Elementi Magjik i Tokës së rrallë: "Mbreti i Magnetit të Përhershëm"-Neodymium

bastnasite

Neodymium, me numër atomik 60, peshë atomike 144,24, me përmbajtje 0,00239% në kore, ekziston kryesisht te monaziti dhe bastnaeziti. Ekzistojnë shtatë izotope të neodymiumit në natyrë: neodymium 142, 143, 144, 145, 146, 148 dhe 150, ndër të cilët neodymium 142 ka përmbajtjen më të lartë. Me lindjen e praseodymium, neodymium erdhi në ekzistencë. Ardhja e neodymiumit aktivizoi fushën e tokës së rrallë dhe luajti një rol të rëndësishëm në të. Dhe ndikon në tregun e tokës së rrallë.

Zbulimi i neodymiumit

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), zbuluesi i neodymiumit

Në 1885, kimisti austriak Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach zbuloi neodymium në Vjenë. Ai ndau neodymiumin dhe praseodymiumin nga materialet simetrike të neodymiumit duke ndarë dhe kristalizuar tetrahidratin e nitratit të amonit nga acidi nitrik dhe në të njëjtën kohë u nda me analizë spektrale, por ai nuk u nda në një formë relativisht të pastër deri në vitin 1925.

Që nga vitet 1950, neodymium me pastërti të lartë (mbi 99%) është marrë kryesisht nga procesi i shkëmbimit të joneve të monazitit. Vetë metali përftohet duke elektrolizuar kripën e tij halide. Aktualisht, pjesa më e madhe e neodymiumit nxirret nga (Ce,La,Nd,Pr)CO3F në basta Nathanite dhe pastrohet nga ekstraktimi me tretës. Pastrimi i shkëmbimit të joneve rezervon pastërtinë më të lartë (zakonisht > 99,99%) për përgatitje. Për shkak se është e vështirë të hiqet gjurmët e fundit të praseodymiumit në epokën kur prodhimi varet nga teknologjia e kristalizimit me hapa, xhami i hershëm i neodymiumit i prodhuar në vitet 1930 ka një ngjyrë vjollcë më të pastër. dhe një ton ngjyrash më të kuqe ose portokalli se versioni modern.

Metal neodymium

Neodymiumi metalik ka shkëlqim metalik të ndritshëm argjendi, pikë shkrirjeje 1024°C, dendësi 7.004 g/cm dhe paramagnetizëm. Neodymium është një nga metalet më aktive të tokës së rrallë, i cili oksidohet me shpejtësi dhe errësohet në ajër, më pas formon një shtresë oksidi dhe më pas qërohet, duke e ekspozuar metalin ndaj oksidimit të mëtejshëm. Prandaj, kampioni i neodymiumit me madhësi një centimetër oksidohet plotësisht brenda një viti. Reagon ngadalë në ujë të ftohtë dhe shpejt në ujë të nxehtë.

Konfigurimi elektronik neodymium

Konfigurimi elektronik:

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

Performanca me lazer e neodymiumit shkaktohet nga kalimi i elektroneve orbitale 4f midis niveleve të ndryshme të energjisë. Ky material lazer përdoret gjerësisht në komunikim, ruajtjen e informacionit, trajtimin mjekësor, përpunimin, etj. Midis tyre, graneti i aluminit ittrium Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) përdoret gjerësisht me performancë të shkëlqyer dhe gadolinium scandium galium i dopuar me granatë më të lartë. efikasiteti.

Aplikimi i neodymiumit

Përdoruesi më i madh i neodymiumit është materiali me magnet të përhershëm NdFeB. Magneti NdFeB quhet "mbreti i magneteve të përhershëm" për shkak të produktit të tij të lartë të energjisë magnetike. Përdoret gjerësisht në elektronikë, makineri dhe industri të tjera për performancën e tij të shkëlqyer. Francis Wall, një profesor i minierave të aplikuara në Cumberland School of Mining, University of Exeter, MB, tha: "Për sa i përket magneteve, nuk ka në të vërtetë asgjë që mund të konkurrojë me neodymiumin. Zhvillimi i suksesshëm i spektrometrit alfa magnetik tregon se vetitë magnetike e magneteve NdFeB në Kinë kanë hyrë në nivelin e klasit botëror.

Magnet neodymium në hard disk

Neodymium mund të përdoret për të bërë qeramikë, xhami të purpurt të ndezur, rubin artificial në lazer dhe xhami special që mund të filtrojë rrezet infra të kuqe. Përdoret së bashku me praseodymium për të bërë syze për ventilatorë xhami.

Shtimi i 1.5% ~ 2.5% nano oksidi i neodymiumit në magnez ose aliazh alumini mund të përmirësojë performancën e temperaturës së lartë, ngushtësinë e ajrit dhe rezistencën ndaj korrozionit të lidhjes, dhe përdoret gjerësisht si material i hapësirës ajrore për aviacionin.

Garnet alumini nano-ittriumi i ndotur me oksid nano-neodymium prodhon rreze lazer me valë të shkurtër, e cila përdoret gjerësisht për saldimin dhe prerjen e materialeve të holla me trashësi nën 10 mm në industri.

Shufra lazer Nd:YAG

Në trajtimin mjekësor, lazeri i granatës së aluminit nano ittriumi i dopuar me nano oksid neodymium përdoret për të hequr plagët kirurgjikale ose për të dezinfektuar plagët në vend të thikave kirurgjikale.

Xhami neodymium prodhohet duke shtuar oksid neodymium në shkrirjen e qelqit. Lavanda zakonisht shfaqet në xhami neodymium nën rrezet e diellit ose llambën inkandeshente, por bluja e lehtë shfaqet nën ndriçimin e llambës fluoreshente. Neodymium mund të përdoret për të ngjyrosur nuancat delikate të qelqit si vjollca e pastër, e kuqe e verës dhe grija e ngrohtë.

xhami neodymium

Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë dhe zgjerimin dhe shtrirjen e shkencës dhe teknologjisë së tokës së rrallë, neodymium do të ketë një hapësirë ​​më të gjerë përdorimi