【知識】稀土納米材料的應用及生產技術

稀土元素本身具有豐富的電子結構，表現出許多光、電、磁的特性。稀土納米化後，表現出許多特性，如小尺寸效應、高比表面效應、量子效應、極強的光、電、磁性質、超導性、高化學活性等，能大大提高材料的性能和功能，開發出許多新材料。在光學材料、發光材料 、晶體材料、磁性材料、電池材料、電子陶瓷、工程陶瓷、催化劑等高科技領域，將發揮重要的作用。

一、目前開發研究和應用的領域

1.稀土發光材料：稀土納米螢光粉（彩電粉、燈粉），發光效率提高，將大大減少稀土用量。主要使用Y2O3、Eu2O3、Tb4O7、CeO2、Gd2O3。高清晰度彩色電視的候選新材料。

2.納米超導材料：使用Y2O3製備的YBCO超導體，特別薄膜材料，性能穩定，強度高，易加工，接近實用階段，前景廣闊。

3.稀土納米磁性材料：用於磁記憶體、磁流體、巨磁阻等，性能大大提高，使器件變得高性能小型化。如氧化物巨磁電阻靶材（REMnO3等）。

4.稀土高性能陶瓷：使用超細或納米級的Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3等製備的電子陶瓷（電子感測器、PTC材料、微波材料、電容器、熱敏電阻等），電性能、熱性能、穩定性得到許多改善，是電子材料升級的重要方面。如納米Y2O3和ZrO2在較低溫度燒結的陶瓷，具有很強的強度和韌性，用於軸承、刀具等耐磨器件；用納米Nd2O3 、Sm2O3等製作的多層電容、微波器件，性能大大提高。

5.稀土納米催化劑：在許多化學反應中，使用稀土催化劑，若使用稀土納米催化劑，催化活性、催化效率將大幅提高。現用的CeO2納米粉在汽車尾氣淨化器上，具有活性高、價格低、壽命長的優點，並代替了大部分貴金屬，每年用量數千噸。

6.稀土紫外線吸收劑：納米CeO2粉對紫外線的吸收極強，用於防曬化妝品，防曬纖維，汽車玻璃等。

7.稀土精密拋光：CeO2對玻璃等有較好拋光作用。納米CeO2則有較高的拋光精密度，已用於液晶顯示、矽單晶片、玻璃存儲等。總之，稀土納米材料應用才剛剛開始，而且集中在高科技新材料領域，附加值高，應用面廣，潛力巨大，商業前景十分看好。

二、製備技術

  目前納米材料不論是生產還是應用，都引起各國的重視。我國的納米技術不斷取得進步，在納米級SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO2、Fe2O3等粉體材料中，已經成功的進行工 業化生產或試生產，但現有的生產工藝，生產成本很高是其致命的弱點，將影響納米材料推廣應用，因此要不斷改進。

由於稀土元素特殊的電子結構及較大的原子半徑，其化學性質與其他元素有很大不同，因此 ，稀土納米氧化物的製備方法和後處理技術上，與其他元素也有所不同。主要研究的方法有 ：

1.沉澱法：包括草酸沉澱、碳酸沉澱，氫氧化物沉澱，均相沉澱、絡合沉澱等。該方法最大的特點就是：溶液成核快，易控制，設備簡單，可制得高純度的產品。但難過濾，易團聚。

2.水熱法：在高溫高壓的條件下，加快和強化離子的水解反應，並形成分散的納米晶核。該方法能得到分散均勻、粒度分佈狹窄的納米粉，但要求高溫高壓設備，設備昂貴，操作不安全。

3.凝膠法：是製備無機材料的重要方法，在無機合成中佔有相當的地位。在低溫下，有機金屬化合物或有機絡合物，通過聚合或水解等反應，形成溶膠，一定條件下形成凝膠，進一步熱處理，可得比表面較大、分散較好的超微納米粉。該方法可在溫和條件下進行，得到的 粉體比表面大、分散性好，但反應時間長，需要數日才能完成，難於達到工業化的要求。

4.固相法：通過固體化合物或中間固相反應，進行高溫分解。如硝酸稀土與草酸，固相混合球磨，形成稀土草酸鹽的中間體，然後高溫分解，得到超細粉。該方法反應效率高，設備簡單，操作容易，但所得粉體形態不規則，均勻性差。

這些方法不是唯一的，也不一定完全適用於工業化。還有許多製備方法，如有機微乳法、醇鹽水解法等。

三、工業化開發進展

工業化生產往往不是採用單一的某種方法，而是取長補短，幾種方法複合，這樣才能達到商業化所要求的產品品質高，成本低，過程安全高效。廣東惠州瑞爾化學科技有限公司，近期開發稀土納米材料取得了工業化進展。經過多種方法的探索和無數次的試驗，找到了比較適合工業化生產的方法－微波凝膠法，該技術最大優點是：將原來約10天的凝膠反應，縮短到1天，這樣生產效率提高了10倍，成本大大降低，而且產品品質好，比表面大，經用戶試用反應良好，價格比美國、日本產品的低30％，非常具有國際競爭力，達到國際先進水準。

最近用沉澱法進行工業試驗，主要是用氨水和碳酸氨進行沉澱，並用有機溶劑脫水和作 表面處理，該方法工藝簡單，成本低，但產品品質欠佳，仍有部分團聚，有待進一步改進和提高。


稀土供應商：中鎢線上科技有限公司
產品詳情查閱：http://www.chinatungsten.com
訂購電話：0592-5129696 傳真：0592-5129797
電子郵件：sales@chinatungsten.com
鎢新聞、價格手機網站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
鎢新聞、價格手機網站，WML版：http://m.chinatungsten.com

• < 前一頁
• 下一個 >