Ці ведаеце вы? Элемент неадыма быў выяўлены ў Вене ў 1885 годзе Карлам Ауэрам. Падчас вывучэння тэтрагідрата амонія дынатрата, ORR аддзяліла неадыму іpraseodymiumз сумесі неадыма і праседыма праз спектраскапічны аналіз. Для таго, каб адзначыць адкрывальнікаyttrium, нямецкі хімік Уэлсбах, Орр, названы неадыміем "Неадыма", атрыманы з грэчаскіх слоў" neos ", што азначае" новы "і" didymos ", што азначае" двайняты ".
Пасля таго, як ORR выявіў элементнеадыма, іншыя хімікі скептычна ставіліся да адкрыцця. Аднак у 1925 годзе быў выраблены першы чысты ўзор металу. У 1950 -я гады хімічны аддзел Ліндсей
Праводзіла камерцыйнае ачышчэнне неадыма праз метады іённага абмену.
На працягу некаторага часу пасля адкрыцця неадыма ён не выкарыстоўваўся шырока. Аднак з развіццём навукі і тэхналогій, элемент неадыма пачаў выкарыстоўвацца ў многіх галінах дзякуючы сваім унікальным фізічным і хімічным уласцівасцям. У 1930-я гады камерцыйны неадым быў выкарыстаны ў якасці шклянога фарбавальніка, а для стварэння чырванаватага або аранжавага шкла выкарыстоўвалася неадымічнае шкло.
Неадымапрыцягнуў шмат увагі дзякуючы сваім унікальным фізічным і хімічным уласцівасцям. Асабліва ў апошнія гады, прымяненненеадымаУ многіх галінах працягвае пашырацца, і яго кошт становіцца ўсё больш прыкметнай. Такім чынам, што такое ўнікальнае ў неадыме? Сёння давайце раскрыем таямніцу неадыму.
Паля прымянення элемента неадыма
1. Магнітныя матэрыялы: найбольш распаўсюджанае прымяненне неадыма ў вырабе пастаянных магнітаў. У прыватнасці, магніты неадымапастаянныя магніты. Гэтыя магніты шырока выкарыстоўваюцца для пераўтварэння і захоўвання энергіі ў такіх прыладах, як рухавікі, генератары, магнітна -рэзананснае абсталяванне для візуалізацыі, жорсткія дыскі, дынамікі і электрамабілі.
2. Ndfeb сплаў: Акрамя таго, што выкарыстоўваецца ў пастаянных магнітных матэрыялах, неадымію таксама выкарыстоўваецца для вырабу сплаву ndfeb, які з'яўляецца высокатрывалым, лёгкім структурным матэрыялам, які выкарыстоўваецца для вырабу рухавікоў самалётаў,Аўтамабільныя дэталі і іншыя высокапрадукцыйныя матэрыялы. Прымяненне трываласці.
3. Неадыма-жалеза: Неадыма таксама можна было быць запланавана жалезам, каб зрабіць высокапрадукцыйныя магнітныя матэрыялы, напрыклад, у рухальных і генератарных прымяненнях у электрамабілях.
4. Ачыстка вады: Неадымавыя злучэнні могуць быць выкарыстаны пры лячэнні вады, асабліва для выдалення фасфатаў у вычышчаных сцёкавых водах. Гэта мае важнае значэнне для аховы навакольнага асяроддзя і кіравання воднымі рэсурсамі.
5. Парашок NDFEB: Недым гуляе важную ролю ў вытворчасці парашкоў NDFEB, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці пастаянных магнітаў.
6. Медыцынскія прымяненне: Хоць не асноўная зона прымянення, неадымію таксама выкарыстоўваецца ў некаторых медыцынскіх абсталяваннях, такіх як машыны магнітна -рэзананснай тамаграфіі (МРТ).
7. Неадымавыя злучэнні: Неадымавыя злучэнні таксама выкарыстоўваюцца ў некаторых высокатэмпературных сплавах і каталізатарах.
Унікальныя магнітныя і хімічныя ўласцівасці неадыму робяць яго шырока выкарыстоўваецца ў многіх галінах, асабліва ў галіне электронікі, энергіі і матэрыялазнаўства.
