Adakah anda tahu? Unsur neodymium ditemui di Vienna pada tahun 1885 oleh Karl auer. Semasa belajar tetrahidrat ammonium dinitrate, ORR memisahkan neodymium danPraseodymiumdari campuran neodymium dan praseodymium melalui analisis spektroskopi. Untuk memperingati penemuiyttrium, ahli kimia Jerman Welsbach, Orr bernama Neodymium "Neodymium", berasal dari kata -kata Yunani" neos "yang bermaksud" baru "dan" didymos "yang bermaksud" kembar ".
Selepas Orr menemui elemenNeodymium, ahli kimia lain ragu -ragu terhadap penemuan itu. Walau bagaimanapun, pada tahun 1925, sampel tulen pertama logam dihasilkan. Pada tahun 1950 -an, Bahagian Kimia Lindsay
Menjalankan pemurnian komersil neodymium melalui kaedah pertukaran ion.
Untuk beberapa waktu selepas penemuan neodymium, ia tidak digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan sains dan teknologi, unsur neodymium telah mula digunakan dalam banyak bidang kerana sifat fizikal dan kimianya yang unik. Pada tahun 1930-an, neodymium komersial digunakan sebagai pewarna kaca, dan kaca neodymium digunakan untuk membuat kaca merah atau oren-hued.
Neodymiumtelah menarik banyak perhatian kerana sifat fizikal dan kimia yang unik. Terutamanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini, permohonanNeodymiumDalam banyak bidang terus berkembang, dan nilainya telah menjadi semakin menonjol. Jadi, apa yang unik mengenai Neodymium? Hari ini, marilah kita mendedahkan misteri Neodymium.
Bidang aplikasi elemen neodymium
1. Bahan Magnet: Aplikasi Neodymium yang paling biasa adalah dalam pembuatan magnet kekal. Khususnya, magnet boron besi neodymium (NDFEB) adalah antara yang paling kuat dikenalimagnet kekal. Magnet ini digunakan secara meluas untuk menukar dan menyimpan tenaga dalam peranti seperti motor, penjana, peralatan pengimejan resonans magnetik, pemacu keras, penceramah dan kenderaan elektrik.
2. Aloi Ndfeb: Selain digunakan dalam bahan magnet kekal, Neodymium juga digunakan untuk membuat aloi Ndfeb, yang merupakan struktur struktur yang tinggi, ringan yang digunakan untuk membuat enjin pesawat,bahagian kereta dan bahan prestasi tinggi yang lain. Permohonan kekuatan.
3. Neodymium-Iron Alloy: Neodymium juga boleh dialihkan dengan besi untuk membuat bahan magnet berprestasi tinggi, seperti dalam aplikasi motor dan penjana dalam kenderaan elektrik.
4. Rawatan Air: Sebatian Neodymium boleh digunakan dalam rawatan air, terutamanya untuk menghilangkan fosfat dalam air sisa yang disucikan. Ini mempunyai implikasi penting untuk perlindungan alam sekitar dan pengurusan sumber air.
5. Serbuk NDFEB: Neodymium memainkan peranan penting dalam pembuatan serbuk NDFEB, yang digunakan dalam pengeluaran magnet kekal.
6. Aplikasi Perubatan: Walaupun bukan kawasan aplikasi utama, Neodymium juga digunakan dalam beberapa peralatan perubatan, seperti mesin pengimejan resonans magnetik (MRI).
7. Sebatian Neodymium: Sebatian Neodymium juga digunakan dalam beberapa aloi dan pemangkin suhu tinggi.
Ciri -ciri magnet dan kimia yang unik Neodymium menjadikannya digunakan secara meluas dalam banyak bidang, terutamanya dalam sains elektronik, tenaga dan bahan.
Sifat fizikal neodymiumNeodymiumSimbol Kimia: Nd, Nombor Atom: 60. Ia adalah elemen nadir bumi dengan satu siri sifat fizikal yang unik. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada sifat fizikal Neodymium:
1. Ketumpatan: Ketumpatan neodymium adalah kira -kira 7.01 g/sentimeter padu. Ini menjadikannya lebih ringan daripada banyak elemen logam lain, tetapi masih agak padat.
2. Mata lebur dan mendidih: Titik lebur neodymium adalah kira -kira 1024 darjah Celcius (1875 darjah Fahrenheit), manakala titik mendidih adalah kira -kira 3074 darjah Celcius (5565 darjah Fahrenheit). Ini menunjukkan bahawa neodymium mempunyai titik lebur dan mendidih yang agak tinggi, menjadikannya stabil dalam persekitaran suhu tinggi.
