Maagiline haruldane muldmetalla element: “Püsiva magneti kuningas” -neodmium

bastnasiit

Neodüüm, aatomnumber 60, aatommass 144,24, mille sisaldus on 0,00239%, on peamiselt monasiidi ja bastnaesiidi korral. Looduses on seitse neodmiumi isotoopi: neodüüm 142, 143, 144, 145, 146, 148 ja 150, mille hulgas on neodmium 142 kõrgeim sisaldus. Praseodümiumi sündiga tekkisid neodüümi. Neodüümi saabumine aktiveeris haruldaste muldradade välja ja mängis selles olulist rolli. Ja mõjutab haruldaste muldmetallide turgu.

Neodmiumi avastamine

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), neodüümi avastaja

Aastal 1885 avastas Austria keemik Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach Viinis neodüümi. Ta eraldas neodüümi ja praseodüümi sümmeetrilistest neodüümi materjalidest, eraldades ja kristalliseerides ammooniumnitraadi tetrahüdraadi lämmastikhappest ning samal ajal eraldati spektrianalüüsiga, kuid seda ei eraldatud suhteliselt puhtal kujul kuni 1925. aastani.

Alates 1950. aastatest saadi peamiselt monasiidi ioonvahetusprotsessi abil kõrge puhtuse neodüüm (üle 99%). Metall ise saadakse oma halogeniidsoola elektrolüüsides. Praegu ekstraheeritakse enamik neodüümi (CE, LA, ND, PR) CO3F -ist Basta Nathaniidil ja puhastatakse lahusti ekstraheerimisega. Ioonvahetuse puhastusreserv, mis on ettevalmistamiseks kõrgeim puhtus (tavaliselt> 99,99%). Kuna ajastul on keeruline praseodüümi viimast jälge eemaldada, kui tootmine sõltub astmekristallimise tehnoloogiast, on 1930. aastatel toodetud varajasel neodmiumklaasil puhtamat värvi ja oranži värvitoone kui tänapäevane versioon.

Neodmiummetall

Metallilise neodmiumiga on ere hõbemetalliline läige, sulamistemperatuur 1024 ° C, tihedus 7,004 g/cm ja paramagnetism. Neodüüm on üks aktiivsemaid haruldaste muldmetallide metalle, mis õhus kiiresti oksüdeerub ja tumeneb, moodustab seejärel oksiidikihi ja koorib seejärel maha, paljastades metalli edasiseks oksüdeerumiseks. Seetõttu on neodmiumiproov ühe sentimeetri suurusega ühe aasta jooksul täielikult oksüdeerunud. See reageerib aeglaselt külmas vees ja kiiresti kuumas vees.

Neodüüm elektrooniline konfiguratsioon

Elektrooniline konfiguratsioon:

1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F4

Neodmiumi laser jõudlus on põhjustatud 4F orbitaal -elektronide üleminekust erinevate energiatasemete vahel. Seda lasermaterjali kasutatakse laialdaselt suhtlemisel, teabe ladustamisel, meditsiinilisel ravil, töötlemisel jne. Nende hulgas kasutatakse yttrium alumiinium granaat Y3AL5O12: ND (YAG: ND) laialdaselt suurepärase jõudlusega ja ND-dofeeritud gadoliiniumskandiumi gallium granaat suurema tõhususega.

Neodüümi rakendamine

Neodüümi suurim kasutaja on NDFEB püsiv magnetmaterjal. NDFEB -magneti nimetatakse püsivate magnetide kuningaks selle suure magnetilise energiatoote tõttu. Seda kasutatakse laialdaselt elektroonikas, masinates ja muudes tööstusharudes suurepärase jõudluse jaoks. Suurbritannia Exeteri ülikooli Cumberlandi kaevandamise kooli rakendusprofessor Francis Wall ütles: „Magnetite osas pole tegelikult midagi, mis võidaks neodmiumiga. Alfa-magnetilise spektromeetri edukas väljatöötamine näitab, et Hiinas on NDFEB magnetite magnetilised omadused jõudnud maailmaklassi tasemele.

Neodüümmagnet kõvakettal

Neodüümi saab kasutada keraamika, hele lilla klaasi, kunstliku rubiini laser- ja spetsiaalse klaasi valmistamiseks, mis võib filtreerida infrapunakiirte. Kasutatakse koos praseodüümiga klaasipuhurite jaoks prille valmistamiseks.

1,5% ~ 2,5% nano neodüümiumoksiidi lisamine magneesiumi või alumiiniumsulamisse võib parandada sulami kõrge temperatuuri jõudlust, õhutihedust ja korrosioonikindlust ning seda kasutatakse laialdaselt lennundusmaterjalina lennunduse jaoks.

Nano-yttrium-alumiiniumist granaat, mis on legeeritud nano-neodüümiumoksiidiga, tekitab lühikese laine laserkiir, mida kasutatakse laialdaselt keevitamiseks ja õhukeste materjalide lõikamiseks, mille tööstuses on paksus alla 10 mm.

ND: YAG -laservarras

Meditsiinilisel ravis kasutatakse kirurgiliste haavade või desinfitseerimiseks kirurgiliste noade asemel kirurgiliste haavade eemaldamiseks nano yttrium alumiiniumist garneeti laserit, mis on legeeritud nano neodüümioksiidiga.

Neodmiumklaasi valmistatakse neodüümiumoksiidi lisamisega klaassulamisse. Lavendel ilmub tavaliselt neodüümklaasis päikesevalguse või hõõglambi all, kuid helesinine ilmub fluorestsentslambi valguse alla. Neodüümi saab kasutada õrna klaasist tooni värvimiseks, näiteks puhas violetne, vein punane ja soe hall.

neodüümklaas

Teaduse ja tehnoloogia arendamise ning haruldaste muldmetallide laiendamise ja laiendamise abil on neodüümiumis laiem kasutusruum