Фізічныя ўласцівасці неадымаНеадымаХімічны сімвал: ND, атамны нумар: 60. Гэта рэдкі элемент Зямлі з шэрагам унікальных фізічных уласцівасцей. Ніжэй прыведзены падрабязнае ўвядзенне ў фізічныя ўласцівасці неадыма:
1. Шчыльнасць: Шчыльнасць неадыма складае каля 7,01 г/кубічны сантыметр. Гэта робіць яго лягчэйшым, чым многія іншыя металічныя элементы, але ўсё яшчэ адносна шчыльны.
2. Плавільныя і кіпельныя кропкі: тэмпература плаўлення неадыму складае прыблізна 1024 градусы Цэльсія (1875 градусаў па Фарэнгейце), у той час як тэмпература кіпення складае прыблізна 3074 градусы Цэльсія (5565 градусаў па Фарэнгейце). Гэта паказвае на тое, што неадыма мае адносна высокія тэмпературы плаўлення і кіпення, што робіць яго стабільным у высокатэмпературных умовах.
3. Крыштальная структура: Недым будзе дэманстраваць розныя крышталічныя структуры пры розных тэмпературах. Пры пакаёвай тэмпературы ён мае шасцігранную блізкую ўпакаваную структуру, але змяняецца ў кубічнай структуры, арыентаванай на цела, калі тэмпература павышаецца прыблізна да 863 градусаў Цэльсія.
4. Магнетызм:Неадымаз'яўляецца парамагнітным пры пакаёвай тэмпературы, што азначае, што ён прыцягваецца да знешніх магнітных палёў. Аднак пры астуджэнні да вельмі нізкіх тэмператур (каля -253,2 градусаў Цэльсія або -423,8 градуса Фарэнгейта), ён становіцца антыферрамагнітным, дэманструючы супрацьлеглыя ўласцівасці звычайнага магнетызму.
5. Электрычная праводнасць: Неадым - адносна дрэнны правадыр электраэнергіі з нізкай электрычнай праводнасці. Гэта азначае, што гэта не добры правадыр электраэнергіі і не падыходзіць для такіх прыкладанняў, як электронныя правады.
6. Цеплаправоднасць: Неадыма таксама мае адносна нізкую цеплаправоднасць, што робіць яе непрыдатнымі для прымянення цеплаправоднасці.
7. Колер і бляск: Neodyium-гэта срэбны белы метал з яркім металічным бляскам.
8. Радыёактыўнасць: Усе элементы рэдкай зямлі маюць пэўную радыеактыўнасць, але неадымій вельмі слаба радыеактыўны, таму рызыка выпраменьвання для чалавека вельмі нізкі.
Фізічныя ўласцівасці неадыма робяць яго каштоўным у канкрэтных дадатках, асабліва ў вырабе ферамагнітных матэрыялаў і высокатэмпературных сплаваў. Яго парамагнітныя і антыферрамагнітныя ўласцівасці таксама маюць пэўнае значэнне ў вывучэнні магнітных матэрыялаў і квантавых матэрыялаў.
Хімічныя ўласцівасці неадыма
Неадыма(Хімічны сімвал: ND) - гэта рэдкі элемент Зямлі з шэрагам спецыяльных хімічных уласцівасцей. Ніжэй прыведзены падрабязнае ўвядзенне ў хімічныя ўласцівасці неадыма:
1. Рэактыўнасць: Неадым - гэта адносна актыўны тып рэдкіх Зямлі элементаў. У паветры неадыма хутка рэагуе з кіслародам, утвараючы оксіды неадыма. Гэта робіць неадымію не ў стане захаваць сваю паверхню яркай пры пакаёвай тэмпературы і хутка акісляецца.
2. Растваральнасць: Неадыма можна растварацца ў некаторых кіслотах, напрыклад, канцэнтраванай азотнай кіслаты (HNO3) і канцэнтраванай салянай кіслаты (HCl), але яго растваральнасць у вадзе нізкая.
