మేజిక్ రేర్ ఎర్త్ ఎలిమెంట్: "కింగ్ ఆఫ్ పర్మనెంట్ మాగ్నెట్"-నియోడైమియం

bastnasite

నియోడైమియం, పరమాణు సంఖ్య 60, పరమాణు బరువు 144.24, క్రస్ట్‌లో 0.00239% కంటెంట్‌తో, ప్రధానంగా మోనాజైట్ మరియు బాస్ట్‌నేసైట్‌లో ఉంది. ప్రకృతిలో నియోడైమియం యొక్క ఏడు ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి: నియోడైమియం 142, 143, 144, 145, 146, 148 మరియు 150, వీటిలో నియోడైమియం 142 అత్యధిక కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంది. ప్రాసోడైమియం పుట్టుకతో, నియోడైమియం ఉనికిలోకి వచ్చింది. నియోడైమియం రాక అరుదైన ఎర్త్ ఫీల్డ్‌ను సక్రియం చేసింది మరియు అందులో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించింది. మరియు అరుదైన ఎర్త్ మార్కెట్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది.

నియోడైమియం యొక్క ఆవిష్కరణ

కార్ల్ ఓర్వాన్ వెల్స్‌బాచ్ (1858-1929), నియోడైమియంను కనుగొన్నారు

1885లో, ఆస్ట్రియన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త కార్ల్ ఓర్వాన్ వెల్స్‌బాచ్ వియన్నాలో నియోడైమియంను కనుగొన్నాడు. అతను నైట్రిక్ యాసిడ్ నుండి అమ్మోనియం నైట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్‌ను వేరు చేయడం మరియు స్ఫటికీకరించడం ద్వారా సిమెట్రిక్ నియోడైమియం పదార్థాల నుండి నియోడైమియం మరియు ప్రాసోడైమియమ్‌లను వేరు చేశాడు మరియు అదే సమయంలో స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ ద్వారా వేరు చేశాడు, అయితే ఇది 1925 వరకు సాపేక్షంగా స్వచ్ఛమైన రూపంలో వేరు చేయబడలేదు.

1950ల నుండి, అధిక స్వచ్ఛత నియోడైమియం (99% పైగా) ప్రధానంగా మోనాజైట్ యొక్క అయాన్ మార్పిడి ప్రక్రియ ద్వారా పొందబడింది. లోహం దాని హాలైడ్ ఉప్పును విద్యుద్విశ్లేషణ చేయడం ద్వారా పొందబడుతుంది. ప్రస్తుతం, చాలా నియోడైమియం బస్తా నాథనైట్‌లోని (Ce,La,Nd,Pr)CO3F నుండి సంగ్రహించబడుతుంది మరియు ద్రావకం వెలికితీత ద్వారా శుద్ధి చేయబడుతుంది. అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ ప్యూరిఫికేషన్ తయారీకి అత్యధిక స్వచ్ఛత (సాధారణంగా > 99.99%) ఉంటుంది. తయారీ దశల స్ఫటికీకరణ సాంకేతికతపై ఆధారపడిన యుగంలో ప్రాసోడైమియం యొక్క చివరి జాడను తొలగించడం కష్టం కాబట్టి, 1930లలో తయారు చేయబడిన ప్రారంభ నియోడైమియం గ్లాస్ స్వచ్ఛమైన ఊదా రంగును కలిగి ఉంది. మరియు ఆధునిక వెర్షన్ కంటే ఎక్కువ ఎరుపు లేదా నారింజ రంగు టోన్.

నియోడైమియం మెటల్

మెటాలిక్ నియోడైమియం ప్రకాశవంతమైన వెండి మెటాలిక్ మెరుపు, 1024°C ద్రవీభవన స్థానం, 7.004 గ్రా/సెం.మీ సాంద్రత మరియు పారా అయస్కాంతత్వం కలిగి ఉంటుంది. నియోడైమియం అత్యంత చురుకైన అరుదైన ఎర్త్ లోహాలలో ఒకటి, ఇది వేగంగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు గాలిలో ముదురుతుంది, తరువాత ఆక్సైడ్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది మరియు తరువాత పై తొక్కుతుంది, లోహాన్ని మరింత ఆక్సీకరణకు గురి చేస్తుంది. అందువల్ల, ఒక సెంటీమీటర్ పరిమాణంతో నియోడైమియం నమూనా ఒక సంవత్సరంలో పూర్తిగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. ఇది చల్లటి నీటిలో నెమ్మదిగా మరియు వేడి నీటిలో త్వరగా ప్రతిస్పందిస్తుంది.