3. Struktur Kristal: Neodymium akan mempamerkan struktur kristal yang berbeza pada suhu yang berbeza. Pada suhu bilik, ia mempunyai struktur yang paling hampir dengan heksagon, tetapi perubahan kepada struktur padu berpusatkan badan apabila suhu dinaikkan kepada kira-kira 863 darjah Celsius.
4. Magnetisme:Neodymiumadalah paramagnet pada suhu bilik, yang bermaksud ia tertarik kepada medan magnet luaran. Walau bagaimanapun, apabila disejukkan kepada suhu yang sangat rendah (kira -kira -253.2 darjah Celsius atau -423.8 darjah Fahrenheit), ia menjadi antiferromagnet, mempamerkan sifat -sifat bertentangan magnet biasa.
5. Kekonduksian elektrik: Neodymium adalah konduktor elektrik yang agak miskin, dengan kekonduksian elektrik yang rendah. Ini bermakna ia bukan konduktor elektrik yang baik dan tidak sesuai untuk aplikasi seperti wayar elektronik.
6. Kekonduksian terma: Neodymium juga mempunyai kekonduksian terma yang agak rendah, menjadikannya tidak sesuai untuk aplikasi kekonduksian terma.
7. Warna dan Luster: Neodymium adalah logam perak putih dengan kilau logam yang cerah.
8. Radioaktiviti: Semua unsur nadir bumi mempunyai beberapa radioaktiviti, tetapi neodymium sangat lemah radioaktif, jadi risiko radiasi kepada manusia sangat rendah.
Ciri-ciri fizikal neodymium menjadikannya berharga dalam aplikasi tertentu, terutamanya dalam pembuatan bahan ferromagnetik dan aloi suhu tinggi. Ciri -ciri paramagnet dan antiferromagnetnya juga menjadikannya penting dalam kajian bahan -bahan magnet dan bahan kuantum.
Sifat Kimia Neodymium
Neodymium(Simbol Kimia: ND) adalah elemen nadir bumi dengan satu siri sifat kimia khas. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada sifat kimia Neodymium:
1. Reaktiviti: Neodymium adalah jenis unsur -unsur nadir bumi yang agak aktif. Di udara, neodymium bertindak balas dengan cepat dengan oksigen untuk membentuk neodymium oksida. Ini menjadikan Neodymium tidak dapat mengekalkan permukaannya yang cerah pada suhu bilik dan akan mengoksida dengan cepat.
2. Kelarutan: Neodymium boleh dibubarkan dalam beberapa asid, seperti asid nitrik pekat (HNO3) dan asid hidroklorik pekat (HCl), tetapi kelarutannya dalam air adalah rendah.
3. Sebatian: Neodymium boleh membentuk pelbagai sebatian, biasanya dengan oksigen, halogen, sulfur dan unsur -unsur lain untuk membentuk sebatian, seperti oksida, sulfida, dll.
4. Negeri Pengoksidaan: Neodymium biasanya wujud dalam keadaan pengoksidaan +3, yang merupakan keadaan pengoksidaan yang paling stabil. Walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, keadaan pengoksidaan +2 juga boleh dibentuk.
5. Pembentukan aloi: Neodymium boleh membentuk aloi dengan unsur -unsur lain, terutamanya dengan logam seperti besi dan aluminium untuk membentuk aloi neodymium. Aloi ini sering mempunyai aplikasi penting dalam bahan magnet dan struktur.
6. Reaktiviti Kimia: Neodymium boleh berfungsi sebagai pemangkin atau mengambil bahagian dalam proses tindak balas dalam beberapa tindak balas kimia, terutamanya dalam bidang aloi suhu tinggi dan sains bahan.
7. Harta Pengoksidaan: Oleh kerana sifatnya yang agak aktif, neodymium boleh bertindak sebagai agen pengoksidaan dalam beberapa tindak balas kimia, menyebabkan bahan lain kehilangan elektron.
Ciri-ciri kimia Neodymium menjadikannya memainkan peranan penting dalam bidang aplikasi tertentu, terutamanya dalam bahan magnet, aloi suhu tinggi dan penyelidikan sains bahan.