3
4. Стан акіслення: Неодым звычайна існуе ў стане акіслення +3, што з'яўляецца яго самым устойлівым станам акіслення. Аднак пры пэўных умовах стан акіслення +2 таксама можа быць утвораны.
5. Фарміраванне сплаву: Неадым можа ўтвараць сплавы з іншымі элементамі, асабліва з такімі металамі, як жалеза і алюміній, утвараючы неадымавыя сплавы. Гэтыя сплавы часта маюць важнае прымяненне ў магнітных і структурных матэрыялах.
6. Хімічная рэактыўнасць: Неадым можа служыць каталізатарам альбо ўдзельнічаць у працэсе рэакцыі ў некаторых хімічных рэакцыях, асабліва ў галінах высокатэмпературных сплаваў і матэрыялазнаўства.
7. Акіслянне ўласцівасці: З -за яго адносна актыўнага характару, неадым можа выступаць у якасці акісляльніка ў некаторых хімічных рэакцыях, у выніку чаго іншыя рэчывы губляюць электроны.
Хімічныя ўласцівасці неадыму гуляюць важную ролю ў канкрэтных галінах прыкладанняў, асабліва ў магнітных матэрыялах, высокатэмпературных сплавах і даследаваннях навуковых матэрыялаў.
Біялагічныя ўласцівасці неадыма
Прымяненне неадыму ў біямедыцынскім полі адносна абмежаванае, паколькі гэта не элемент, неабходны для жывых арганізмаў, і яе радыеактыўнасць слабая, што робіць яго непрыдатным для візуалізацыі ядзернай медыцыны. Аднак ёсць некаторыя вобласці даследаванняў і прымянення з удзелам неадыма. Ніжэй прыведзены падрабязнае ўвядзенне ў біямедыцынскія ўласцівасці неадыма:
1. Магнітна -рэзанансная тамаграфія (МРТ) кантрасная агент: Хоць не часта выкарыстоўваецца клінічны кантраснае рэчыва, неадымію можна выкарыстоўваць падрыхтаваць кантраснае рэчыва МРТ. Спалучэнне іёнаў неадыма ў пэўных малекулярных структурах можа ўзмацніць кантраст малюнкаў МРТ, палягчаючы пэўныя тканіны або паразы. Гэта дадатак па -ранейшаму знаходзіцца на стадыі даследавання, але мае патэнцыял для біямедыцынскай тамаграфіі.
2. Неадымавыя наначасціцы: даследчыкі распрацавалі наначасціцы на аснове неадыма, якія могуць быць выкарыстаны для дастаўкі лекаў і лячэння рака. Гэтыя наначасціцы могуць быць уведзены ў арганізм, а затым вызваліць лекі ў клетках рэцыпіентаў альбо праводзяць такія метады лячэння, як цеплавая тэрапія. Магнітныя ўласцівасці гэтых часціц таксама могуць быць выкарыстаны для накіравання і маніторынгу курсу лячэння.
3. Лячэнне пухліны: Хоць не прамое лячэнне, даследаванні паказваюць, што неадымавыя магніты могуць быць выкарыстаны ў спалучэнні з іншымі метадамі лячэння, напрыклад, магнітнай цеплавой тэрапіяй. У гэтым метадзе ў арганізм уводзяцца часціцы магніта неадыма, а затым награваюцца пад уздзеяннем знешняга магнітнага поля для знішчэння опухолевых клетак. Гэта эксперыментальнае лячэнне і ўсё яшчэ вывучаецца.
4. Інструменты даследавання: Некаторыя злучэнні элемента неадыма могуць быць выкарыстаны ў якасці эксперыментальных інструментаў у біямедыцынскіх даследаваннях, напрыклад, у вывучэнні клеткавай і малекулярнай біялогіі. Гэтыя злучэнні звычайна выкарыстоўваюцца для вывучэння такіх абласцей, як дастаўка лекаў, біяаналіз і малекулярная тамаграфія.
