Магични елемент ретке земље: "Краљ сталног магнета"-неодимијум

бастнасите

Неодимијум, атомски број 60, атомска тежина 144,24, са садржајем од 0,00239% у кори, углавном постоји у моназиту и бастнезиту. У природи постоји седам изотопа неодимијума: неодимијум 142, 143, 144, 145, 146, 148 и 150, међу којима неодимијум 142 има највећи садржај. Са рођењем празеодима, настао је неодимијум. Долазак неодимијума активирао је поље ретких земаља и одиграо важну улогу у њему. И утиче на тржиште ретких земаља.

Откриће неодимијума

Карл Орвон Велсбах (1858-1929), откривач неодимијума

Године 1885. аустријски хемичар Карл Орвон Велсбах Карл Ауер фон Велсбах открио је неодимијум у Бечу. Одвојио је неодимијум и празеодимијум од симетричних неодимијумских материјала одвајањем и кристализацијом амонијум нитрата тетрахидрата из азотне киселине, а истовремено их је раздвојио спектралном анализом, али је у релативно чистом облику издвојен тек 1925. године.

Од 1950-их неодимијум високе чистоће (преко 99%) се углавном добија поступком јонске размене моназита. Сам метал се добија електролизом његове халогенидне соли. Тренутно се већина неодимијума екстрахује из (Це,Ла,Нд,Пр)ЦО3Ф у баста натаниту и пречишћава екстракцијом растварачем. Пречишћавање јонске размене резервише ту највећу чистоћу (обично > 99,99%) за припрему. Пошто је тешко уклонити последњи траг празеодимијума у ​​ери када производња зависи од технологије степена кристализације, рано неодимијумско стакло произведено 1930-их има чистију љубичасту боју и више црвене или наранџасте боје од модерне верзије.

Неодимијум метал

Метални неодимијум има светло сребрни метални сјај, тачку топљења од 1024°Ц, густину од 7,004 г/цм и парамагнетизам. Неодимијум је један од најактивнијих метала ретких земаља, који брзо оксидира и тамни на ваздуху, затим формира оксидни слој и затим се љушти, излажући метал даљој оксидацији. Дакле, узорак неодимијума величине једног центиметра потпуно се оксидира у року од једне године. У хладној води споро реагује, а у врућој брзо.

Електронска конфигурација неодимијума

Електронска конфигурација:

1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п6 6с2 4ф4

Ласерски учинак неодимијума је узрокован прелазом 4ф орбиталних електрона између различитих енергетских нивоа. Овај ласерски материјал се широко користи у комуникацији, складиштењу информација, медицинском третману, машинској обради итд. Међу њима, итријум алуминијум гранат И3Ал5О12:Нд(ИАГ:Нд) се широко користи са одличним перформансама, а Нд-допирани гадолинијум скандијум галијум гранат са вишим ефикасност.

Примена неодимијума

Највећи корисник неодимијума је НдФеБ трајни магнетни материјал. НдФеБ магнет се назива "краљ трајних магнета" због свог производа високе магнетне енергије. Широко се користи у електроници, машинама и другим индустријама због својих одличних перформанси. Францис Валл, професор примењеног рударства на Цумберланд Сцхоол оф Мининг, Универзитет у Ексетеру, Велика Британија, рекао је: „У смислу магнета, заиста не постоји ништа што би могло да се такмичи са неодимијумом. Успешан развој Алфа магнетног спектрометра указује да су магнетна својства НдФеБ магнета у Кини су ушли на ниво светске класе.

Неодимијумски магнет на чврстом диску

Неодимијум се може користити за израду керамике, светло љубичастог стакла, вештачког рубина у ласеру и специјалног стакла које може да филтрира инфрацрвене зраке. Користи се заједно са празеодимијумом за прављење наочара за дуваче стакла.

Додавање 1,5% ~ 2,5% нано неодимијум оксида у легуру магнезијума или алуминијума може побољшати перформансе високе температуре, непропусност и отпорност на корозију легуре, а широко се користи као ваздухопловни материјал за авијацију.

Нано-итријум алуминијумски гранат допиран нано-неодимијум оксидом производи краткоталасни ласерски сноп, који се широко користи за заваривање и сечење танких материјала дебљине испод 10 мм у индустрији.

Нд:ИАГ ласерски штап

У медицинском лечењу, наноитријум алуминијум гранат ласер допиран нано неодимијум оксидом се користи за уклањање хируршких рана или дезинфекцију рана уместо хируршких ножева.

Неодимијумско стакло се прави додавањем неодимијум оксида у стаклену талину. Лаванда се обично појављује у неодимијумском стаклу под сунчевом светлошћу или лампом са жарном нити, али светло плава се појављује под осветљењем флуоресцентне лампе. Неодимијум се може користити за бојење деликатних нијанси стакла као што су чиста љубичаста, винско црвена и топла сива.

неодимијумско стакло

Са развојем науке и технологије и ширењем и проширењем науке и технологије ретких земаља, неодимијум ће имати шири простор за коришћење