Sifat Biologi Neodymium
Penggunaan neodymium dalam bidang bioperubatan agak terhad kerana ia bukan unsur yang diperlukan dalam organisma hidup dan radioaktivitasnya lemah, menjadikannya tidak sesuai untuk pengimejan ubat nuklear. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa bidang penyelidikan dan aplikasi yang melibatkan neodymium. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada sifat bioperubatan Neodymium:
1. Ejen kontras resonans magnetik (MRI): Walaupun bukan agen kontras klinikal yang biasa digunakan, neodymium boleh digunakan menyediakan agen kontras MRI. Menggabungkan ion neodymium ke dalam struktur molekul tertentu dapat meningkatkan kontras imej MRI, menjadikan tisu atau luka tertentu lebih mudah untuk diperhatikan. Aplikasi ini masih dalam peringkat penyelidikan tetapi mempunyai potensi untuk pengimejan bioperubatan.
2 Nanopartikel Neodymium: Penyelidik telah membangunkan nanopartikel berasaskan neodymium yang boleh digunakan untuk penghantaran dadah dan rawatan kanser. Nanopartikel ini boleh diperkenalkan ke dalam badan dan kemudian melepaskan ubat dalam sel penerima atau melakukan rawatan seperti terapi haba. Ciri -ciri magnet zarah -zarah ini juga boleh digunakan untuk membimbing dan memantau kursus rawatan.
3. Rawatan Tumor: Walaupun bukan rawatan langsung, penyelidikan menunjukkan bahawa magnet neodymium boleh digunakan bersamaan dengan rawatan lain, seperti terapi haba magnet. Dalam kaedah ini, zarah magnet neodymium diperkenalkan ke dalam badan dan kemudian dipanaskan di bawah pengaruh medan magnet luaran untuk memusnahkan sel -sel tumor. Ini adalah rawatan eksperimen dan masih dikaji.
4. Alat Penyelidikan: Beberapa sebatian unsur neodymium boleh digunakan sebagai alat eksperimen dalam penyelidikan bioperubatan, seperti dalam kajian biologi sel dan molekul. Sebatian ini biasanya digunakan untuk mengkaji kawasan seperti penghantaran dadah, bioanalisis, dan pencitraan molekul.
Harus diingat bahawa penggunaan neodymium dalam bidang bioperubatan agak baru dan masih dalam pembangunan dan penyelidikan yang berterusan. Aplikasinya terhad oleh sifat nadir bumi dan radioaktifnya dan memerlukan pertimbangan yang teliti. Apabila menggunakan Neodymium atau sebatiannya, garis panduan keselamatan dan etika mesti diikuti untuk memastikan bahawa mereka tidak mempunyai kesan negatif terhadap manusia dan alam sekitar.
Pengagihan semula jadi neodymium
Neodymium adalah elemen nadir bumi yang agak diedarkan secara meluas. Berikut adalah pengenalan terperinci kepada pengedaran neodymium:
1. Kewujudan di kerak bumi: Neodymium adalah salah satu unsur -unsur nadir bumi yang terdapat di kerak bumi, dan kelimpahannya adalah kira -kira 38 mg/kg. Ini menjadikan Neodymium agak banyak di kerak bumi, kedudukan kedua di antara unsur -unsur nadir bumi, selepas cerium. Neodymium berlaku dalam kelimpahan yang lebih tinggi daripada beberapa logam biasa seperti tungsten, plumbum dan timah.
2. Dalam mineral nadir bumi: Neodymium biasanya tidak wujud dalam bentuk unsur -unsur bebas, tetapi dalam bentuk sebatian dalam mineral nadir bumi. Neodymium terkandung dalam beberapa bijih nadir bumi seperti monazit dan bastnäsite. Neodymium dalam bijih ini boleh dipisahkan melalui proses peleburan dan pengekstrakan untuk aplikasi komersial.
3. Dalam deposit logam berharga: Neodymium kadang -kadang boleh didapati dalam beberapa deposit logam berharga, seperti deposit emas, perak, tembaga dan uranium. Walau bagaimanapun, ia biasanya terdapat dalam jumlah yang agak kecil.
4. Air laut: Walaupun neodymium wujud dalam air laut, kepekatannya sangat rendah, biasanya hanya dalam tahap mikrogram/liter. Oleh itu, pengekstrakan neodymium dari air laut secara amnya bukan kaedah yang berdaya maju dari segi ekonomi.