నియోడైమియం ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్

ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్:

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

నియోడైమియం యొక్క లేజర్ పనితీరు వివిధ శక్తి స్థాయిల మధ్య 4f కక్ష్య ఎలక్ట్రాన్ల పరివర్తన వలన ఏర్పడుతుంది. ఈ లేజర్ మెటీరియల్ కమ్యూనికేషన్, ఇన్ఫర్మేషన్ స్టోరేజ్, మెడికల్ ట్రీట్‌మెంట్, మ్యాచింగ్ మొదలైన వాటిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. వాటిలో, యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) అద్భుతమైన పనితీరుతో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు Nd-డోప్డ్ గాడోలినియం స్కాండియం గ్యాలియం గార్నెట్ ఎక్కువ. సమర్థత.

నియోడైమియం యొక్క అప్లికేషన్

నియోడైమియం యొక్క అతిపెద్ద వినియోగదారు NdFeB శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థం. అధిక అయస్కాంత శక్తి ఉత్పత్తి కారణంగా NdFeB అయస్కాంతాన్ని "శాశ్వత అయస్కాంతాల రాజు" అని పిలుస్తారు. ఇది అద్భుతమైన పనితీరు కోసం ఎలక్ట్రానిక్స్, మెషినరీ మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. UKలోని ఎక్సెటర్ విశ్వవిద్యాలయంలోని కంబర్‌ల్యాండ్ స్కూల్ ఆఫ్ మైనింగ్‌లో అనువర్తిత మైనింగ్ ప్రొఫెసర్ ఫ్రాన్సిస్ వాల్ ఇలా అన్నారు: "అయస్కాంతాల పరంగా, నియోడైమియంతో పోటీ పడగలిగేది నిజంగా ఏమీ లేదు. ఆల్ఫా మాగ్నెటిక్ స్పెక్ట్రోమీటర్ యొక్క విజయవంతమైన అభివృద్ధి అయస్కాంత లక్షణాలను సూచిస్తుంది. చైనాలోని NdFeB అయస్కాంతాలు ప్రపంచ స్థాయి స్థాయికి చేరుకున్నాయి.

హార్డ్ డిస్క్‌లో నియోడైమియమ్ మాగ్నెట్

సిరామిక్స్, ప్రకాశవంతమైన ఊదా రంగు గాజు, లేజర్‌లో కృత్రిమ రూబీ మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలను ఫిల్టర్ చేయగల ప్రత్యేక గాజును తయారు చేయడానికి నియోడైమియమ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. గ్లాస్ బ్లోయర్స్ కోసం గాగుల్స్ చేయడానికి ప్రాసోడైమియంతో కలిపి ఉపయోగిస్తారు.

మెగ్నీషియం లేదా అల్యూమినియం మిశ్రమంలో 1.5%~2.5% నానో నియోడైమియమ్ ఆక్సైడ్‌ను జోడించడం వలన మిశ్రమం యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత పనితీరు, గాలి బిగుతు మరియు తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ఇది విమానయానం కోసం ఏరోస్పేస్ పదార్థంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

నానో-నియోడైమియం ఆక్సైడ్‌తో డోప్ చేయబడిన నానో-యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ షార్ట్-వేవ్ లేజర్ పుంజాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది పరిశ్రమలో 10 మిమీ కంటే తక్కువ మందంతో సన్నని పదార్థాలను వెల్డింగ్ చేయడానికి మరియు కత్తిరించడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

Nd:YAG లేజర్ రాడ్

వైద్య చికిత్సలో, నానో నియోడైమియం ఆక్సైడ్‌తో డోప్ చేయబడిన నానో యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ లేజర్ శస్త్రచికిత్స గాయాలను తొలగించడానికి లేదా శస్త్రచికిత్స కత్తులకు బదులుగా గాయాలను క్రిమిసంహారక చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

నియోడైమియమ్ గ్లాస్ నియోడైమియమ్ ఆక్సైడ్‌ని గ్లాస్ మెల్ట్‌లో కలపడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది. లావెండర్ సాధారణంగా నియోడైమియం గ్లాస్‌లో సూర్యకాంతి లేదా ప్రకాశించే దీపం కింద కనిపిస్తుంది, అయితే ఫ్లోరోసెంట్ దీపం ప్రకాశంలో లేత నీలం కనిపిస్తుంది. స్వచ్ఛమైన వైలెట్, వైన్ ఎరుపు మరియు వెచ్చని బూడిద వంటి సున్నితమైన గాజు షేడ్స్‌కు రంగు వేయడానికి నియోడైమియం ఉపయోగించవచ్చు.

నియోడైమియం గాజు

సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి మరియు అరుదైన భూ శాస్త్రం మరియు సాంకేతికత యొక్క విస్తరణ మరియు విస్తరణతో, నియోడైమియమ్ విస్తృత వినియోగ స్థలాన్ని కలిగి ఉంటుంది.