Magysk seldsum ierde-elemint: "Kening fan permaninte magneet" - Neodymium

bastnasite

Neodymium, atoomnûmer 60, atoomgewicht 144.24, mei in gehalte fan 0.00239% yn 'e korst, komt benammen foar yn monazyt en bastnesiet. Der binne sân isotopen fan neodymium yn 'e natuer: neodymium 142, 143, 144, 145, 146, 148 en 150, wêrfan neodymium 142 it heechste gehalte hat. Mei de berte fan praseodymium ûntstie neodymium. De komst fan neodymium aktivearre it fjild fan seldsume ierden en spile dêr in wichtige rol yn. En beynfloedet de merk foar seldsume ierden.

Untdekking fan Neodymium

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), de ûntdekker fan neodymium

Yn 1885 ûntduts de Eastenrykske skiekundige Carl Orvon Welsbach neodymium yn Wenen. Hy skiede neodymium en praseodymium fan symmetryske neodymiummaterialen troch ammoniumnitraat-tetrahydraat te skieden en te kristallisearjen fan salpetersoer, en tagelyk skiede troch spektrale analyze, mar it waard pas yn 1925 yn in relatyf suvere foarm skieden.

Sûnt de jierren 1950 is neodymium mei hege suverens (mear as 99%) benammen krigen troch it ionenútwikselingsproses fan monazyt. It metaal sels wurdt krigen troch it elektrolysearjen fan syn halogenidsâlt. Op it stuit wurdt it measte neodymium wûn út (Ce,La,Nd,Pr)CO3F yn basta nathanyt en suvere troch oplosmiddelekstraksje. Ionenútwikselingssuvering behâldt dy heechste suverens (meastal > 99,99%) foar tarieding. Omdat it lestich is om it lêste spoar fan praseodymium te ferwiderjen yn it tiidrek wêryn't de produksje ôfhinklik is fan stapsgewijze kristallisaasjetechnology, hat it iere neodymiumglês dat yn 'e jierren 1930 produsearre waard in suverder pearse kleur en in mear reade of oranje kleurtint as de moderne ferzje.

Neodymiummetaal

Metallysk neodymium hat in heldere sulveren metallyske glâns, in smeltpunt fan 1024 °C, in tichtheid fan 7.004 g/cm, en paramagnetisme. Neodymium is ien fan 'e aktyfste seldsume ierdmetalen, dy't rap oksidearret en tsjusterder wurdt yn 'e loft, dan in oksidelaach foarmet en dan ôfskilt, wêrtroch't it metaal fierder oksidearre wurdt. Dêrom is it neodymiummonster mei in grutte fan ien sintimeter binnen ien jier folslein oksidearre. It reagearret stadich yn kâld wetter en rap yn hyt wetter.

Neodymium elektroanyske konfiguraasje

Elektronyske konfiguraasje:

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

De laserprestaasjes fan neodymium wurde feroarsake troch de oergong fan 4f orbitale elektroanen tusken ferskate enerzjynivo's. Dit lasermateriaal wurdt in soad brûkt yn kommunikaasje, ynformaasjeopslach, medyske behanneling, masinearing, ensfh. Under harren wurdt yttrium aluminium granaat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) in soad brûkt mei poerbêste prestaasjes, en Nd-dopearre gadolinium scandium gallium granaat mei hegere effisjinsje.

Tapassing fan Neodymium

De grutste brûker fan neodymium is NdFeB permaninte magneetmateriaal. NdFeB-magneet wurdt "de kening fan permaninte magneten" neamd fanwegen syn hege magnetyske enerzjyprodukt. It wurdt in soad brûkt yn elektroanika, masines en oare yndustryen fanwegen syn poerbêste prestaasjes. Francis Wall, in heechlearaar tapaste mynbou oan 'e Cumberland School of Mining, Universiteit fan Exeter, UK, sei: "Wat magneten oanbelanget, is der eins neat dat kin konkurrearje mei neodymium. De suksesfolle ûntwikkeling fan Alpha Magnetic Spectrometer jout oan dat de magnetyske eigenskippen fan NdFeB-magneten yn Sina in wrâldklassenivo berikt hawwe."

Neodymiummagneet op hurde skiif

Neodymium kin brûkt wurde om keramyk te meitsjen, helder pears glês, keunstmjittige robijn yn laser en spesjaal glês dat ynfrareadstrielen filterje kin. Tegearre mei praseodymium wurdt it brûkt om brillen foar glêsblazers te meitsjen.

It tafoegjen fan 1,5% ~ 2,5% nano-neodymiumoxide oan magnesium- of aluminiumlegering kin de prestaasjes by hege temperatuer, loftdichtheid en korrosjebestriding fan 'e legearing ferbetterje, en it wurdt in soad brûkt as romtefeartmateriaal foar de loftfeart.

Nano-yttrium aluminium granaat dopeare mei nano-neodymium okside produseart in koarte-weach laserstriel, dy't in soad brûkt wurdt foar it lassen en snijen fan tinne materialen mei in dikte ûnder 10 mm yn 'e yndustry.

Nd:YAG laserstôk

Yn medyske behanneling wurdt nano-yttrium-aluminium-granaatlaser dopeare mei nano-neodymiumoxide brûkt om sjirurgyske wûnen te ferwiderjen of wûnen te desinfisearjen ynstee fan sjirurgyske messen.

Neodymiumglês wurdt makke troch neodymiumokside ta te foegjen oan glêssmelt. Lavendel ferskynt meastentiids yn neodymiumglês ûnder sinneljocht of gloelampe, mar ljochtblau ferskynt ûnder fluoreszintlampeferljochting. Neodymium kin brûkt wurde om delikate skaden fan glês te kleurjen lykas suver fiolet, wynread en waarm griis.

neodymium glês

Mei de ûntwikkeling fan wittenskip en technology en de útwreiding en útwreiding fan seldsume ierdewittenskip en -technology sil neodymium in bredere gebrûksromte hawwe.