Neodymium mempunyai kelimpahan tertentu di kerak bumi, tetapi ia kebanyakannya terdapat di mineral nadir bumi. Mengekstrak dan mengasingkan Neodymium sering memerlukan proses peleburan dan penapisan yang kompleks untuk memenuhi keperluan aplikasi komersial dan perindustrian. Unsur -unsur nadir bumi seperti Neodymium memainkan peranan penting dalam teknologi moden dan industri, jadi penyelidikan dan pengurusan bekalan dan pengedaran mereka adalah penting.
Perlombongan, Pengekstrakan dan Peleburan Neodymium
Perlombongan dan pengeluaran neodymium adalah proses yang kompleks yang biasanya melibatkan langkah -langkah berikut:
1. Perlombongan deposit nadir bumi: Neodymium terutamanya ditemui di bijih nadir bumi, seperti monazit dan bastnäsite. Perlombongan Rade Earth Ores adalah langkah pertama dalam pengeluaran Neodymium. Ini melibatkan prospek geologi, perlombongan, penggalian dan pengekstrakan bijih.
2. Pemprosesan bijih: Sebaik sahaja bijih perlombongan diekstrak, ia perlu melalui satu siri langkah pemprosesan fizikal dan kimia untuk memisahkan dan mengekstrak unsur -unsur nadir bumi, termasuk neodymium. Langkah -langkah rawatan ini boleh termasuk kominusi, pengisaran, pengapungan, larutan asid dan pembubaran.
3. Pemisahan dan pengekstrakan neodymium: Selepas pemprosesan bijih, buburan yang mengandungi unsur -unsur nadir bumi biasanya memerlukan pemisahan dan pengekstrakan selanjutnya. Ini biasanya melibatkan kaedah pemisahan kimia seperti pengekstrakan pelarut atau pertukaran ion. Kaedah ini membolehkan unsur -unsur nadir bumi yang berbeza secara beransur -ansur dipisahkan.
4 Penapisan Neodymium: Sekali neodymium diasingkan, ia biasanya menjalani proses penapisan selanjutnya untuk menghilangkan kekotoran dan meningkatkan kesucian. Ini termasuk kaedah seperti pengekstrakan pelarut, pengurangan dan elektrolisis.
5. Penyediaan aloi: Sesetengah aplikasi neodymium memerlukan aloi dengan unsur-unsur logam lain, seperti besi, boron dan aluminium, untuk menyediakan aloi neodymium untuk membuat bahan magnet atau aloi suhu tinggi.
6. Penyediaan Produk: Unsur -unsur Neodymium boleh digunakan untuk menyediakan pelbagai produk, seperti magnet, magnet kekal, agen kontras resonans magnetik, nanopartikel, dan lain -lain. Produk ini boleh digunakan dalam bidang sains elektronik, perubatan, tenaga dan bahan.
Adalah penting untuk diperhatikan bahawa perlombongan dan pengeluaran unsur -unsur nadir bumi adalah proses yang kompleks yang sering memerlukan standard alam sekitar dan keselamatan yang ketat. Di samping itu, rantaian bekalan perlombongan dan pengeluaran unsur nadir bumi juga dipengaruhi oleh geopolitik dan turun naik pasaran, jadi pengeluaran dan bekalan unsur -unsur nadir bumi telah menarik perhatian antarabangsa.
Kaedah pengesanan elemen neodymium
1. Spektrometri penyerapan atom (AAS): Spektrometri penyerapan atom adalah kaedah analisis kuantitatif yang biasa digunakan, sesuai untuk mengukur kandungan unsur -unsur logam. Dengan menukar sampel untuk diukur ke dalam atom tunggal atau ion, menyinari sampel dengan sumber cahaya panjang gelombang tertentu dan mengukur penyerapan cahaya, kandungan elemen logam dalam sampel dapat ditentukan. AAS mempunyai kelebihan kepekaan yang tinggi, selektiviti yang baik dan operasi mudah.
2. Kaedah pengimbasan spektrum: Kaedah pengimbasan spektrum menentukan kandungan elemen dengan mengukur penyerapan atau pelepasan cahaya pada panjang gelombang yang berlainan sampel. Kaedah pengimbasan spektrum yang biasa digunakan termasuk spektroskopi penyerapan ultraviolet-kelihatan (UV-VIS), spektroskopi pendarfluor, dan spektroskopi pelepasan atom (AES). Kaedah ini dapat mengukur kandungan neodymium dalam sampel dengan memilih panjang gelombang yang sesuai dan mengawal parameter instrumen.
