Element Magic Rare Earth: „Regele Magnetului Permanent”-Neodim

bastnasite

Neodim, număr atomic 60, greutate atomică 144,24, cu un conținut de 0,00239% în crustă, există în principal în monazit și bastnaezit. Există șapte izotopi ai neodimului în natură: neodim 142, 143, 144, 145, 146, 148 și 150, dintre care neodimul 142 are cel mai mare conținut. Odată cu nașterea praseodimului, neodimul a luat ființă. Sosirea neodimului a activat câmpul pământurilor rare și a jucat un rol important în acesta. Și influențează piața pământurilor rare.

Descoperirea neodimului

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), descoperitorul neodimului

În 1885, chimistul austriac Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach a descoperit neodimul la Viena. El a separat neodimul și praseodimul de materialele simetrice de neodim prin separarea și cristalizarea azotatului de amoniu tetrahidrat de acidul azotic și, în același timp, separat prin analiză spectrală, dar nu a fost separat într-o formă relativ pură până în 1925.

Din anii 1950, neodimul de înaltă puritate (peste 99%) a fost obținut în principal prin procesul de schimb ionic al monazitului. Metalul în sine este obținut prin electrolizarea sării sale halogenuri. În prezent, majoritatea neodimului este extras din (Ce,La,Nd,Pr)CO3F în basta Nathanite și purificat prin extracție cu solvent. Purificarea prin schimb ionic rezervă cea mai mare puritate (de obicei > 99,99%) pentru preparare. Deoarece este dificil să se îndepărteze ultima urmă de praseodim în epoca în care fabricarea depinde de tehnologia de cristalizare în trepte, sticla timpurie cu neodim fabricată în anii 1930 are o culoare violet mai pură. și un ton de culoare mai roșu sau portocaliu decât versiunea modernă.

Neodim metal

Neodimul metalic are luciu metalic argintiu strălucitor, punct de topire de 1024°C, densitate de 7,004 g/cm și paramagnetism. Neodimul este unul dintre cele mai active metale pământuri rare, care se oxidează și se întunecă rapid în aer, apoi formează un strat de oxid și apoi se desprinde, expunând metalul la oxidare ulterioară. Prin urmare, proba de neodim cu o dimensiune de un centimetru este complet oxidată în decurs de un an. Reactioneaza lent in apa rece si rapid in apa fierbinte.

Configurație electronică neodim

Configuratie electronica:

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

Performanța laserului neodimului este cauzată de tranziția electronilor orbitali 4f între diferite niveluri de energie. Acest material laser este utilizat pe scară largă în comunicare, stocare de informații, tratament medical, prelucrare, etc. Printre acestea, granatul de ytriu aluminiu Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) este utilizat pe scară largă cu performanțe excelente, iar granatul de galiu gadoliniu scandiu dopat cu Nd cu mai mare. eficienţă.

Aplicarea neodimului

Cel mai mare utilizator de neodim este materialul cu magnet permanent NdFeB. Magnetul NdFeB este numit „regele magneților permanenți” datorită produsului său de energie magnetică ridicată. Este utilizat pe scară largă în electronice, mașini și alte industrii pentru performanța sa excelentă. Francis Wall, profesor de minerit aplicat la Cumberland School of Mining, Universitatea din Exeter, Marea Britanie, a declarat: „În ceea ce privește magneții, nu există cu adevărat nimic care să poată concura cu neodimul. Dezvoltarea cu succes a spectrometrului magnetic alfa indică faptul că proprietățile magnetice. de magneți NdFeB din China au intrat la nivel de clasă mondială.

Magnet de neodim pe hard disk

Neodimul poate fi folosit pentru a face ceramică, sticlă violet strălucitor, rubin artificial în laser și sticlă specială care poate filtra razele infraroșii. Folosit împreună cu praseodimiul pentru a face ochelari de protecție pentru suflante de sticlă.

Adăugarea a 1,5% ~ 2,5% nano oxid de neodim în aliajul de magneziu sau aluminiu poate îmbunătăți performanța la temperaturi ridicate, etanșeitatea la aer și rezistența la coroziune a aliajului și este utilizat pe scară largă ca material aerospațial pentru aviație.

Granatul de aluminiu nano-ittriu dopat cu oxid de nano-neodim produce fascicul laser cu unde scurte, care este utilizat pe scară largă pentru sudarea și tăierea materialelor subțiri cu grosimea sub 10 mm în industrie.

Tija laser Nd:YAG

În tratamentul medical, laserul granat nano ytriu aluminiu dopat cu nano oxid de neodim este utilizat pentru a îndepărta rănile chirurgicale sau pentru a dezinfecta rănile în locul cuțitelor chirurgicale.

Sticla de neodim este realizată prin adăugarea de oxid de neodim în sticla topită. Lavanda apare de obicei în sticlă de neodim sub lumina soarelui sau lampa incandescentă, dar albastrul deschis apare sub iluminarea lămpii fluorescente. Neodimul poate fi folosit pentru a colora nuanțe delicate de sticlă, cum ar fi violet pur, roșu vin și gri cald.

sticla de neodim

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei și extinderea și extinderea științei și tehnologiei pământurilor rare, neodimul va avea un spațiu de utilizare mai larg