ჯადოსნური იშვიათი დედამიწის ელემენტი: "მუდმივი მაგნიტის მეფე" - ნეოდიმი

ბასტნაზიტი

ნეოდიმი, ატომური ნომერი 60, ატომური წონა 144,24, ქერქში 0,00239% შემცველობით, ძირითადად გვხვდება მონაზიტში და ბასტნეზიტში. ბუნებაში ნეოდიმის შვიდი იზოტოპია: ნეოდიმი 142, 143, 144, 145, 146, 148 და 150, რომელთა შორის ყველაზე მაღალი შემცველობაა ნეოდიმი 142. პრასეოდიმიის დაბადებით წარმოიშვა ნეოდიმი. ნეოდიმის მოსვლამ გაააქტიურა იშვიათი დედამიწის ველი და მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა მასში. და გავლენას ახდენს იშვიათი დედამიწის ბაზარზე.

ნეოდიმის აღმოჩენა

კარლ ორვონ უელსბახი (1858-1929), ნეოდიმის აღმომჩენი.

1885 წელს ავსტრიელმა ქიმიკოსმა კარლ ორვონ უელსბახმა კარლ აუერ ფონ უელსბახმა აღმოაჩინა ნეოდიმი ვენაში. მან გამოყო ნეოდიმი და პრაზეოდიმი სიმეტრიული ნეოდიმი მასალებისგან ამონიუმის ნიტრატის ტეტრაჰიდრატის გამოყოფითა და კრისტალიზაციის გზით აზოტის მჟავისგან, და ამავე დროს გამოეყო სპექტრული ანალიზით, მაგრამ ის შედარებით სუფთა სახით არ იყო გამოყოფილი 1925 წლამდე.

1950-იანი წლებიდან მოყოლებული, მაღალი სისუფთავის ნეოდიმი (99%-ზე მეტი) ძირითადად მიიღება მონაზიტის იონური გაცვლის პროცესით. თავად ლითონი მიიღება მისი ჰალოგენური მარილის ელექტროლიზით. ამჟამად ნეოდიმის უმეტესი ნაწილი ამოღებულია (Ce,La,Nd,Pr)CO3F-დან ბასტა ნათანიტში და იწმინდება გამხსნელი ექსტრაქციის გზით. იონური გაცვლის გამწმენდი ინახავს ყველაზე მაღალ სისუფთავეს (ჩვეულებრივ > 99,99%) მომზადებისთვის. იმის გამო, რომ ძნელია პრაზეოდიმის ბოლო კვალის ამოღება იმ ეპოქაში, როდესაც წარმოება დამოკიდებულია ეტაპობრივი კრისტალიზაციის ტექნოლოგიაზე, ადრეული ნეოდიმის მინა, რომელიც წარმოებულია 1930-იან წლებში, აქვს უფრო სუფთა მეწამული ფერი. და უფრო წითელი ან ნარინჯისფერი ფერის ტონი, ვიდრე თანამედროვე ვერსია.

ნეოდიმი ლითონი

მეტალის ნეოდიმს აქვს ვერცხლისფერი მეტალის ბრწყინვალება, დნობის წერტილი 1024°C, სიმკვრივე 7,004 გ/სმ და პარამაგნიტიზმი. ნეოდიმი არის ერთ-ერთი ყველაზე აქტიური იშვიათი მიწიერი ლითონი, რომელიც სწრაფად იჟანგება და ბნელდება ჰაერში, შემდეგ აყალიბებს ოქსიდის ფენას და შემდეგ იშლება, რითაც ლითონს შემდგომი დაჟანგვა ექვემდებარება. ამიტომ ნეოდიმის ნიმუში ერთი სანტიმეტრის ზომით მთლიანად იჟანგება ერთი წლის განმავლობაში. ცივ წყალში ნელა რეაგირებს და ცხელ წყალში სწრაფად.

