Het jy geweet? Die element neodymium is in 1885 in Wene ontdek deur Karl Auer. Terwyl u ammonium dinitraat tetrahydrate bestudeer, het ORR neodymium enpraseodymiumuit 'n mengsel van neodymium en praseodymium deur spektroskopiese analise. Om die ontdekker vanyttrium, die Duitse chemikus Welsbach, Orr met die naam Neodymium "Neodymium", afgelei van die Griekse woorde" neos "wat" nuut "en" didymos "beteken wat" tweeling "beteken.
Nadat ORR die element ontdek hetneodymium, ander chemici was skepties oor die ontdekking. In 1925 is die eerste suiwer monster van die metaal egter geproduseer. In die 1950's het die Lindsay Chemical Division
Kommersiële suiwering van Neodymium uitgevoer deur middel van ioonuitruilmetodes.
Vir 'n geruime tyd na die ontdekking van Neodymium is dit nie wyd gebruik nie. Met die ontwikkeling van wetenskap en tegnologie het Neodymium -element egter in baie velde begin gebruik vanweë die unieke fisiese en chemiese eienskappe. In die dertigerjare is kommersiële neodymium as 'n glasverf gebruik, en neodymiumglas is gebruik om rooierige of oranje-kleur te skep.
Neodymiumhet baie aandag getrek vanweë sy unieke fisiese en chemiese eienskappe. Veral in die afgelope jaar, die toepassing vanneodymiumIn baie velde het voortgegaan om uit te brei, en die waarde daarvan het toenemend prominent geword. Dus, wat is so uniek aan Neodymium? Laat ons vandag die raaisel van Neodymium ontbloot.
Toepassingsvelde van Neodymium -element
1. Magnetiese materiale: Die mees algemene toepassing van neodymium is in die vervaardiging van permanente magnete. In die besonder is neodymium ysterboormagnete (NDFEB) van die sterkste bekendepermanente magnete. Hierdie magnete word wyd gebruik om energie te omskep en op te slaan in toestelle soos motors, kragopwekkers, magnetiese resonansbeeldingstoerusting, hardeskywe, luidsprekers en elektriese voertuie.
2. NDFEB-legering: Benewens die gebruik van permanente magneetmateriaal, word neodymium ook gebruik om NDFEB-legering te maak, wat 'n hoë sterkte, liggewig strukturele materiaal is wat gebruik word om vliegtuigmotors te maak,Motoronderdele en ander hoëprestasie-materiale. Sterkte -toepassing.
3. Neodymium-yster-legering: Neodymium kan ook met yster gelegeer word om magnetiese materiale met 'n hoë werkverrigting te maak, soos in motor- en kragtoepassings in elektriese voertuie.
4. Waterbehandeling: Neodymiumverbindings kan in waterbehandeling gebruik word, veral om fosfate in gesuiwerde afvalwater te verwyder. Dit het belangrike implikasies vir omgewingsbeskerming en bestuur van waterbronne.
5. NDFEB -poeier: Neodymium speel 'n belangrike rol in die vervaardiging van NDFEB -poeiers wat gebruik word in die produksie van permanente magnete.
6. Mediese toepassings: Alhoewel nie die primêre toepassingsarea nie, word neodymium ook in sommige mediese toerusting gebruik, soos magnetiese resonansbeelding (MRI) -masjiene.
7. Neodymiumverbindings: Neodymiumverbindings word ook in sommige hoë temperatuurlegerings en katalisators gebruik.
Die unieke magnetiese en chemiese eienskappe van neodymium maak dit wyd gebruik in baie velde, veral in elektroniese, energie- en materiale wetenskap.
Fisiese eienskappe van NeodymiumNeodymiumChemiese simbool: ND, atoomnommer: 60. Dit is 'n seldsame aarde -element met 'n reeks unieke fisiese eienskappe. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die fisiese eienskappe van Neodymium:
1. Digtheid: Die digtheid van neodymium is ongeveer 7,01 g/kubieke sentimeter. Dit maak dit ligter as baie ander metaalelemente, maar steeds relatief dig.
2. Smelt- en kookpunte: Die smeltpunt van Neodymium is ongeveer 1024 grade Celsius (1875 grade Fahrenheit), terwyl die kookpunt ongeveer 3074 grade Celsius is (5565 grade Fahrenheit). Dit dui daarop dat neodymium relatief hoë smelt- en kookpunte het, wat dit stabiel maak in omgewings met 'n hoë temperatuur.