Варта адзначыць, што прымяненне неадыма ў біямедыцынскай вобласці адносна новае і па -ранейшаму знаходзіцца ў пастаянным развіцці і даследаваннях. Яго прымяненне абмежавана рэдкімі і радыеактыўнымі ўласцівасцямі і патрабуе ўважлівага разгляду. Пры выкарыстанні неадыма або яго злучэнняў неабходна выконваць бяспеку і этычныя рэкамендацыі, каб гарантаваць, што яны не аказваюць негатыўнага ўплыву на людзей і навакольнае асяроддзе.
Натуральнае размеркаванне неадыма
Неадзім - рэдкі элемент Зямлі, які адносна шырока распаўсюджаны ў прыродзе. Ніжэй прыведзены падрабязнае ўвядзенне ў размеркаванне неадыма ў прыродзе:
1. Існаванне ў зямной кары: Недым - адзін з рэдкіх элементаў зямлі, прысутных у зямной кары, а яго багацце складае прыблізна 38 мг/кг. Гэта робіць неадыму адносна багатым у зямной скарыначцы, займаючы другое месца сярод элементаў рэдкай зямлі, пасля Цэрыума. Неадыма сустракаецца ў значна большым багацці, чым некаторыя распаўсюджаныя металы, такія як вальфрама, свінец і волава.
2. У рэдкай зямлі мінералы: Неадыма звычайна існуе ў выглядзе свабодных элементаў, а ў выглядзе злучэнняў у мінералаў рэдкіх Зямлі. Неадзім змяшчаецца ў некаторых асноўных рэспубліканскіх рудах, такіх як маназіт і бастнасіт. Неадыма ў гэтых рудах можна аддзяліць праз працэсы плаўкі і здабычы для камерцыйных прыкладанняў.
3. У радовішчах каштоўных металаў: неадыму часам можна знайсці ў некаторых радовішчах каштоўных металаў, такіх як радовішчы золата, срэбра, медзі і ўрану. Аднак звычайна ён прысутнічае ў адносна невялікіх колькасцях.
4. Марская вада: Хоць неадыма існуе ў марской вадзе, яе канцэнтрацыя вельмі нізкая, як правіла, толькі на ўзроўні мікраграма/літра. Такім чынам, здабыча неадыма з марской вады, як правіла, не з'яўляецца эканамічна жыццяздольным метадам.
Неадыма мае пэўнае багацце ў зямной кары, але ў асноўным ён сустракаецца ў мінералах рэдкай зямлі. Выманне і вылучэнне неадыма часта патрабуе складаных плаўкі і ўдакладнення працэсаў для задавальнення патрэбаў камерцыйных і прамысловых прыкладанняў. Элементы рэдкіх Зямлі, такія як неадыма, гуляюць важную ролю ў сучасных тэхналогіях і прамысловасці, таму даследаванні і кіраванне іх пастаўкай і распаўсюджваннем маюць вырашальнае значэнне.
Майнинг, здабыча і плаўка неадыма
Здабыча і вытворчасць неадыма - гэта складаны працэс, які звычайна ўключае ў сябе наступныя этапы:
1. Здабыча рэдкіх земляных адкладаў: Недым у асноўным сустракаецца ў рэдкіх зямлёх, такіх як маназіт і бастнасіт. Здабыча рэдкіх Зямлі руды - гэта першы крок у вытворчасці неадыма. Гэта ўключае ў сябе геалагічныя пошукі, майнинг, раскопкі і здабычу руды.
2. Апрацоўка руды: Пасля здабычы здабычы руды здабычы, ёй трэба прайсці шэраг этапаў фізічнай і хімічнай апрацоўкі, каб аддзяліць і здабываць элементы рэдкай зямлі, у тым ліку неадымію. Гэтыя этапы лячэння могуць ўключаць у сябе абгрунтаванне, шліфаванне, флотацыю, вымыванне кіслаты і растварэнне.
3. Аддзяленне і здабыча неадыма: пасля апрацоўкі руды завіса, якая змяшчае элементы рэдкай зямлі, звычайна патрабуе далейшага падзелу і экстракцыі. Звычайна гэта ўключае ў сябе метады хімічнага аддзялення, такія як экстракцыя растваральніка або іённы абмен. Гэтыя метады дазваляюць паступова аддзяляць розныя элементы рэдкай зямлі.
