Mágikus ritkaföldfém elem: „Az állandó mágnes királya” – neodímium

basztnazit

60-as rendszámú, 144,24 atomtömegű neodímium, 0,00239% tartalommal a kéregben, főként monacitban és basztnaezitben fordul elő. A természetben hét neodímium izotóp található: neodímium 142, 143, 144, 145, 146, 148 és 150, amelyek közül a neodímium 142 a legmagasabb tartalommal. A prazeodímium megszületésével létrejött a neodímium. A neodímium érkezése aktiválta a ritkaföldfém-mezőt, és fontos szerepet játszott benne. És hatással van a ritkaföldfémek piacára.

A neodímium felfedezése

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), a neodímium felfedezője

1885-ben Carl Orvon Welsbach osztrák vegyész, Carl Auer von Welsbach felfedezte a neodímiumot Bécsben. A neodímiumot és a prazeodímiumot a szimmetrikus neodímium anyagoktól az ammónium-nitrát-tetrahidrát salétromsavból történő elválasztásával és kristályosításával, egyúttal spektrális analízissel választotta el, de viszonylag tiszta formában csak 1925-ben.

Az 1950-es évek óta a nagy tisztaságú neodímiumot (több mint 99%) főként monacit ioncserélő eljárásával nyerik. Magát a fémet halogenidsójának elektrolízisével nyerik. Jelenleg a legtöbb neodímiumot (Ce,La,Nd,Pr)CO3F-ből nyerik ki bastanátánban, és oldószeres extrakcióval tisztítják. Ioncserélő tisztítási tartalék, amely a legmagasabb tisztaságú (általában > 99,99%) az elkészítéshez. Mivel nehéz eltávolítani a prazeodímium utolsó nyomait abban a korszakban, amikor a gyártás a lépcsős kristályosítási technológiától függ, az 1930-as években gyártott korai neodímium üveg színe tisztább, lila. és inkább vörös vagy narancssárga színtónus, mint a modern változat.

Neodímium fém

A fémes neodímium fényes ezüst fémes fényű, olvadáspontja 1024 °C, sűrűsége 7,004 g/cm és paramágnesessége. A neodímium az egyik legaktívabb ritkaföldfém, amely a levegőben gyorsan oxidálódik és elsötétül, majd oxidréteget képez, majd lehámlik, és további oxidációnak teszi ki a fémet. Ezért az egy centiméteres neodímium minta egy éven belül teljesen oxidálódik. Hideg vízben lassan, forró vízben gyorsan reagál.

Neodímium elektronikus konfiguráció

Elektronikus konfiguráció:

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

A neodímium lézerteljesítményét a 4f orbitális elektronok különböző energiaszintek közötti átmenete okozza. Ezt a lézeranyagot széles körben használják kommunikációban, információtárolásban, orvosi kezelésben, megmunkálásban stb. Közülük az Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) ittrium-alumínium-gránátot széles körben használják kiváló teljesítménnyel, és az Nd-adalékolt gadolínium szkandium-gallium-gránátot, amelynek magasabb a teljesítménye. hatékonyság.

Neodímium alkalmazása

A neodímium legnagyobb felhasználója az NdFeB állandó mágnes. Az NdFeB mágnest „az állandó mágnesek királyának” nevezik nagy mágneses energiaterméke miatt. Kiváló teljesítménye miatt széles körben használják az elektronikában, a gépiparban és más iparágakban. Francis Wall, az Exeteri Egyetem Cumberland School of Mining professzora, az Egyesült Királyságban a következőket mondta: „A mágnesek tekintetében valójában semmi sem versenyezhetne a neodímiummal. Az Alpha Magnetic Spectrometer sikeres fejlesztése azt jelzi, hogy a mágneses tulajdonságok Az NdFeB mágnesek száma Kínában világszínvonalra lépett.

Neodímium mágnes a merevlemezen

A neodímiumból kerámia, élénklila üveg, mesterséges rubin lézerben és speciális, infravörös sugarakat szűrni képes üveg készíthető. Prazeodímiummal együtt üvegfúvó szemüvegek készítéséhez.

1,5% ~ 2,5% nano-neodímium-oxid hozzáadása magnézium- vagy alumíniumötvözethez javíthatja az ötvözet magas hőmérsékletű teljesítményét, légtömörségét és korrózióállóságát, és széles körben használják repülőgép- és űrkutatási anyagként.

A nano-neodímium-oxiddal adalékolt nano-itrium-alumínium-gránát rövidhullámú lézersugarat hoz létre, amelyet széles körben használnak 10 mm-nél kisebb vastagságú vékony anyagok hegesztésére és vágására az iparban.

Nd:YAG lézerrúd

Az orvosi kezelésben a nano-neodímium-oxiddal adalékolt nano ittrium-alumínium gránátlézert sebészeti kések helyett műtéti sebek eltávolítására vagy sebek fertőtlenítésére használják.

A neodímium üveg úgy készül, hogy neodímium-oxidot adnak az üvegolvadékhoz. A levendula általában neodímium üvegben jelenik meg napfény vagy izzólámpa alatt, de világoskék fluoreszkáló lámpa megvilágítása esetén. A neodímium az üveg finom árnyalatai, például tiszta ibolya, borvörös és meleg szürke színezésére használható.

neodímium üveg

A tudomány és a technológia fejlődésével, valamint a ritkaföldfém-tudományok és -technológia terjeszkedésével és kiterjesztésével a neodímiumnak szélesebb hasznosítási tere lesz