纳米稀土材料的研究进展

介绍了将纳米技术引入稀土产业即纳米稀土材料在永磁材料、磁致冷材料、压敏电阻、纳米稀土氧化物、纳米稀土荧光粉等研究领域所取得的研究进展，并提出其产业化前景。     

稀土化合物纳米粒子和纳米棒的水热合成和表征

通过水热处理合成了稀土氟化物（LaF3、PrF3、NdF3、SmF3）纳米粒子和稀土氢氧化物（Pr(OH)3）纳米棒，并对产物进行了透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和热重-差热分析（TG-DTA）表征.讨论了水热反应温度、溶液pH值和氟与稀土镧元素的摩尔比对LaF3纳米粒子粒径的影响.结果表明，稀土氟化物纳米粒子具有球形或类球形的形貌，平均粒径为35～39 nm.水热合成的氢氧化镨为典型的纳米棒形貌，具有均匀的直径，平均直径为24 nm, 平均长度为130 nm.水热合成的稀土化合物纳米材料具有较高的结晶度和纯度.     

一种稀土荧光纤维的制备与性能研究

合成了含有苯环和羧基的有机稀土纳米发光体，并通过熔融纺丝制备出了聚丙烯荧光纤维．通过红外光谱、元素分析、透射电镜照片、荧光光谱、DSC和TGA曲线等，对有机稀土纳米发光体和稀土荧光纤维的组成、结构和性能进行了表征．结果表示，有机稀土纳米发光体具有稳定的组成和结构，优异的热性能和荧光性能：电镜照片显示其直径为40～50nm．有机稀土纳米发光体在聚丙烯中良好的分散性，也不影响其优异的荧光性能和热性能．     

纳米稀土荧光生物标记材料

中国科学院大连化物所在纳米稀土荧光生物标记材料的制备与生化分析应用研究中．成功地研制出一系列粒径在25．55纳米的硅胶基质搀杂型纳米稀土荧光生物标记材料、表面带有活性氨基的搀杂型纳米稀土荧光生物标记材料、表面带有活性氨基的共价键型纳米稀土荧光生物标记材料及氧化锆基质的搀杂型纳米稀土荧光生物标记材料。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm3+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验。通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响。结果表明:La3+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

两相纳米晶稀土永磁材料的研究进展

两相纳米晶复合交换耦合稀土永磁材料由于具有高剩磁、高磁能积、高矫顽力和相对低的稀土含量等优点而成为当前国际上研制新一代稀土永磁材料的主要途径。文章综述了其理论模型、磁特性和加工方法，以及存在的问题和发展前景。     

材料科学与工程学院 省级重点实验室研究领域及方向

稀土功能材料-室温磁致冷材料研究、稀土永磁材料、稀土发光材料。高性能结构材料-新型镁台金工艺及应用、耐磨耐蚀材料及复合材料、铁路辙叉新材料、纳米复合材料电子材料-铁电薄膜材料、晶体材料、大容量离子电容器     

纳米PrNd对烧结MMFeB磁体的性能和结构的影响

基于对稀土资源综合利用和减少稀土资源浪费的考虑,直接采用混合稀土金属（MM）制备MMFeB永磁材料,研究了添加纳米PrNd对MMFeB磁体的性能和结构的影响.结果表明,MM_14.6Fe₇₉B_6.4粉末添加5%的纳米PrNd后取向压坯,当烧结温度为1 050℃时,综合磁性能均最好,B_r为0.89 T、H_cj为196.0 kA/m以及（BH）_max72.05 kJ/m³.此外,纳米PrNd的添加可以改善磁体的取向度,从而提高磁体的剩磁,同时纳米PrNd的添加还可以起到阻碍晶粒长大,细化晶粒的作用,提高了磁体的矫顽力,从而提高最大磁能积.这也为稀土资源综合利用提供了可能.     

稀土掺杂的纳米晶材料化学制备方法的研究

系统概括了稀土掺杂的纳米晶材料的几种化学制备方法及其特点,并且重点论述了化学共沉淀法制备纳米晶体的基本原理,得到理想的纳米晶材料的技术难点及解决方案,制备过程中的团聚现象以及如何避免团聚现象的发生等.     

高能球磨制备纳米WC-8(Fe/Co/Ni)RE硬质合金研究

用高能球磨法及真空烧结工艺制备纳米WC-8(Fe/Co/Ni)RE硬质合金.球磨时间、烧结工艺、稀土添加量对合金性能有重要影响,通过对球磨时间、烧结工艺、稀土添加量等环节的优化控制,在球磨60小时、1430℃烧结、加入Y占Co重量1%情况下,可制备出平均粒度为700nm左右、硬度达90.7HRA的纳米WC-8(Fe/Co/Ni)RE硬质合金.     

CdTe/CdS核/壳结构纳米晶量子点的结构及荧光性能

采用水相合成法,制备出核/壳结构CdTe/CdS纳米晶量子点,用红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,并对CdTe纳米晶量子点光稳定性以及CdTe/CdS纳米晶量子点荧光特性影响因素进行了研究.结果表明:随着放置时间的增加,CdTe量子点的光学稳定性下降;随着反应时间的增加和壳/核比例的增加,CdTe/CdS纳米晶量子点的荧光发射波长均发生红移;且反应时间增加,荧光强度增强;当CdS与CdTe壳/核比例为2∶1时,荧光强度最强.     