4. Удакладненне неадыма: Пасля таго, як неадымію вылучаецца, ён звычайна праходзіць далейшы працэс перапрацоўкі для выдалення прымешак і паляпшэння чысціні. Гэта можа ўключаць такія метады, як экстракцыя растваральніка, аднаўленне і электраліз.
5. Падрыхтоўка да сплаву: Некаторыя прымяненне неадыму патрабуюць легавання яго іншымі металічнымі элементамі, такімі як жалеза, бор і алюміній, для падрыхтоўкі сплаваў неадыманаў для вырабу магнітных матэрыялаў або высокатэмпературных сплаваў.
6. Падрыхтоўка да прадуктаў: Неадымавыя элементы можна таксама выкарыстоўваць для падрыхтоўкі розных прадуктаў, такіх як магніты, пастаянныя магніты, магнітна -рэзанансныя кантрасныя рэчывы, наначасціцы і г.д. Гэтыя прадукты могуць быць выкарыстаны ў палі -медыцынскіх, медыцынскіх, энергетычных і матэрыяльных навуках.
Важна адзначыць, што майнинг і вытворчасць элементаў рэдкай зямлі - гэта складаны працэс, які часта патрабуе строгіх стандартаў навакольнага асяроддзя і бяспекі. Акрамя таго, на ланцужок паставак рэдкай зямлі і здабычы элементаў таксама ўплываюць геапалітыка і ваганні рынку, таму вытворчасць і пастаўкі элементаў рэдкай зямлі прыцягнулі міжнародную ўвагу.
Метад выяўлення элемента неадыма
1. Атамная паглынальная спектраметрыя (AAS): Атамная спектраметрыя паглынання - гэта звычайна выкарыстоўваецца метад колькаснага аналізу, які падыходзіць для вымярэння зместу металічных элементаў. Канвертуючы ўзор, які трэба вымераць у адзінкавыя атамы або іёны, апрамяняючы ўзор пры дапамозе крыніцы святла пэўнай даўжыні хвалі і вымяраючы паглынанне святла, можна вызначыць утрыманне металічнага элемента ў пробе. AAS мае перавагі высокай адчувальнасці, добрай селектыўнасці і лёгкай працы.
2. Спектральнае метад сканавання: Спектральны метад сканавання вызначае ўтрыманне элементаў, вымяраючы паглынанне або выпраменьванне святла на розных даўжынях хвалі ўзору. Звычайна выкарыстоўваюцца метады спектральнага сканавання ўключаюць ультрафіялетавую візічную спектраскапію (УФ-ВІС), флуарэсцэнтную спектраскапію і спектраскапію атамнай эмісіі (АЭ). Гэтыя метады могуць вымераць утрыманне неадыму ў пробах, выбіраючы адпаведныя даўжыні хваль і кантралюючы параметры прыбораў.
3. Рэнтгенаўская флуарэсцэнтная спектраметрыя (XRF): рэнтгенаўская флуарэсцэнтная спектраметрыя-гэта неразбуральны аналітычны метад, які падыходзіць для вымярэння элементарнага ўтрымання ў цвёрдых рэчывах, вадкасцях і газах. Гэты метад вызначае ўтрыманне элементаў, выпраменьваючы характэрнае выпраменьванне флуарэсцэнцыі пасля таго, як узор узбуджаецца рэнтгенаўскімі прамянямі, а вымяраючы пікавае становішча і інтэнсіўнасць спектру флуарэсцэнцыі. XRF мае перавагі хуткага, адчувальнага і адначасовага вымярэння некалькіх элементаў.
4. Індуктыўна звязаная з плазменнай масавай спектраметрыяй (ICP-MS): ICP-MS-гэта вельмі адчувальны аналітычны метад, прыдатны для вымярэння слядоў і элементаў ультра-трасы. Гэты метад вызначае ўтрыманне элементаў, пераўтвараючы ўзор, які будзе вымераны ў зараджаныя іёны, выкарыстоўваючы плазму з высокай тэмпературай, якая ўтвараецца ў выніку індуктыўна звязанай плазмы, каб іянізаваць узор, а затым з выкарыстаннем мас-спектраметра для масавага аналізу. ICP-MS мае надзвычай высокую адчувальнасць, селектыўнасць і здольнасць адначасова вымяраць некалькі элементаў.
