Magic Rare Earth Element: "King of Permanent Magnet" - Neodym

bastnasite

Neodym, atomnummer 60, atomvægt 144,24, med et indhold på 0,00239% i skorpen, findes hovedsageligt i monazit og bastnaesit. Der er syv isotoper af neodym i naturen: neodym 142, 143, 144, 145, 146, 148 og 150, blandt hvilke neodym 142 har det højeste indhold. Med fødslen af ​​praseodymium opstod neodym. Ankomsten af ​​neodym aktiverede feltet for sjældne jordarter og spillede en vigtig rolle i det. Og påvirker markedet for sjældne jordarter.

Opdagelsen af ​​neodym

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), opdageren af ​​neodym

I 1885 opdagede den østrigske kemiker Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach neodym i Wien. Han adskilte neodym og praseodym fra symmetriske neodymmaterialer ved at adskille og krystallisere ammoniumnitrat-tetrahydrat fra salpetersyre, og samtidig adskilt ved spektralanalyse, men det blev først adskilt i en relativt ren form i 1925.

Siden 1950'erne blev neodym med høj renhed (over 99%) hovedsageligt opnået ved ionbytningsproces af monazit. Selve metallet opnås ved at elektrolysere dets halogenidsalt. På nuværende tidspunkt ekstraheres det meste neodym fra (Ce,La,Nd,Pr)CO3F i basta Nathanite og oprenses ved opløsningsmiddelekstraktion. Ionbytterrensningsreserver den højeste renhed (normalt > 99,99%) til forberedelse. Fordi det er vanskeligt at fjerne det sidste spor af praseodym i den æra, hvor fremstilling afhænger af trinkrystallisationsteknologi, har det tidlige neodymglas fremstillet i 1930'erne en renere lilla farve og en mere rød eller orange farvetone end den moderne version.

Neodym metal

Metallisk neodym har lys sølv metallisk glans, smeltepunkt på 1024°C, massefylde på 7,004 g/cm og paramagnetisme. Neodym er et af de mest aktive sjældne jordarters metaller, som hurtigt oxiderer og mørkner i luften, danner et oxidlag og derefter skaller af, hvilket udsætter metallet for yderligere oxidation. Derfor er neodymprøven med en størrelse på en centimeter fuldstændig oxideret inden for et år. Det reagerer langsomt i koldt vand og hurtigt i varmt vand.

Neodym elektronisk konfiguration

Elektronisk konfiguration:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4

Laserydelsen af ​​neodym er forårsaget af overgangen af ​​4f orbitale elektroner mellem forskellige energiniveauer. Dette lasermateriale er meget brugt i kommunikation, informationslagring, medicinsk behandling, bearbejdning osv. Blandt dem er yttrium aluminium granat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) meget udbredt med fremragende ydeevne, og Nd-dopet gadolinium scandium gallium granat med højere effektivitet.

Anvendelse af neodym

Den største bruger af neodym er NdFeB permanent magnet materiale. NdFeB-magnet kaldes "kongen af ​​permanente magneter" på grund af dets høje magnetiske energiprodukt. Det er meget udbredt i elektronik, maskiner og andre industrier for sin fremragende ydeevne. Francis Wall, en professor i anvendt minedrift ved Cumberland School of Mining, University of Exeter, UK, sagde: "Med hensyn til magneter er der virkelig intet, der kan konkurrere med neodym. Den vellykkede udvikling af Alpha Magnetic Spectrometer indikerer, at de magnetiske egenskaber af NdFeB-magneter i Kina er kommet ind på verdensklasseniveau.

Neodym magnet på harddisk

Neodymium kan bruges til at lave keramik, lyst lilla glas, kunstig rubin i laser og specialglas, som kan filtrere infrarøde stråler. Anvendes sammen med praseodym til fremstilling af beskyttelsesbriller til glaspustere.

Tilføjelse af 1,5% ~ 2,5% nano-neodymoxid til magnesium eller aluminiumslegering kan forbedre højtemperaturydelsen, lufttætheden og korrosionsbestandigheden af ​​legeringen, og den bruges i vid udstrækning som rumfartsmateriale til luftfart.

Nano-yttrium aluminium granat doteret med nano-neodymoxid producerer kortbølget laserstråle, som er meget udbredt til svejsning og skæring af tynde materialer med tykkelse under 10 mm i industrien.

Nd:YAG laserstang

I medicinsk behandling bruges nano yttrium aluminium granatlaser doteret med nano neodymoxid til at fjerne operationssår eller desinficere sår i stedet for operationsknive.

Neodymglas fremstilles ved at tilføje neodymoxid til glassmelte. Lavendel optræder normalt i neodymglas under sollys eller glødelamper, men lyseblå vises under lysstofrør. Neodymium kan bruges til at farve sarte nuancer af glas såsom ren violet, vinrød og varm grå.

neodym glas

Med udviklingen af ​​videnskab og teknologi og udvidelsen og udvidelsen af ​​sjældne jordarters videnskab og teknologi vil neodym have et bredere udnyttelsesrum