טכנולוגיית יישום וייצור של ננו -חומרים נדירים של כדור הארץ

יסודות אדמה נדיריםבעצמם יש מבנים אלקטרוניים עשירים ומציגים תכונות אופטיות, חשמליות ומגנטיות רבות. לאחר ננו -חומר נדיר של כדור הארץ, הוא מציג מאפיינים רבים, כמו אפקט בגודל קטן, אפקט פני השטח הספציפי הגבוה, אפקט קוונטי, תכונות אופטיות, חשמליות, מגנטיות, חזקות במיוחד, מוליכות -על, פעילות כימית גבוהה וכו ', שיכולים לשפר מאוד את הביצועים ואת התפקוד של חומרים ולפתח חומרים חדשים רבים. זה ישחק תפקיד חשוב בשדות היי-טק כמו חומרים אופטיים, חומרים פולטים אור, חומרי קריסטל, חומרים מגנטיים, חומרי סוללה, אלקטרוקרמיקה, קרמיקה הנדסית, זרזים וכו '?

1 、 שדות מחקר ויישומים פיתוח נוכחיים

 1. חומר זוהר אדמה נדיר: אבקת פלורסנט ננו של ננו נדיר (אבקת טלוויזיה צבעונית, אבקת מנורה), עם יעילות זוהרת משופרת, תפחית מאוד את כמות האדמה הנדירה המשמשת. בעיקר באמצעותY2O3, EU2O3, TB4O7, CEO2, GD2O3ו מועמד חומרים חדשים לטלוויזיה צבעונית בהגדרה גבוהה.?

2. חומרי מוליך -על ננו: מוליכי -על של YBCO שהוכנו באמצעות Y2O3, במיוחד חומרי קולנוע דקים, הם בעלי ביצועים יציבים, חוזק גבוה, עיבוד קל, קרוב לשלב מעשי, ופוטנציאלים רחבים.

3. חומרים מגנטיים ננו ננו נדירים: משמשים לזיכרון מגנטי, נוזל מגנטי, התנגדות מגנטית ענקית וכו ', לשיפור הביצועים מאוד, מה שהופך את המכשירים לביצועים גבוהים וממוזרים. לדוגמה, יעדי התנגדות ענקית תחמוצת (remno3 וכו ').?

4. קרמיקה נדירה של כדור הארץ בעלת ביצועים גבוהים: אלקטרוקרמיקה (חיישנים אלקטרוניים, חומרי PTC, חומרי מיקרוגל, קבלים, תרמיסטורים וכו ') שהוכנו עם פינים אולטרה או ננומטר Y2O3, LA2O3, ND2O3, SM2O3 וכו', שהמאפיינים החשמליים שלהם, תכונות תרמיות, ויציבות משופרים מאוד, משופרים מאוד. קרמיקה שסיננה בטמפרטורות נמוכות יותר, כמו ננו Y2O3 ו- ZRO2, יש כוח וקשיחות חזקים, ומשמשים במכשירים עמידים בלאי כמו מיסבים וכלי חיתוך; הביצועים של קבלים רב שכבתיים ומכשירי מיקרוגל העשויים NANO ND2O3, SM2O3 וכו 'שופרה מאוד.?

5. ננו -קטליסטים נדירים באדמה: בתגובות כימיות רבות משתמשים בזרזים אדמה נדירים. אם משתמשים בננו -קטליסטים נדירים של כדור הארץ, ישפרו מאוד את הפעילות הקטליטית והיעילות שלהם. לאבקת ננו הנוכחית של Ceo2 יש את היתרונות של פעילות גבוהה, מחיר נמוך וחיי שירות ארוכים במטהר הפליטה לרכב, והחליף את מרבית המתכות היקרות, עם צריכה שנתית של אלפי טונות.?

6. בולם אולטרה סגול אדמה נדיר:ננו מנכ"ל 2לאבקה יש ספיגה חזקה של קרני אולטרה סגול, והיא משמשת בקוסמטיקה של קרם הגנה, סיבי קרם הגנה, זכוכית מכונית וכו '?

7. ליטוש דיוק אדמה נדיר: ל- Ceo2 השפעת ליטוש טובה על זכוכית וחומרים אחרים. ל- Nano Ceo2 יש דיוק ליטוש גבוה והוא שימש בתצוגות גבישים נוזליים, פרוסות סיליקון, אחסון זכוכית וכו '. בקיצור, היישום של ננו-חומרים נדירים של כדור הארץ החל זה עתה ומרוכז בתחום חומרים חדשים היי-טק, עם ערך מוסיף גבוה, טווח יישומים רחב, פוטנציאל עצום, ושכבות מסחריות מבטיחות מאוד.?

2 、 טכנולוגיית הכנה

נכון לעכשיו, ייצור ויישום של ננו -חומרים משכו תשומת לב ממדינות שונות. הננו -טכנולוגיה של סין ממשיכה להתקדם, וייצור תעשייתי או ייצור ניסיון בוצע בהצלחה ב- SIO2, TIO2, AL2O3, ZNO2, FE2O3 וחומרי אבקה אחרים. עם זאת, תהליך הייצור הנוכחי ועלויות הייצור הגבוהות הם חולשתו הקטלנית, מה שישפיע על היישום הרחב של ננו -חומרים. לכן, יש צורך בשיפור מתמיד.?

