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 vált szét.

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 energiájú terméke miatt.Kiváló teljesítménye miatt széles körben használják az elektronikában, a gépiparban és más iparágakban.Francis Wall, az Egyesült Királyság Exeteri Egyetem Cumberland School of Mining professzora azt 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 légi közlekedésben.

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 árnyalatainak, 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