Neodim, elementul magic al pământurilor rare

Bastnaesite

Neodim, număr atomic 60, greutate atomică 144,24, cu un conținut de 0,00239% în scoarță, prezent în principal în monazit și bastnaesit. Există șapte izotopi ai neodimului în natură:neodim142, 143, 144, 145, 146, 148 și 150, neodim 142 având cel mai mare conținut. Odată cu naștereapraseodimelement,neodima apărut și un element. Sosireaneodimelementul a activatpământuri raredomeniu, a jucat un rol important înpământuri rarecâmp și a controlatpământuri rarepiaţă.

DescoperireaNeodim

Karl von Welsbach (1858-1929), descoperitorulNeodim

În 1885, chimistul austriac Carl Auer von Welsbach a descoperitneodimla Viena. S-a despărțitneodimşipraseodimdin simetricneodimmateriale prin separarea tetrahidratului cristalin de dinitratul de amoniu de acidul azotic și separate prin analiză spectrală. Cu toate acestea, abia în 1925 au fost separate într-o formă relativ pură.

Încă din anii 1950, puritate ridicată (peste 99%)neodima fost obținut în principal prin procesul de schimb ionic al monazitului. Metalul în sine este obținut prin electroliza sărurilor sale de halogenură. În prezent, majoritateaneodimse extrage din piatra Bastana (Ce, La, Nd, Pr) CO3F și se purifică prin extracție cu solvent. Purificarea prin schimb ionic este rezervată pentru prepararea cu cea mai mare puritate (de obicei >99,99%). Datorită dificultății de a îndepărta urmele finale depraseodimîn era producției bazate pe tehnologia de cristalizare pas cu pas, la începutneodimSticla fabricată în anii 1930 avea o nuanță violet sau portocalie mai pură decât versiunile moderne.

Neodim metalic

Neodim metalicAre un luciu metalic argintiu strălucitor, un punct de topire de 1024 °C și o densitate de 7,004 g/cm³, are paramagnetism.Neodimeste unul dintre cele mai activemetale de pământuri rare, care se oxidează rapid și se înnegrește la aer, formând un strat de oxid care apoi se exfoliază, expunând metalul pentru o oxidare ulterioară. Prin urmare, un centimetru de dimensiuneneodimProba este complet oxidată în decurs de un an. Reacționează lent în apă rece și rapid în apă fierbinte.

Neodimmachetare electronică

Machetă electronică:

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

Performanța laseruluineodimse datorează tranziției electronilor orbitali 4f între diferite niveluri de energie. Acest material laser este utilizat pe scară largă în comunicații, stocarea informațiilor, tratament medical, prelucrare mecanică și alte domenii. Printre acestea,ytriu aluminiugranatul Y3Al5O12:Nd (YAG:Nd) este utilizat pe scară largă pentru performanțele sale excelente, precum și pentru doparea cu Ndgadoliniu scandiugranat de galiu cu eficiență mai mare.

Aplicareaneodim 

Cel mai mare utilizator deneodimeste un material magnetic permanent din neodim fier-bor. Magneții neodim fier-bor au un produs energetic magnetic ridicat și sunt cunoscuți drept „regele magneților permanenți” contemporani. Aceștia sunt utilizați pe scară largă în industrii precum electronica și utilajele datorită performanței lor excelente. Francis Wall, profesor de minerit aplicat la Școala de Minerit Cumburn din cadrul Universității din Exeter, Marea Britanie, a declarat: „În ceea ce privește magneții, nu există cu adevărat concurență cuneodim„Dezvoltarea cu succes a spectrometrului magnetic Alpha marchează faptul că diversele proprietăți magnetice ale magneților de neodim fier-bor din China au atins niveluri de clasă mondială.”

Magnet de neodim pe hard disk

Neodimpoate fi folosit pentru fabricarea ceramicii, a sticlei violet strălucitoare, a rubinelor artificiale din lasere și a sticlei speciale care poate filtra razele infraroșii. Folosit împreună cupraseodimpentru a confecționa ochelari de protecție pentru lucrătorii care suflează sticlă.

Adăugarea a 1,5% până la 2,5% nanooxid de neodimla aliajele de magneziu sau aluminiu poate îmbunătăți performanța la temperaturi ridicate, etanșeitatea la aer și rezistența la coroziune a aliajului și este utilizat pe scară largă ca material aerospațial.

Nanometruytriu aluminiugranat dopat cuoxid de neodimgenerează fascicule laser cu undă scurtă, care sunt utilizate pe scară largă în industrie pentru sudarea și tăierea materialelor subțiri cu o grosime mai mică de 10 mm.

 

Tijă laser Nd: YAG

În practica medicală, nanoytriu aluminiulasere cu granat dopate cu nanoOxid de neodim de înaltă puritate 99,9%, nr. CAS 1313-97-9 (epomaterial.com)sunt folosite în locul cuțitelor chirurgicale pentru a îndepărta rănile chirurgicale sau a dezinfecta.

Neodimsticla se face prin adăugareaoxid de neodimla topirea sticlei. De obicei, lavanda apare peneodimsticlă sub lumina soarelui sau la lumină incandescentă, dar apare albastru deschis sub iluminare fluorescentă.Neodimpoate fi folosit pentru a colora nuanțe delicate de sticlă, cum ar fi violet pur, vișiniu și gri cald.

Neodimsticlă

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei și cu extinderea tehnologiei pământurilor rare,neodimva avea un spațiu mai larg de utilizare.


Data publicării: 26 oct. 2023