaldgæf jörð nanóefni marga nýja eiginleika sem eru ólíkir hefðbundnum efnum, sem hámarkar framúrskarandi frammistöðu sjaldgæfra jarðefnaefna, og auka enn frekar notkun þess á sviði hefðbundinna efna og nýrrar hátækniframleiðslu.
Sem stendur eru aðallega eftirfarandi mjög efnileg sjaldgæf jörð nanóefni, nefnilega sjaldgæf jörð nanó lýsandi efni, sjaldgæf jörð nanó hvarfaefni, sjaldgæf jörð nanó segulmagnaðir efni,nanó cerium oxíðútfjólublá hlífðarefni og önnur nanóvirk efni.
Nr.1Sjaldgæf jörð nanó lýsandi efni
01. Sjaldgæf jörð lífræn-ólífræn blendingur sjálflýsandi nanóefni
Samsett efni sameina mismunandi starfrænar einingar á sameindastigi til að ná fram viðbótum og bjartsýni.Lífrænt ólífrænt blendingsefni hefur hlutverk lífrænna og ólífrænna íhluta, sem sýnir góðan vélrænan stöðugleika, sveigjanleika, hitastöðugleika og framúrskarandi vinnsluhæfni.
Sjaldgæf jörðfléttur hafa marga kosti, svo sem hár litahreinleika, langan líftíma spennts ástands, hár skammtaafrakstur og ríkar losunarrófslínur.Þeir eru mikið notaðir á mörgum sviðum, svo sem skjá, sjónbylgjuleiðara mögnun, solid-state leysir, lífmerki og gegn fölsun.Hins vegar hindrar lágur ljóshitastöðugleiki og lélegur vinnsluhæfni sjaldgæfra jarðvegsfléttna verulega beitingu þeirra og kynningu.Sameining sjaldgæfra jarðvegsfléttna við ólífræn fylki með góða vélrænni eiginleika og stöðugleika er áhrifarík leið til að bæta lýsandi eiginleika sjaldgæfra jarðvegsfléttna.
Frá þróun sjaldgæfra jarðar lífræns ólífræns blendingsefnis sýnir þróunarþróun þeirra eftirfarandi eiginleika:
① Blendingsefnið sem fæst með efnafræðilegri lyfjameðferð hefur stöðuga virka þætti, mikið lyfjamagn og samræmda dreifingu íhluta;
② Umbreyta úr einstökum hagnýtum efnum í margnota efni, þróa fjölnota efni til að gera notkun þeirra umfangsmeiri;
③ Grunnefnið er fjölbreytt, allt frá aðallega kísil til ýmissa hvarfefna eins og títantvíoxíðs, lífrænna fjölliða, leira og jónískra vökva.
02. Hvítt LED sjaldgæft jörð sjálflýsandi efni
Í samanburði við núverandi ljósatækni, hafa hálfleiðara lýsingarvörur eins og ljósdíóða (LED) kosti eins og langan endingartíma, litla orkunotkun, mikla birtunýtingu, kvikasilfursfrí, UV laus og stöðugan gang.Þeir eru álitnir "fjórða kynslóð ljósgjafinn" á eftir glóperum, flúrperum og hástyrkum gaslosunarlömpum (HID).
Hvítt LED er samsett úr flísum, hvarfefnum, fosfórum og reklum.Sjaldgæft jörð flúrljómandi duft gegnir mikilvægu hlutverki í frammistöðu hvítra LED.Á undanförnum árum hefur mikið magn af rannsóknarvinnu verið unnin á hvítum LED fosfórum og frábærar framfarir hafa náðst:
① Þróun nýrrar tegundar fosfórs sem spenntur er af bláum LED (460m) hefur framkvæmt lyfja- og breytingarrannsóknir á YAO2Ce (YAG: Ce) sem notuð eru í bláum LED flísum til að bæta ljósnýtingu og litaendurgjöf;
② Þróun nýrra flúrljómandi dufts sem örvað er af útfjólubláu ljósi (400m) eða útfjólubláu ljósi (360mm) hefur kerfisbundið rannsakað samsetningu, uppbyggingu og litrófseiginleika rauðra og græna bláa flúrljómandi dufts, sem og mismunandi hlutföll flúrljómandi duftanna þriggja. til að fá hvíta LED með mismunandi litahita;
③ Frekari vinna hefur verið unnin um grundvallar vísindaleg atriði í undirbúningsferli flúrljómandi dufts, svo sem áhrif undirbúningsferlisins á flæðið, til að tryggja gæði og stöðugleika flúrljómandi dufts.