TiO_2纳米晶多孔微球的制备方法及形成机理

TiO2纳米晶多孔微球具有颗粒大、晶粒尺寸小及比表面积较高等优点.以明胶作为模板,以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米晶多孔微球,并采用透射电镜、X射线衍射仪对其性能进行了表征.实验结果表明:采用溶胶-凝胶法成功制备了纯锐钛矿型TiO2;明胶的加入对样品的物相组成没有影响,但改变了其晶粒尺寸和排布方式,得到了一种由纳米晶组成的多孔微球;微球直径约为200~500nm,其中孔隙约为2~5nm,平均晶粒尺寸为(14.3±0.9)nm.在此基础上对TiO2纳米晶多孔微球的形成机理进行了分析.     

激光熔覆Fe基非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能

对以激光熔覆方式在45钢基体上制备的FeNiSiBVRE非晶涂层进行激光晶化,制备非晶／纳米晶复合涂层.利用X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和磨损试验机研究非晶／纳米晶复合涂层的组织与性能.研究结果表明,涂层存在着分层结构,组成相有晶化相、非晶相和纳米晶相;涂层底部和顶部的显微组织由大量的稀土树枝晶、板条状硼化物和粒状碳化物组成,涂层中部的显微组织是由大量的纳米晶相镶嵌在非晶基体上构成.与没有进行激光晶化的非晶涂层相比,涂层的耐磨损性能下降.其磨损机制以粘着磨损和剥层磨损为主.     

纳米氧化铝陶瓷制备的研究进展

综述制备纳米氧化铝粉的主要制备方法:溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法和爆炸法,以及纳米氧化铝陶瓷的烧结新工艺:热压烧结、微波烧结和放电等离子烧结等,与传统烧结方法相比,使用这些烧结工艺制备的产品性能更优异.     

纳米材料的研究和应用

本文简要介绍了纳米材料的特点和应用。重点论述了纳米材料的力学性能和磁性能以及在医学，工业等领域的应用，提出了纳米材料研究的若干热点。     

Surface passivation of nanocrystalline silicon powder derived from cryomilling

The surface passivation mechanism of nanocrystalline silicon powder was studied. The liquid nitrogen/argon was used as the medium to prepare the nanocrystalline silicon powder, using a cryomilling technology. The X-ray diffraction, transmission electron microscopy, plasma emission spectroscopy and infrared spectrum were used to analyze the prepared samples, and density functional theory was used to investigate the cryomilling process. For nanocrystalline silicon powder cryomilled with liquid N2, the amorphous outer layer with N element is formed On the surface, and chemisorption caused by the formation of Si-N-Si bond leads to the surface passivation; although physisorpfion also he confirmed, the Si-N bond is steady after exploded in air for 30 days and no new bond is observed. For nanocrystalline silicon powder cryomilled with liquid At, no new chemical bond is Observed, Ar element absorbs on the surface of the prepared powder only through physisorption, and after exploded in air for 30 days, a Si-O bond can be observed obviously.     

醇-水溶液加热法制备SnO2纳米纷

以 Sn Cl4为原料 ,采用醇 -水溶液加热法制备了 Sn O2 纳米粉 ,并利用 XRD、DTA等分析测试手段对粉体进行了表征     

Fe75Cr12.5Mo12.5合金非晶/纳米晶化过程的分子动力学模拟

为模拟Fe75Cr12.5Mo12.5合金非晶/纳米晶化的整个过程,采用分子动力学方法,通过动力学弛豫、淬火和退火处理得到了Fe75Cr12.5Mo12.5合金的非晶/纳米晶态结构.采用径向分布函数(radius distribution function,RDF)和X线衍射图(X-ray diffraction,XRD),分析了模拟过程中各阶段的原子结构.结果表明:Fe75Cr12.5Mo12.5合金的非晶和纳米晶形成能力较强,添加非金属元素能进一步提高非晶形成能力.分子动力学模拟技术为铁基非晶/纳米晶的成分配比和工艺选择提供了理论依据.     

Bulk nanocrystalline Al prepared by cryomilling

Bulk nanocrystalline Al was fabricated by mechanically milling at cryogenic temperature (cryomilling) and then by hot pressing in vacuum. By using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM), the microstructure evolution of the material during cryomilling and consolidation was investigated. With increasing the mill- ing time, the grain size decreased sharply and reduced to 42 nm when cryomilled for 12 h. The grains had grown up, and the colum- nar grain was formed under the hot pressing and extrusion compared with the cryomilled powders. The grain size of as-extruded specimen was approximately 300-500 nm. The reason of high thermal stability of this bulk was attributed primarily to the Zener pin- ning from the grain boundary of the AlN arising from cryomilling and the solute drag of the impurity. Tensile tests show that the strength of nanocrystalline Al is enhanced with decreasing grain size. The ultimate tensile strength and tensile elongation were 173 MPa and 17.5%, respectively. It appears that the measured high strength in the cryomilled Al is related to a grain-size effect, disper- sion strengthening, and dislocation strengthening.