3. Spektrometri pendarfluor sinar-X (XRF): Spektrometri pendarfluor sinar-X adalah kaedah analisis yang tidak merosakkan yang sesuai untuk mengukur kandungan unsur dalam pepejal, cecair dan gas. Kaedah ini menentukan kandungan unsur-unsur dengan memancarkan radiasi pendarfluor ciri selepas sampel teruja dengan X-ray, dan mengukur kedudukan puncak dan intensiti spektrum pendarfluor. XRF mempunyai kelebihan pengukuran cepat, sensitif dan serentak pelbagai elemen.
4. Spektrometri massa plasma yang ditambah secara induktif (ICP-MS): ICP-MS adalah kaedah analisis yang sangat sensitif yang sesuai untuk mengukur unsur jejak dan ultra-jejak. Kaedah ini menentukan kandungan elemen dengan menukar sampel untuk diukur ke dalam ion yang dikenakan, menggunakan plasma suhu tinggi yang dihasilkan oleh plasma yang digabungkan secara induktif untuk mengionkan sampel, dan kemudian menggunakan spektrometer massa untuk analisis massa. ICP-MS mempunyai kepekaan, selektiviti yang sangat tinggi dan keupayaan untuk mengukur pelbagai elemen secara serentak.
5. Spektrometri pelepasan optik plasma secara induktif (ICP-OES): Prinsip kerja ICP-OES adalah menggunakan atom dan ion keadaan yang teruja dalam plasma suhu tinggi yang dihasilkan oleh plasma yang digabungkan secara induktif (ICP) kepada peralihan dan memancarkan garis spektral spesifik. . Kerana setiap elemen mempunyai garis spektrum yang berbeza, unsur -unsur dalam sampel dapat ditentukan dengan mengukur garis spektrum ini
Kaedah pengesanan ini boleh dipilih seperti yang diperlukan, bergantung kepada jenis sampel, kepekaan pengesanan yang diperlukan dan keadaan analisis. Dalam aplikasi praktikal, kaedah yang paling sesuai boleh dipilih untuk menentukan kandungan praseodymium berdasarkan keperluan penyelidikan atau perindustrian.
Penggunaan khusus kaedah penyerapan atom untuk mengukur elemen neodymium
Dalam pengukuran elemen, kaedah penyerapan atom mempunyai ketepatan dan kepekaan yang tinggi, menyediakan cara yang berkesan untuk mengkaji sifat kimia, komposisi kompaun dan kandungan elemen.
Seterusnya, kami menggunakan penyerapan atom untuk mengukur jumlah neodymium. Langkah -langkah tertentu adalah seperti berikut:
Sediakan sampel untuk diuji. Untuk menyediakan sampel untuk diukur ke dalam larutan, biasanya perlu menggunakan asid campuran untuk pencernaan untuk memudahkan pengukuran berikutnya.
Pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai. Pilih spektrometer penyerapan atom yang sesuai berdasarkan sifat sampel yang akan diukur dan julat kandungan neodymium yang perlu diukur.
Laraskan parameter spektrometer penyerapan atom. Menurut elemen yang akan diukur dan model instrumen, laraskan parameter spektrometer penyerapan atom, termasuk sumber cahaya, pengabut, pengesan, dll.
Ukur penyerapan neodymium. Sampel yang akan diuji diletakkan di dalam pengabut, dan radiasi cahaya panjang gelombang tertentu dipancarkan melalui sumber cahaya. Unsur neodymium yang akan diukur akan menyerap radiasi cahaya ini dan menghasilkan peralihan tahap tenaga. Penyerapan neodymium diukur dengan pengesan. Mengadakan kandungan neodymium. Berdasarkan penyerapan dan lengkung standard, kandungan elemen neodymium dikira.
Melalui kandungan di atas, kita dapat memahami dengan jelas kepentingan dan keunikan neodymium. Sebagai salah satu elemen nadir bumi, Neodymium mempunyai sifat fizikal dan kimia yang unik, yang menjadikannya digunakan secara meluas dalam sains dan teknologi moden. Dari bahan magnet ke instrumen optik, dari pemangkinan ke aeroangkasa, neodymium memainkan peranan utama. Walaupun masih banyak yang tidak diketahui tentang pemahaman dan aplikasi Neodymium, dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, kami mempunyai alasan untuk mempercayai bahawa kami akan dapat memahami Neodymium lebih mendalam di masa depan dan menggunakan sifat uniknya untuk membawa manfaat kepada pembangunan masyarakat manusia. Datang ke lebih banyak peluang dan berkat.
Masa Post: Dec-10-2024