Að auki samþykkir hvítt ljós LED aðallega blandað pökkunarferli af flúrljómandi dufti og kísill.Vegna lélegrar hitaleiðni flúrljómandi dufts mun tækið hitna vegna lengri vinnutíma, sem leiðir til öldrunar sílikon og styttir endingartíma tækisins.Þetta vandamál er sérstaklega alvarlegt í aflmiklum hvítum ljósdíóðum.Fjarpökkun er ein leið til að leysa þetta vandamál með því að festa flúrljómandi duft við undirlagið og aðskilja það frá bláa LED ljósgjafanum og draga þannig úr áhrifum hita sem myndast af flísinni á sjálflýsandi frammistöðu flúrljómandi duftsins.Ef sjaldgæft flúrljómandi keramik hefur einkenni mikillar varmaleiðni, hár tæringarþol, hár stöðugleiki og framúrskarandi sjónræn framleiðsla, geta þeir betur uppfyllt umsóknarkröfur hágæða hvítra LED með mikilli orkuþéttleika.Ör nanó duft með mikla hertuvirkni og mikla dreifingu hafa orðið mikilvæg forsenda fyrir framleiðslu á mjög gagnsæi sjaldgæfum sjónvirkum keramik með mikilli sjónframleiðslu.
03.Rare earth upconversion sjálflýsandi nanóefni
Upconversion luminescence er sérstök tegund af luminescence ferli sem einkennist af frásogi margra lágorku ljóseinda með lýsandi efnum og myndar háorku ljóseindalosun.Í samanburði við hefðbundnar lífrænar litarefnissameindir eða skammtapunkta, hafa sjaldgæf jörð uppbreyting sjálflýsandi nanóefni marga kosti eins og stóra andstæðingur Stokes færslu, þröngt losunarband, góðan stöðugleika, litla eiturhrif, mikla vefjagengnisdýpt og litla sjálfsprottna flúrljómunartruflun.Þeir hafa víðtæka umsóknarhorfur á lífeindasviði.
Á undanförnum árum hafa sjaldgæf jarðvegsuppbreyting sjálflýsandi nanóefni tekið miklum framförum í myndun, yfirborðsbreytingum, yfirborðsvirkni og lífeðlisfræðilegum notkun.Fólk bætir birtuvirkni efna með því að hámarka samsetningu þeirra, fasaástand, stærð osfrv. á nanóskala, og sameina kjarna/skeljarbygginguna til að draga úr ljósslökkvistöðinni, til að auka líkur á umbreytingum.Með efnafræðilegum breytingum, koma á tækni með góðum lífsamrýmanleika til að draga úr eiturhrifum og þróa myndgreiningaraðferðir fyrir uppbreytingu sjálflýsandi lifandi frumur og in vivo;Þróa skilvirkar og öruggar líffræðilegar tengingaraðferðir sem byggjast á þörfum mismunandi notkunar (ónæmisgreiningarfrumur, flúrljómunarmyndataka í lífi, ljósaflfræðileg meðferð, ljóshitameðferð, lyf með stýrðri losun, osfrv.).
Þessi rannsókn hefur gríðarlega notkunarmöguleika og efnahagslegan ávinning og hefur mikilvæga vísindalega þýðingu fyrir þróun nanólækninga, eflingu heilsu manna og félagslegar framfarir.
No.2 Sjaldgæf jörð nanó segulmagnaðir efni
Sjaldgæf jörð varanleg segulefni hafa farið í gegnum þrjú þróunarstig: SmCo5, Sm2Co7 og Nd2Fe14B.Sem hraðslökkt NdFeB segulmagnaðir duft fyrir tengt varanleg segulefni, er kornastærðin á bilinu 20nm til 50nm, sem gerir það að dæmigerðu nanókristölluðu sjaldgæfu varanlegu segulefni.
Sjaldgæf jörð nanósegulfræðileg efni hafa einkenni smæðar, eins lénsbyggingar og mikillar þvingunar.Notkun segulmagnaðra upptökuefna getur bætt merki-til-suð hlutfall og myndgæði.Vegna smæðar og mikillar áreiðanleika er notkun þess í örmótorakerfum mikilvæg stefna fyrir þróun nýrrar kynslóðar flug-, geimferða- og skipamótora.Fyrir segulmagnaðir minni, segulvökvi, risastór segulmagnaðir efni er hægt að bæta afköst til muna, sem gerir tækin afkastamikil og smækkuð.
