Magic Rare Earth Element: "Koning van Permanente Magneet" - Neodymium

bastnasiet

Neodimium, atoomgetal 60, atoomgewig 144,24, met 'n inhoud van 0,00239% in die kors, kom hoofsaaklik in monasiet en bastnaesiet voor. Daar is sewe isotope van neodymium in die natuur: neodymium 142, 143, 144, 145, 146, 148 en 150, waaronder neodymium 142 die hoogste inhoud het. Met die geboorte van praseodymium het neodymium ontstaan. Die koms van neodymium het die seldsame aarde veld geaktiveer en 'n belangrike rol daarin gespeel.En beïnvloed die seldsame aarde mark.

Ontdekking van Neodymium

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), die ontdekker van neodymium

In 1885 het die Oostenrykse chemikus Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach neodymium in Wene ontdek. Hy het neodimium en praseodimium van simmetriese neodimiummateriaal geskei deur ammoniumnitraattetrahidraat van salpetersuur te skei en te kristalliseer, en terselfdertyd deur spektrale analise geskei, maar dit is eers in 1925 in 'n relatief suiwer vorm geskei.

Sedert die 1950's is neodymium met 'n hoë suiwerheid (meer as 99%) hoofsaaklik verkry deur die ioonuitruilproses van monasiet. Die metaal self word verkry deur sy halied sout te elektroliseer. Tans word die meeste neodymium uit (Ce,La,Nd,Pr)CO3F in basta Nathanite onttrek en deur oplosmiddelekstraksie gesuiwer. Ioonuitruilsuiweringsreserwe die hoogste suiwerheid (gewoonlik > 99.99%) vir voorbereiding. Omdat dit moeilik is om die laaste spoor van praseodimium te verwyder in die era wanneer vervaardiging afhanklik is van stapkristallisasietegnologie, het die vroeë neodimiumglas wat in 1930's vervaardig is 'n suiwer pers kleur en 'n meer rooi of oranje kleurtoon as die moderne weergawe.

Neodymium metaal

Metaalneodimium het helder silwer metaalglans, smeltpunt van 1024°C, digtheid van 7,004 g/cm, en paramagnetisme. Neodymium is een van die mees aktiewe seldsame aardmetale, wat vinnig oksideer en verdonker in die lug, dan 'n oksiedlaag vorm en dan afdop, wat die metaal aan verdere oksidasie blootstel. Daarom word die neodymiummonster met 'n grootte van een sentimeter binne een jaar heeltemal geoksideer. Dit reageer stadig in koue water en vinnig in warm water.

Neodymium elektroniese konfigurasie

Elektroniese konfigurasie:

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

Die laserprestasie van neodymium word veroorsaak deur die oorgang van 4f-orbitale elektrone tussen verskillende energievlakke. Hierdie lasermateriaal word wyd gebruik in kommunikasie, inligtingberging, mediese behandeling, masjinering, ens. Onder hulle word yttriumaluminiumgranaat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) wyd gebruik met uitstekende werkverrigting, en Nd-gedoteerde gadoliniumskandiumgalliumgranaat met hoër doeltreffendheid.

Toepassing van Neodymium

Die grootste gebruiker van neodymium is NdFeB permanente magneetmateriaal. NdFeB-magneet word "die koning van permanente magnete" genoem vanweë sy hoë magnetiese energieproduk. Dit word wyd gebruik in elektronika, masjinerie en ander nywerhede vir sy uitstekende werkverrigting. Francis Wall, 'n professor in toegepaste mynbou aan die Cumberland School of Mining, Universiteit van Exeter, VK, het gesê: "In terme van magnete is daar regtig niks wat met neodymium kan meeding nie. Die suksesvolle ontwikkeling van Alpha Magnetic Spectrometer dui daarop dat die magnetiese eienskappe van NdFeB-magnete in China het die wêreldklasvlak betree.

Neodymium magneet op hardeskyf

Neodymium kan gebruik word om keramiek, helder pers glas, kunsmatige robyn in laser en spesiale glas te maak wat infrarooi strale kan filtreer. Word saam met praseodymium gebruik om bril vir glasblasers te maak.

Deur 1,5% ~ 2,5% nano-neodymiumoksied by magnesium- of aluminiumlegering by te voeg, kan die hoëtemperatuurprestasie, lugdigtheid en korrosiebestandheid van die legering verbeter, en dit word wyd gebruik as lugvaartmateriaal vir lugvaart.

Nano-yttrium aluminium granaat gedoteer met nano-neodimiumoksied produseer kortgolf laserstraal, wat wyd gebruik word vir die sweis en sny van dun materiale met 'n dikte van minder as 10 mm in die industrie.

Nd: YAG laser staaf

In mediese behandeling word nano yttrium aluminium granaat laser gedoteer met nano neodymium oksied gebruik om chirurgiese wonde te verwyder of wonde te ontsmet in plaas van chirurgiese messe.

Neodymiumglas word gemaak deur neodymiumoksied by glassmelt te voeg. Laventel verskyn gewoonlik in neodymiumglas onder sonlig of gloeilamp, maar ligblou verskyn onder fluoresserende lampverligting. Neodymium kan gebruik word om delikate skakerings van glas soos suiwer violet, wynrooi en warm grys in te kleur.

neodymium glas

Met die ontwikkeling van wetenskap en tegnologie en die uitbreiding en uitbreiding van seldsame aarde wetenskap en tegnologie, sal neodymium 'n breër benuttingsruimte hê