3. Kristalstruktuur: Neodymium vertoon verskillende kristalstrukture by verskillende temperature. By kamertemperatuur het dit 'n seskantige struktuur wat die naaste verpak is, maar verander aan 'n liggaamsgesentreerde kubieke struktuur wanneer die temperatuur tot ongeveer 863 grade Celsius verhoog word.
4. Magnetisme:Neodymiumis paramagneties by kamertemperatuur, wat beteken dat dit aangetrokke is tot eksterne magnetiese velde. As dit afgekoel word tot baie lae temperature (ongeveer -253,2 grade Celsius of -423,8 grade Fahrenheit), word dit antiferromagneties, wat die teenoorgestelde eienskappe van gewone magnetisme vertoon.
5. Elektriese geleidingsvermoë: Neodymium is 'n relatiewe swak geleier van elektrisiteit, met 'n lae elektriese geleidingsvermoë. Dit beteken dat dit nie 'n goeie geleier van elektrisiteit is nie en nie geskik is vir toepassings soos elektroniese drade nie.
6. Termiese geleidingsvermoë: Neodymium het ook 'n relatiewe lae termiese geleidingsvermoë, wat dit ongeskik maak vir termiese geleidingsvermoë.
7. Kleur en glans: Neodymium is 'n silwerwit metaal met 'n helder metaalglans.
8. Radioaktiwiteit: Alle seldsame aardelemente het 'n mate van radioaktiwiteit, maar neodymium is baie swak radioaktief, dus is die bestralingsrisiko vir mense baie laag.
Die fisiese eienskappe van neodymium maak dit waardevol in spesifieke toepassings, veral in die vervaardiging van ferromagnetiese materiale en legerings met 'n hoë temperatuur. Die paramagnetiese en antiferromagnetiese eienskappe daarvan maak dit ook van belang in die bestudering van magnetiese materiale en kwantummateriaal.
Chemiese eienskappe van neodymium
Neodymium(Chemiese simbool: ND) is 'n seldsame aardelement met 'n reeks spesiale chemiese eienskappe. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die chemiese eienskappe van neodymium:
1. Reaktiwiteit: Neodymium is 'n relatiewe aktiewe soort seldsame aardelemente. In die lug reageer Neodymium vinnig met suurstof om neodymiumoksiede te vorm. Dit maak dat Neodymium nie in staat is om sy oppervlak helder by kamertemperatuur te hou nie en vinnig sal oksideer.
2. Oplosbaarheid: Neodymium kan in sommige sure opgelos word, soos gekonsentreerde salpetersuur (HNO3) en gekonsentreerde soutsuur (HCl), maar die oplosbaarheid daarvan in water is laag.
3. Verbindings: Neodymium kan 'n verskeidenheid verbindings vorm, gewoonlik met suurstof, halogeen, swael en ander elemente om verbindings te vorm, soos oksiede, sulfiede, ens.
4. Oksidasie -toestand: Neodymium bestaan gewoonlik in die +3 -oksidasie -toestand, wat die stabielste oksidasie -toestand is. Onder sekere voorwaardes kan die +2 oksidasie -toestand egter ook gevorm word.
5. Legeringsvorming: Neodymium kan legerings vorm met ander elemente, veral met metale soos yster en aluminium om neodymiumlegerings te vorm. Hierdie legerings het dikwels belangrike toepassings in magnetiese en strukturele materiale.
6. Chemiese reaktiwiteit: Neodymium kan as katalisator dien of aan die reaksieproses deelneem aan sommige chemiese reaksies, veral in die velde van hoë temperatuurlegerings en materiale wetenskap.
7. Oxiderende eienskappe: Vanweë die relatief aktiewe aard daarvan, kan neodymium in sommige chemiese reaksies as 'n oksiderende middel dien, wat veroorsaak dat ander stowwe elektrone verloor.
Die chemiese eienskappe van neodymium laat dit 'n belangrike rol speel in spesifieke toepassingsvelde, veral in magnetiese materiale, hoë temperatuurlegerings en materiale wetenskaplike navorsing.