בשל המבנה האלקטרוני המיוחד והרדיוס האטומי הגדול של יסודות אדמה נדירים, תכונותיהם הכימיות שונות מאוד מאלמנטים אחרים. לפיכך, שיטת ההכנה וטכנולוגיית הטיפול לאחר הטיפול של תחמוצות ננו נדירות של כדור הארץ שונות גם הם מאלמנטים אחרים. שיטות המחקר העיקריות כוללות :?

1. שיטת משקעים: כולל משקעים של חומצה אוקסלית, משקעים קרבונט, משקעים הידרוקסיד, משקעים הומוגניים, משקעים מורכבים וכו '. המאפיין הגדול ביותר בשיטה זו הוא שגרעיני הפתרון במהירות, קל לשליטה, הציוד פשוט ויכול לייצר מוצרים אדירים גבוהים. אבל קשה לסנן וקל לצבירה?

2. שיטה הידרותרמית: האצת וחיזוק התגובה ההידרוליזה של יונים בתנאי טמפרטורה ולחץ גבוהים, ויוצרים גרעינים ננו -גבישיים מפוזרים. שיטה זו יכולה להשיג אבקות ננומטר עם פיזור אחיד וחלוקת גודל חלקיקים צרה, אך היא דורשת טמפרטורה גבוהה וציוד לחץ גבוה, וזה יקר ולא בטוח לפעול.?

3. שיטת ג'ל: זוהי שיטה חשובה להכנת חומרים אורגניים, וממלאת תפקיד משמעותי בסינתזה אורגנית. בטמפרטורה נמוכה, תרכובות אורגונומטאליות או קומפלקסים אורגניים יכולים ליצור SOL באמצעות פילמור או הידרוליזה, וליצור ג'ל בתנאים מסוימים. טיפול בחום נוסף יכול לייצר אטריות אורז אולטרה -גרפיות עם משטח ספציפי גדול יותר ופיזור טוב יותר. ניתן לבצע שיטה זו בתנאים קלים, וכתוצאה מכך אבקה עם שטח פנים גדול יותר ופיזור טוב יותר. עם זאת, זמן התגובה ארוך ונדרש מספר ימים להשלמתו, מה שמקשה על עמידה בדרישות התיעוש?

4. שיטת שלב מוצק: פירוק טמפרטורה גבוהה מתבצעת באמצעות תרכובת מוצקה או תגובת מדיה יבשה ביניים. לדוגמה, חנקת אדמה נדירה וחומצה אוקסלית מעורבבים על ידי טחינה של כדור פאזה מוצקה ליצירת ביניים של אוקסלט אדמה נדיר, אשר מתפרק אז בטמפרטורה גבוהה כדי להשיג אבקת אולטרה דלילה. לשיטה זו יעילות תגובה גבוהה, ציוד פשוט ופעולה קלה, אך לאבקה המתקבלת יש מורפולוגיה לא סדירה ואחידות לקויה.?

שיטות אלה אינן ייחודיות וייתכן שאינן חלות במלואה על התיעוש. ישנן שיטות הכנה רבות, כגון שיטת מיקרו -אמולסיה אורגנית, אלכוהוליזה וכו '?

3 、 התקדמות בפיתוח תעשייתי

לעתים קרובות ייצור תעשייתי אינו מאמצת שיטה אחת, אלא שואבת חוזקות ומשלימה חולשות, ומשלב מספר שיטות להשגת איכות המוצר הגבוה, עלות נמוכה ותהליך בטוח ויעיל הנדרש למסחור. גואנגדונג הויז'ו רוייר טכנולוגיה כימית ושות 'בע"מ התקדם לאחרונה בתעשייה בפיתוח ננו -חומרים נדירים של כדור הארץ. לאחר שיטות חקר רבות ואינספור בדיקות, נמצאה שיטה המתאימה יותר לייצור תעשייתי - שיטת ג'ל מיקרוגל. היתרון הגדול ביותר של טכנולוגיה זו הוא ש: תגובת הג'ל המקורית של 10 יום מתקצרת ליום אחד, כך שיעילות הייצור מוגברת פי 10, העלות מופחתת מאוד, ואיכות המוצר טובה, שטח הפנים גדול, תגובת ניסוי המשתמש טובה, המחיר נמוך ב -30% מזה של מוצרים אמריקאים ויפניים, שהוא תחרותי מאוד בינלאומי, משיג רמה מתקדמת בינלאומית.??

לאחרונה נערכו ניסויים תעשייתיים בשיטת המשקעים, בעיקר באמצעות מי אמוניה ופחמתי אמוניה לצורך משקעים, ושימוש בממסים אורגניים להתייבשות וטיפול פני השטח. לשיטה זו יש תהליך פשוט ועלות נמוכה, אך איכות המוצר ירודה, ועדיין יש כמה אגרגרציות הזקוקות לשיפור ושיפור נוסף.?

סין היא מדינה מרכזית במשאבי כדור הארץ הנדירים. פיתוח ויישום של ננו-חומרים נדירים של כדור הארץ פתחו דרכים חדשות לניצול יעיל של משאבי אדמה נדירים, הרחיבו את היקף יישומי כדור הארץ הנדירים, קידמו פיתוח חומרים פונקציונליים חדשים, הגדילו את הייצוא של מוצרים בעלי ערך רב ושיפר את יכולות הרווחים של מטבע חוץ. יש לכך משמעות מעשית חשובה בהפיכת יתרונות המשאבים ליתרונות כלכליים.