ნეოდიმის ელექტრონული კონფიგურაცია

ელექტრონული კონფიგურაცია:

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

ნეოდიმის ლაზერული მოქმედება გამოწვეულია 4f ორბიტალური ელექტრონების გადასვლით სხვადასხვა ენერგეტიკულ დონეებს შორის. ეს ლაზერული მასალა ფართოდ გამოიყენება კომუნიკაციაში, ინფორმაციის შესანახად, სამედიცინო მკურნალობაში, დამუშავებაში და ა.შ. მათ შორის, იტრიუმის ალუმინის ბროწეული Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) ფართოდ გამოიყენება შესანიშნავი შესრულებით და Nd-დოპირებული გადოლინიუმის სკანდიუმის გალიუმის ბროწეული უფრო მაღალი. ეფექტურობა.

ნეოდიმის გამოყენება

ნეოდიმის ყველაზე დიდი მომხმარებელია NdFeB მუდმივი მაგნიტის მასალა. NdFeB მაგნიტს უწოდებენ "მუდმივი მაგნიტების მეფეს" მაღალი მაგნიტური ენერგიის პროდუქტის გამო. იგი ფართოდ გამოიყენება ელექტრონიკაში, მანქანა-დანადგარებში და სხვა ინდუსტრიებში მისი შესანიშნავი შესრულებისთვის. ფრენსის უოლმა, გამოყენებითი მაინინგის პროფესორმა კუმბერლენდის სამთო სკოლის ექსეტერის უნივერსიტეტში, დიდი ბრიტანეთი, თქვა: "მაგნიტების თვალსაზრისით, ნამდვილად არაფერია, რაც კონკურენციას გაუწევს ნეოდიმს. ალფა მაგნიტური სპექტრომეტრის წარმატებული განვითარება მიუთითებს, რომ მაგნიტური თვისებები NdFeB მაგნიტები ჩინეთში შევიდა მსოფლიო დონის დონეზე.

ნეოდიმის მაგნიტი მყარ დისკზე

ნეოდიმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას კერამიკის, კაშკაშა მეწამული მინის, ხელოვნური ლალის ლაზერში და სპეციალური მინის დასამზადებლად, რომელსაც შეუძლია ინფრაწითელი სხივების გაფილტვრა. გამოიყენება პრასეოდიმთან ერთად შუშის სათვალეების დასამზადებლად.

მაგნიუმის ან ალუმინის შენადნობში 1.5%~2.5% ნანო ნეოდიმის ოქსიდის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს შენადნობის მაღალი ტემპერატურული მოქმედება, ჰაერგამტარობა და კოროზიის წინააღმდეგობა და ის ფართოდ გამოიყენება როგორც საჰაერო კოსმოსური მასალა ავიაციისთვის.

ნანო-იტრიუმის ალუმინის ბროწეული ნანო-ნეოდიმი ოქსიდით აწარმოებს მოკლე ტალღის ლაზერულ სხივს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში 10 მმ-ზე ნაკლები სისქის თხელი მასალების შესადუღებლად და ჭრისთვის.

Nd:YAG ლაზერული ჯოხი

სამედიცინო მკურნალობაში, ნანოიტრიუმის ალუმინის ბროწეულის ლაზერი, დოპირებული ნანონეოდიმის ოქსიდით, გამოიყენება ქირურგიული ჭრილობების მოსაშორებლად ან ჭრილობების დეზინფექციისთვის ქირურგიული დანების ნაცვლად.

ნეოდიმი მინა მზადდება მინის დნობისას ნეოდიმის ოქსიდის დამატებით. ლავანდა ჩვეულებრივ ჩნდება ნეოდიმის მინაში მზის ან ინკანდესენტური ნათურის ქვეშ, მაგრამ ღია ცისფერი ჩნდება ფლუორესცენტური ნათურის განათების ქვეშ. ნეოდიმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას შუშის დელიკატური ჩრდილების შესაღებად, როგორიცაა სუფთა იისფერი, ღვინის წითელი და თბილი ნაცრისფერი.

ნეოდიმი მინა

მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარებით და იშვიათი დედამიწის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების გაფართოებითა და გაფართოებით, ნეოდიმს ექნება უფრო ფართო გამოყენების სივრცე.