Biologiese eienskappe van neodymium
Die toepassing van neodymium in die biomediese veld is relatief beperk omdat dit nie 'n element is wat nodig is in lewende organismes nie en die radioaktiwiteit daarvan swak is, wat dit ongeskik maak vir beeldvorming van kerngeneeskunde. Daar is egter 'n paar navorsings- en toepassingsareas waarby Neodymium betrokke is. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die biomediese eienskappe van neodymium:
1. Magnetiese resonansbeelding (MRI) kontrasmiddel: hoewel nie 'n kliniese kontrasmiddel wat algemeen gebruik word nie, kan neodymium gebruik word, voorberei MRI -kontrasmiddel. Deur neodymiumione in spesifieke molekulêre strukture te kombineer, kan die kontras van MRI -beelde verbeter, wat sekere weefsels of letsels makliker kan waarneem. Hierdie toepassing is nog in die navorsingsfase, maar het die potensiaal vir biomediese beeldvorming.
2. Neodymium-nanodeeltjies: Navorsers het neodymium-gebaseerde nanodeeltjies ontwikkel wat gebruik kan word vir medisyne-aflewering en kankerbehandeling. Hierdie nanodeeltjies kan in die liggaam ingebring word en dan medisyne in die ontvangerselle vrystel of behandelings soos hittesterapie uitvoer. Die magnetiese eienskappe van hierdie deeltjies kan ook gebruik word om die behandeling van die behandeling te lei en te monitor.
3. Tumorbehandeling: Alhoewel dit nie 'n direkte behandeling is nie, toon navorsing dat neodymium -magnete in samewerking met ander behandelings, soos magnetiese hittesterapie, gebruik kan word. In hierdie metode word neodymium -magneetdeeltjies in die liggaam ingebring en dan verhit onder die invloed van 'n eksterne magnetiese veld om tumorselle te vernietig. Dit is 'n eksperimentele behandeling en word steeds bestudeer.
4. Navorsingsinstrumente: Sommige verbindings van die element neodymium kan gebruik word as eksperimentele instrumente in biomediese navorsing, soos in die studie van sel- en molekulêre biologie. Hierdie verbindings word gereeld gebruik om gebiede soos medisyne -aflewering, bioanalise en molekulêre beelding te bestudeer.
Daar moet op gelet word dat die toepassing van neodymium in die biomediese veld relatief nuut is en steeds onder voortdurende ontwikkeling en navorsing is. Die toepassings daarvan word beperk deur die seldsame aarde- en radioaktiewe eienskappe en verg deeglike oorweging. As u neodymium of sy verbindings gebruik, moet veiligheid en etiese riglyne gevolg word om te verseker dat dit geen negatiewe uitwerking op mense en die omgewing het nie.
Natuurlike verspreiding van neodymium
Neodymium is 'n seldsame aarde -element wat relatief wyd versprei is. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die verspreiding van neodymium in die natuur:
1. Bestaan in die aardkors: Neodymium is een van die seldsame aardelemente wat in die aardkors teenwoordig is, en die oorvloed daarvan is ongeveer 38 mg/kg. Dit maak Neodymium relatief volop in die aardkors, wat die tweede plek onder seldsame aardelemente na serium rangskik. Neodymium kom in baie groter oorvloed voor as sommige algemene metale soos wolfram, lood en tin.
2. In seldsame aardminerale: Neodymium bestaan gewoonlik nie in die vorm van vrye elemente nie, maar in die vorm van verbindings in seldsame aardminerale. Neodymium is vervat in sommige belangrike seldsame aarde erts soos monaziet en bastnäsite. Die neodymium in hierdie ertse kan geskei word deur smelt- en ekstraksieprosesse vir kommersiële toepassings.
3. In edelmetaalafsettings: Neodymium kan soms in sommige kosbare metaalafsettings, soos goud, silwer, koper en uraanafsettings, voorkom. Dit is egter gewoonlik in relatief klein hoeveelhede aanwesig.
4. Seewater: Alhoewel neodymium in seewater bestaan, is die konsentrasie daarvan baie laag, gewoonlik slegs op die mikrogram/litervlak. Daarom is die onttrekking van neodymium uit seewater oor die algemeen nie 'n ekonomies lewensvatbare metode nie.
