जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: "स्थायी चुंबक का राजा"-नियोडिमियम

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नियोडिमियम, परमाणु संख्या 60, परमाणु भार 144.24, क्रस्ट में 0.00239% की सामग्री के साथ, मुख्य रूप से मोनाजाइट और बास्टनेसाइट में मौजूद है। प्रकृति में नियोडिमियम के सात समस्थानिक हैं: नियोडिमियम 142, 143, 144, 145, 146, 148 और 150, जिनमें से नियोडिमियम 142 की सामग्री सबसे अधिक है। प्रेज़ियोडिमियम के जन्म के साथ, नियोडिमियम अस्तित्व में आया। नियोडिमियम के आगमन ने दुर्लभ पृथ्वी क्षेत्र को सक्रिय किया और इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। और दुर्लभ पृथ्वी बाजार को प्रभावित किया।

नियोडिमियम की खोज

नियोडिमियम के खोजकर्ता कार्ल ऑरवॉन वेल्सबैक (1858-1929)।

1885 में, ऑस्ट्रियाई रसायनज्ञ कार्ल ऑरवॉन वेल्सबैक कार्ल एउर वॉन वेल्सबैक ने वियना में नियोडिमियम की खोज की। उन्होंने नाइट्रिक एसिड से अमोनियम नाइट्रेट टेट्राहाइड्रेट को अलग और क्रिस्टलीकृत करके सममित नियोडिमियम सामग्री से नियोडिमियम और प्रेसियोडिमियम को अलग किया, और साथ ही वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा अलग किया गया, लेकिन इसे 1925 तक अपेक्षाकृत शुद्ध रूप में अलग नहीं किया गया था।

1950 के दशक से, उच्च शुद्धता वाला नियोडिमियम (99% से अधिक) मुख्य रूप से मोनाजाइट की आयन एक्सचेंज प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया था। धातु स्वयं इसके हैलाइड नमक का विद्युत अपघटन करके प्राप्त की जाती है। वर्तमान में, अधिकांश नियोडिमियम को बस्ता नाथनाइट में (Ce,La,Nd,Pr)CO3F से निकाला जाता है और विलायक निष्कर्षण द्वारा शुद्ध किया जाता है। आयन एक्सचेंज शुद्धिकरण तैयारी के लिए उच्चतम शुद्धता (आमतौर पर> 99.99%) को आरक्षित करता है। क्योंकि उस युग में प्रेसियोडिमियम के अंतिम निशान को हटाना मुश्किल है जब विनिर्माण चरण क्रिस्टलीकरण तकनीक पर निर्भर करता है, 1930 के दशक में निर्मित प्रारंभिक नियोडिमियम ग्लास में शुद्ध बैंगनी रंग होता है और आधुनिक संस्करण की तुलना में अधिक लाल या नारंगी रंग का टोन।

नियोडिमियम धातु

धात्विक नियोडिमियम में चमकदार चांदी धात्विक चमक, 1024°C का गलनांक, 7.004 ग्राम/सेमी घनत्व और अनुचुम्बकत्व होता है। नियोडिमियम सबसे सक्रिय दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में से एक है, जो हवा में तेजी से ऑक्सीकरण और काला हो जाता है, फिर एक ऑक्साइड परत बनाता है और फिर छील जाता है, जिससे धातु आगे ऑक्सीकरण के लिए उजागर हो जाती है। इसलिए, एक सेंटीमीटर आकार वाला नियोडिमियम नमूना एक वर्ष के भीतर पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाता है। यह ठंडे पानी में धीरे-धीरे और गर्म पानी में तेजी से प्रतिक्रिया करता है।

नियोडिमियम इलेक्ट्रॉनिक विन्यास

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास:

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

नियोडिमियम का लेज़र प्रदर्शन विभिन्न ऊर्जा स्तरों के बीच 4f कक्षीय इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के कारण होता है। इस लेजर सामग्री का व्यापक रूप से संचार, सूचना भंडारण, चिकित्सा उपचार, मशीनिंग आदि में उपयोग किया जाता है। उनमें से, यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) का व्यापक रूप से उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ उपयोग किया जाता है, और एनडी-डोप्ड गैडोलीनियम स्कैंडियम गैलियम गार्नेट का उच्च प्रदर्शन के साथ उपयोग किया जाता है। क्षमता।

नियोडिमियम का अनुप्रयोग

नियोडिमियम का सबसे बड़ा उपयोगकर्ता NdFeB स्थायी चुंबक सामग्री है। NdFeB चुंबक को इसके उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पाद के कारण "स्थायी चुंबकों का राजा" कहा जाता है। इसके उत्कृष्ट प्रदर्शन के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स, मशीनरी और अन्य उद्योगों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यूके के एक्सेटर विश्वविद्यालय के कंबरलैंड स्कूल ऑफ माइनिंग में एप्लाइड माइनिंग के प्रोफेसर फ्रांसिस वॉल ने कहा: "चुंबक के संदर्भ में, वास्तव में ऐसा कुछ भी नहीं है जो नियोडिमियम से प्रतिस्पर्धा कर सके। अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर का सफल विकास इंगित करता है कि चुंबकीय गुण चीन में NdFeB मैग्नेट विश्व स्तरीय स्तर में प्रवेश कर चुके हैं।

हार्ड डिस्क पर नियोडिमियम चुंबक

नियोडिमियम का उपयोग सिरेमिक, चमकीले बैंगनी कांच, लेजर में कृत्रिम रूबी और विशेष ग्लास बनाने के लिए किया जा सकता है जो अवरक्त किरणों को फ़िल्टर कर सकता है। ग्लास ब्लोअर के लिए चश्मा बनाने के लिए प्रेसियोडायमियम के साथ मिलकर उपयोग किया जाता है।

मैग्नीशियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु में 1.5% ~ 2.5% नैनो नियोडिमियम ऑक्साइड जोड़ने से मिश्र धातु के उच्च तापमान प्रदर्शन, वायु जकड़न और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार हो सकता है, और इसका व्यापक रूप से विमानन के लिए एयरोस्पेस सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

नैनो-यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट को नैनो-नियोडिमियम ऑक्साइड के साथ मिलाए जाने पर शॉर्ट-वेव लेजर बीम का उत्पादन होता है, जिसका उपयोग उद्योग में 10 मिमी से कम मोटाई वाली पतली सामग्री को वेल्डिंग और काटने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

एनडी: YAG लेजर रॉड

चिकित्सा उपचार में, सर्जिकल घावों को हटाने या सर्जिकल चाकू के बजाय घावों को कीटाणुरहित करने के लिए नैनो नियोडिमियम ऑक्साइड के साथ डोप किए गए नैनो येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट लेजर का उपयोग किया जाता है।

नियोडिमियम ग्लास ग्लास पिघल में नियोडिमियम ऑक्साइड मिलाकर बनाया जाता है। लैवेंडर आमतौर पर सूर्य के प्रकाश या गरमागरम लैंप के नीचे नियोडिमियम ग्लास में दिखाई देता है, लेकिन फ्लोरोसेंट लैंप की रोशनी में हल्का नीला दिखाई देता है। नियोडिमियम का उपयोग कांच के नाजुक रंगों जैसे शुद्ध बैंगनी, वाइन लाल और गर्म ग्रे को रंगने के लिए किया जा सकता है।

नियोडिमियम ग्लास

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास और दुर्लभ पृथ्वी विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विस्तार और विस्तार के साथ, नियोडिमियम के पास व्यापक उपयोग स्थान होगा