5. Індуктыўна звязаная з плазменнай аптычнай выкіднай спектраметрыяй (ICP-OES): Прынцып працы ICP-OES заключаецца ў выкарыстанні ўзбуджаных атамаў стану і іёнаў у плазме з высокай тэмпературай, якая ўтвараецца ў выніку індуктыўна звязанай плазмы (ICP) да пераходу і выкідвання пэўных спектральных ліній. . Паколькі кожны элемент мае розныя спектральныя лініі, элементы ў пробе можна вызначыць шляхам вымярэння гэтых спектральных ліній
Гэтыя метады выяўлення можна выбраць па меры неабходнасці, у залежнасці ад тыпу выбаркі, неабходнай адчувальнасці выяўлення і аналітычных умоў. У практычных дадатках можна выбраць найбольш прыдатны метад для вызначэння зместу Praseodymium на аснове даследаванняў або прамысловых патрэбаў.
Спецыфічнае прымяненне атамнага спосабу паглынання для вымярэння элемента неадыма
У вымярэнні элементаў метад атамнай паглынання мае высокую дакладнасць і адчувальнасць, забяспечваючы эфектыўныя сродкі для вывучэння хімічных уласцівасцей, складанага складу і зместу элементаў.
Далей мы выкарыстоўвалі атамнае паглынанне для вымярэння колькасці неадыма. Канкрэтныя крокі наступныя:
Падрыхтуйце ўзор, які будзе правераны. Для падрыхтоўкі ўзору, які будзе вымераны ў раствор, звычайна неабходна выкарыстоўваць змешаную кіслату для стрававання, каб палегчыць наступнае вымярэнне.
Выберыце адпаведны атамны паглынальны спектрометр. Выберыце адпаведны спектраметр атамнага паглынання на аснове ўласцівасцей узору, які трэба вымераць, і дыяпазон утрымання неадыма, які неабходна вымераць.
Адрэгулюйце параметры атамнага паглынальнага спектрометра. У адпаведнасці з элементам, які павінен быць вымераны, і мадэль прыбора, адрэгулюйце параметры спектраметра атамнага паглынання, уключаючы крыніцу святла, распыляльнік, дэтэктар і г.д.
Вымерайце паглынанне неадыма. Узор, які трэба выпрабаваць, змяшчаецца ў распыляльніку, а праз крыніцу святла выпраменьваецца лёгкая выпраменьванне пэўнай даўжыні хвалі. Неадымавы элемент, які трэба вымераць, будзе паглынаць гэтае святло і дасць пераход на ўзровень энергіі. Паглынанне неадыма вымяраецца з дапамогай дэтэктара. Выклікайце ўтрыманне неадыма. Зыходзячы з паглынання і стандартнай крывой, было разлічана ўтрыманне неадымавага элемента.
Праз вышэйзгаданы змест мы можам дакладна зразумець важнасць і унікальнасць неадыма. Як адзін з элементаў рэдкай зямлі, неадымію валодае унікальнымі фізічнымі і хімічнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго шырока выкарыстоўваецца ў сучаснай навуцы і тэхналогіях. Ад магнітных матэрыялаў да аптычных інструментаў, ад каталізу да аэракасмічнай прасторы, неадыма гуляе ключавую ролю. Хоць ёсць яшчэ шмат невядомых пра наша разуменне і прымяненне неадыма, пры пастаянным прасоўванні навукі і тэхнікі, у нас ёсць падставы меркаваць, што мы зможам больш глыбока зразумець неадымію ў будучыні і выкарыстоўваць яго унікальныя ўласцівасці, каб прынесці карысць развіццю чалавечага грамадства. Прыходзьце да больш магчымасцей і дабраславеньняў.
Час паведамлення: 14 снежня 2014 г.