Neodymium het 'n sekere oorvloed in die aardkors, maar dit word hoofsaaklik by seldsame aardminerale aangetref. Die onttrekking en isolering van Neodymium benodig dikwels ingewikkelde smelt- en verfyningsprosesse om aan die behoeftes van kommersiële en industriële toepassings te voldoen. Skaars aardelemente soos Neodymium speel belangrike rolle in moderne tegnologie en nywerheid, dus is navorsing en bestuur van hul aanbod en verspreiding van kardinale belang.
Mynbou, ekstraksie en smelt van neodymium
Die mynbou en produksie van neodymium is 'n ingewikkelde proses wat gewoonlik die volgende stappe behels:
1. Mynbou van seldsame aardafsettings: Neodymium kom hoofsaaklik voor in seldsame aarderts, soos monaziet en bastnäsite. Mynbou seldsame aarderts is die eerste stap in die produksie van Neodymium. Dit behels geologiese prospektering, mynbou, uitgrawing en die onttrekking van erts.
2. Verwerking van die erts: Sodra die mynerts onttrek is, moet dit deur 'n reeks fisiese en chemiese verwerkingstappe gaan om seldsame aardelemente, insluitend neodymium, te skei en te onttrek. Hierdie behandelingsstappe kan onder meer komminusie, maal, vlotasie, suur loging en oplos.
3. Skeiding en ekstraksie van Neodymium: Na ertsverwerking benodig die suspensie wat seldsame aardelemente bevat, gewoonlik verdere skeiding en ekstraksie. Dit behels gewoonlik chemiese skeidingsmetodes soos oplosmiddelekstraksie of ioonuitruiling. Met hierdie metodes kan verskillende seldsame aardelemente geleidelik van mekaar geskei word.
4. Refinering van neodymium: Sodra neodymium geïsoleer is, ondergaan dit gewoonlik 'n verdere verfyningsproses om onsuiwerhede te verwyder en suiwerheid te verbeter. Dit kan metodes insluit soos oplosmiddelekstraksie, reduksie en elektrolise.
5. Legeringsvoorbereiding: Sommige toepassings van Neodymium moet dit met ander metaalelemente, soos yster, boor en aluminium, leg om neodymiumlegerings voor te berei vir die vervaardiging van magnetiese materiale of legerings met 'n hoë temperatuur.
6. Voorbereiding in produkte: Neodymium -elemente kan verder gebruik word om verskillende produkte voor te berei, soos magnete, permanente magnete, magnetiese resonansie -kontrasmiddels, nanodeeltjies, ens. Hierdie produkte kan in elektronika, mediese, energie- en materiaalwetenskaplike velde gebruik word.
Dit is belangrik om daarop te let dat die mynbou en produksie van seldsame aardelemente 'n ingewikkelde proses is wat dikwels streng omgewings- en veiligheidstandaarde benodig. Daarbenewens word die verskaffingsketting van seldsame aardelementmynbou en -produksie ook beïnvloed deur geopolitiek en markskommelings, dus het die produksie en aanbod van seldsame aardelemente internasionale aandag getrek.
Opsporingsmetode van neodymium -element
1. Atoomabsorpsiespektrometrie (AAS): Atoomabsorpsiespektrometrie is 'n algemeen gebruikte kwantitatiewe analise -metode, geskik vir die meting van die inhoud van metaalelemente. Deur die omskakeling van die monster in enkelatome of ione te omskep, die monster met 'n ligbron van 'n spesifieke golflengte te bestraal en die opname van lig te meet, kan die inhoud van die metaalelement in die monster bepaal word. AAS het die voordele van hoë sensitiwiteit, goeie selektiwiteit en maklike werking.
2. Spektrale skanderingsmetode: Die spektrale skanderingsmetode bepaal die inhoud van elemente deur die absorpsie of emissie van lig op verskillende golflengtes van die monster te meet. Die algemeen gebruikte spektrale skanderingsmetodes sluit in ultraviolet-sigbare absorpsiespektroskopie (UV-vis), fluorescentiespektroskopie en atoomemissiespektroskopie (AES). Hierdie metodes kan die inhoud van neodymium in monsters meet deur toepaslike golflengtes te kies en instrumentparameters te beheer.
