Магичен елемент на ретка земја: „Крал на постојан магнет“ - неодимиум

бастназит

Неодимиум, атомски број 60, атомска тежина 144,24, со содржина од 0,00239% во кората, главно постои во моназитот и бастнезитот. Во природата постојат седум изотопи на неодимиум: неодимиум 142, 143, 144, 145, 146, 148 и 150, меѓу кои неодимиум 142 има најголема содржина. Со раѓањето на прасеодимиумот, настанал неодимиумот. Доаѓањето на неодимиумот го активираше полето на ретки земји и одигра важна улога во него. И влијае на пазарот на ретки земји.

Откривање на неодимиум

Карл Орвон Велсбах (1858-1929), откривач на неодимиум

Во 1885 година, австрискиот хемичар Карл Орвон Велсбах Карл Оер фон Велсбах открил неодимиум во Виена. Тој ги одвоил неодимиумот и прасеодимиумот од симетричните неодимиумски материјали со одвојување и кристализирање на амониум нитрат тетрахидрат од азотна киселина, а во исто време го одвоил со спектрална анализа, но тој не бил одвоен во релативно чиста форма до 1925 година.

Од 1950-тите, неодимиум со висока чистота (над 99%) главно се добива со процесот на јонска размена на моназит. Самиот метал се добива со електролиза на неговата халидна сол. Во моментов, повеќето неодимиум се екстрахира од (Ce, La, Nd, Pr)CO3F во баста Натанит и се прочистува со екстракција со растворувач. Прочистувањето на јонската размена ја задржува највисоката чистота (обично > 99,99%) за подготовка. Бидејќи е тешко да се отстрани последната трага на прасеодимиум во ерата кога производството зависи од технологијата на степната кристализација, раното неодимиумско стакло произведено во 1930-тите има почиста виолетова боја и повеќе црвена или портокалова боја од модерната верзија.

Неодимиум метал

Металниот неодимиум има светло сребрен метален сјај, точка на топење од 1024°C, густина од 7.004 g/cm и парамагнетизам. Неодимиумот е еден од најактивните метали од ретки земји, кој брзо оксидира и потемнува во воздухот, потоа формира оксиден слој и потоа се олупи, изложувајќи го металот на дополнителна оксидација. Затоа, примерокот од неодимиум со големина од еден сантиметар целосно се оксидира во рок од една година. Реагира бавно во ладна вода и брзо во топла вода.

Електронска конфигурација на неодимиум

Електронска конфигурација:

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

Ласерската изведба на неодимиумот е предизвикана од транзицијата на орбиталните електрони 4f помеѓу различните енергетски нивоа. Овој ласерски материјал е широко користен во комуникација, складирање информации, медицински третман, обработка итн. Меѓу нив, итриум алуминиумскиот гранат Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) е широко користен со одлични перформанси и Nd-допираниот гадолиниум скандиум галиум гранат со повисоки ефикасност.

Примена на неодимиум

Најголемиот корисник на неодимиум е материјалот со постојан магнет NdFeB. NdFeB магнетот е наречен „крал на постојаните магнети“ поради неговиот производ со висока магнетна енергија. Широко се користи во електрониката, машините и другите индустрии поради одличните перформанси. Френсис Вол, професор по применето рударство на школата за рударство Камберленд, Универзитетот во Ексетер, Велика Британија, рече: „Во однос на магнетите, навистина не постои ништо што може да се натпреварува со неодимиумот. Успешниот развој на алфа магнетниот спектрометар покажува дека магнетните својства на NdFeB магнети во Кина влегоа на ниво на светска класа.

Неодимиумски магнет на тврдиот диск

Неодимиумот може да се користи за производство на керамика, светло виолетово стакло, вештачки рубин во ласер и специјално стакло кое може да ги филтрира инфрацрвените зраци. Се користи заедно со прасеодимиум за изработка на очила за дувалки за стакло.

Додавањето 1,5% ~ 2,5% нано неодимиум оксид во легура на магнезиум или алуминиум може да ги подобри перформансите на висока температура, воздушно затегнатоста и отпорноста на корозија на легурата, а широко се користи како воздушно-вселенски материјал за авијација.

Нано-итриумски алуминиумски гранат допиран со нано-неодимиум оксид произведува ласерски зрак со краток бран, кој е широко користен за заварување и сечење тенки материјали со дебелина под 10 mm во индустријата.

Nd:YAG ласерска прачка

Во медицинскиот третман, нано итриум алуминиумскиот гранат ласер со нано неодимиум оксид се користи за отстранување на хируршки рани или дезинфекција на рани наместо хируршки ножеви.

Неодимиумското стакло се добива со додавање неодимиум оксид во стопеното стакло. Лавандата обично се појавува во неодимиумско стакло под сончева светлина или светилка, но светло сината се појавува под осветлување на флуоресцентна светилка. Неодимиумот може да се користи за боење на деликатни нијанси на стакло како што се чиста виолетова, вино црвено и топло сиво.

неодимиумско стакло

Со развојот на науката и технологијата и проширувањето и проширувањето на науката и технологијата за ретки земји, неодимиумот ќе има поширок простор за користење