Nr.3Sjaldgæf jörð nanóhvataefni
Sjaldgæf jörð hvarfaefni fela í sér næstum öll hvarfahvörf.Vegna yfirborðsáhrifa, rúmmálsáhrifa og skammtastærðaráhrifa hefur nanótækni sjaldgæfra jarðar í auknum mæli vakið athygli.Í mörgum efnahvörfum eru sjaldgæfar jarðvegshvatar notaðir.Ef notaðir eru sjaldgæfir jarðvegs nanóhvatar mun hvarfavirkni og skilvirkni batna til muna.
Sjaldgæf jarðefni nanóhvatar eru almennt notaðir í jarðolíuhvatasprungu og hreinsunarmeðferð á útblástursútblástursbíla.Algengustu sjaldgæfu jarðar nanóhvataefnin eruCeO2ogLa2O3, sem hægt er að nota sem hvata og hvata, sem og hvatabera.
Nr.4Nanó cerium oxíðútfjólubláu hlífðarefni
Nano cerium oxíð er þekkt sem þriðja kynslóð útfjólubláa einangrunarmiðilsins, með góð einangrunaráhrif og mikla sendingu.Í snyrtivörum verður að nota nanóceria með lága hvatavirkni sem UV-einangrunarefni.Þess vegna er athygli markaðarins og viðurkenning á útfjólubláum hlífðarefnum nanó cerium oxíð mikil.Stöðugar umbætur á samþættri hringrásarsamþættingu krefst nýrra efna fyrir framleiðsluferli samþættra hringrásarflísa.Ný efni hafa meiri kröfur um fægivökva og hálfleiðurar sjaldgæfar jarðvegsfægingarvökvar þurfa að uppfylla þessa kröfu, með hraðari fægihraða og minna fægimagn.Nano sjaldgæft jörð fægja efni hafa breitt markað.
Mikil aukning á bílaeign hefur valdið alvarlegri loftmengun og uppsetning útblásturshreinsihvata bíla er áhrifaríkasta leiðin til að stjórna útblástursmengun.Nano cerium zirconium samsett oxíð gegna mikilvægu hlutverki við að bæta gæði halagashreinsunar.
No.5 Önnur nanóvirk efni
01. Sjaldgæft nanó keramik efni
Nanó keramikduft getur dregið verulega úr hertuhitastigi, sem er 200 ℃ ~ 300 ℃ lægra en ekki nanó keramikduft með sömu samsetningu.Með því að bæta nanó CeO2 við keramik getur það dregið úr sintunarhitastigi, hindrað grindarvöxt og bætt þéttleika keramik.Bætir við sjaldgæfum jarðarþáttum eins ogY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2getur komið í veg fyrir háhita fasa umbreytingu og stökkun ZrO2, og fengið ZrO2 fasa umbreytingu hert keramik byggingarefni.
Rafrænt keramik (rafrænir skynjarar, PTC efni, örbylgjuofnefni, þéttar, hitastigar o.s.frv.) framleitt með því að nota ofurfínn eða nanóskala CeO2, Y2O3,Nd2O3, Sm2O3, o.fl. hafa bætta rafmagns-, varma- og stöðugleikaeiginleika.
Með því að bæta sjaldgæfum jarðvegi virkum ljóshvatandi samsettum efnum við gljáaformúluna er hægt að útbúa sjaldgæft jörð bakteríudrepandi keramik.
02.Rare earth nano þunnfilmuefni
Með þróun vísinda og tækni verða frammistöðukröfur fyrir vörur sífellt strangari og krefjast ofurfínnar, ofurþunnrar, ofurmikillar þéttleika og ofurfyllingar vöru.Eins og er, eru þrír meginflokkar af sjaldgæfum jörð nanófilmum þróaðir: sjaldgæfar jarðvegs flóknar nanófilmar, sjaldgæfar jarðoxíð nanófilmar og sjaldgæfar jarðvegs nanóblendifilmar.Sjaldgæfar jarðar nanómyndir gegna einnig mikilvægu hlutverki í upplýsingaiðnaði, hvata, orku, flutningum og lífslækningum.
Niðurstaða
Kína er stórt land í auðlindum sjaldgæfra jarðar.Þróun og beiting sjaldgæfra jarðar nanóefna er ný leið til að nýta sjaldgæfa jörð auðlindir á áhrifaríkan hátt.Til að auka notkunarsvið sjaldgæfra jarðar og stuðla að þróun nýrra hagnýtra efna ætti að koma á fót nýju fræðilegu kerfi í efnisfræði til að mæta rannsóknarþörfum á nanómælikvarða, gera sjaldgæft jörð nanóefni betri afköst og gera tilkomuna af nýjum eiginleikum og mögulegum aðgerðum.
Birtingartími: 29. maí 2023