3. X-straal fluorescentiespektrometrie (XRF): X-straal-fluorescentiespektrometrie is 'n nie-vernietigende analitiese metode wat geskik is vir die meting van elementêre inhoud in vaste stowwe, vloeistowwe en gasse. Hierdie metode bepaal die inhoud van elemente deur kenmerkende fluorescentie-straling na die monster uit te stuur, en is opgewonde deur X-strale, en meet die piekposisie en intensiteit van die fluorescentiespektrum. XRF het die voordele van vinnige, sensitiewe en gelyktydige meting van veelvuldige elemente.
4. induktief gekoppelde plasmamassa-spektrometrie (ICP-MS): ICP-MS is 'n baie sensitiewe analitiese metode wat geskik is om spoor- en ultra-spoorelemente te meet. Hierdie metode bepaal die inhoud van elemente deur die monster om te skakel wat gemeet moet word in gelaaide ione, met behulp van hoë temperatuurplasma wat deur induktief gekoppelde plasma gegenereer word om die monster te ioniseer, en dan 'n massaspektrometer vir massa-analise te gebruik. ICP-MS het 'n buitengewone hoë sensitiwiteit, selektiwiteit en die vermoë om verskeie elemente gelyktydig te meet.
5. induktief gekoppelde plasma-optiese emissiespektrometrie (ICP-OES): Die werkbeginsel van ICP-OES is om die opgewekte toestandatome en -ione in die hoë temperatuur plasma wat deur induktief gekoppelde plasma (ICP) gegenereer word, te gebruik en spesifieke spektrale lyne uit te voer. . Aangesien elke element verskillende spektrale lyne het, kan die elemente in 'n monster bepaal word deur hierdie spektrale lyne te meet
Hierdie opsporingsmetodes kan soos nodig gekies word, afhangende van die monstertipe, vereiste opsporingsgevoeligheid en analitiese toestande. In praktiese toepassings kan die geskikste metode gekies word om die inhoud van praseodymium te bepaal op grond van navorsing of industriële behoeftes.
Spesifieke toepassing van atoomabsorpsiemetode om neodymiumelement te meet
In elementmeting het atoomabsorpsiemetode 'n hoë akkuraatheid en sensitiwiteit, wat 'n effektiewe manier bied om die chemiese eienskappe, saamgestelde samestelling en inhoud van elemente te bestudeer.
Vervolgens het ons atoomabsorpsie gebruik om die hoeveelheid neodymium te meet. Die spesifieke stappe is soos volg:
Berei die monster voor wat getoets moet word. Om die monster voor te berei wat in 'n oplossing gemeet moet word, is dit oor die algemeen nodig om gemengde suur vir vertering te gebruik om die daaropvolgende meting te vergemaklik.
Kies die toepaslike atoomabsorpsiespektrometer. Kies 'n toepaslike atoomabsorpsiespektrometer gebaseer op die eienskappe van die monster wat gemeet moet word en die reeks neodymium -inhoud wat gemeet moet word.
Pas die parameters van die atoomabsorpsiespektrometer aan. Volgens die element wat gemeet moet word en die instrumentmodel, moet u die parameters van die atoomabsorpsiespektrometer aanpas, insluitend die ligbron, verstuiver, detektor, ens.
Meet die absorbansie van neodymium. Die monster wat getoets moet word, word in die verstuiver geplaas, en ligstraling van 'n spesifieke golflengte word deur die ligbron vrygestel. Die neodymium -element wat gemeet moet word, sal hierdie ligstraling absorbeer en 'n energievlakoorgang lewer. Die absorbansie van neodymium word met 'n detektor gemeet. Bereken die inhoud van neodymium. Op grond van die absorbansie en standaardkurwe, is die inhoud van Neodymium -element bereken.
Deur bogenoemde inhoud kan ons die belangrikheid en uniekheid van Neodymium duidelik verstaan. As een van die seldsame aardelemente, het Neodymium unieke fisiese en chemiese eienskappe, wat dit wyd gebruik in moderne wetenskap en tegnologie. Van magnetiese materiale tot optiese instrumente, van katalise tot lugvaart, speel Neodymium 'n sleutelrol. Alhoewel daar nog baie onbekendes is oor ons begrip en toepassings van Neodymium, met die voortdurende bevordering van wetenskap en tegnologie, het ons rede om te glo dat ons in die toekoms die neodmium dieper sal kan verstaan en sy unieke eienskappe kan gebruik om voordele vir die ontwikkeling van die menslike samelewing te bewerkstellig. Kom tot meer geleenthede en seëninge.
Postyd: Desember-10-2024