Magic Rare Earth Element: "King of Permanent Magnet" - Neodym

bastnasite

Neodym, atomnummer 60, atomvekt 144,24, med et innhold på 0,00239 % i skorpen, finnes hovedsakelig i monazitt og bastnaesitt. Det er syv isotoper av neodym i naturen: neodym 142, 143, 144, 145, 146, 148 og 150, blant hvilke neodym 142 har det høyeste innholdet. Med fødselen av praseodym kom neodym til. Ankomsten av neodym aktiverte feltet for sjeldne jordarter og spilte en viktig rolle i det. Og påvirker markedet for sjeldne jordarter.

Oppdagelsen av neodym

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), oppdageren av neodym

I 1885 oppdaget den østerrikske kjemikeren Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach neodym i Wien. Han skilte neodym og praseodym fra symmetriske neodymmaterialer ved å separere og krystallisere ammoniumnitrat tetrahydrat fra salpetersyre, og samtidig separert ved spektralanalyse, men det ble ikke separert i relativt ren form før i 1925.

Siden 1950-tallet ble neodym med høy renhet (over 99%) hovedsakelig oppnådd ved ionebytteprosess av monazitt. Selve metallet oppnås ved å elektrolysere dets halogenidsalt. For tiden ekstraheres det meste av neodym fra (Ce,La,Nd,Pr)CO3F i basta Nathanite og renses ved løsningsmiddelekstraksjon. Ionebytterrensing reserver den høyeste renheten (vanligvis > 99,99 %) for tilberedning. Fordi det er vanskelig å fjerne det siste sporet av praseodym i en tid da produksjonen avhenger av trinnkrystalliseringsteknologi, har det tidlige neodymglasset produsert på 1930-tallet en renere lilla farge og en mer rød eller oransje fargetone enn den moderne versjonen.

Neodym metall

Metallisk neodym har lys sølvmetallisk glans, smeltepunkt på 1024°C, tetthet på 7,004 g/cm og paramagnetisme. Neodym er et av de mest aktive sjeldne jordmetallene, som raskt oksiderer og mørkner i luften, for så å danne et oksidlag og deretter flasser av, og utsetter metallet for ytterligere oksidasjon. Derfor blir neodymprøven med en størrelse på én centimeter fullstendig oksidert innen ett år. Den reagerer sakte i kaldt vann og raskt i varmt vann.

Neodym elektronisk konfigurasjon

Elektronisk konfigurasjon:

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

Laserytelsen til neodym er forårsaket av overgangen til 4f orbitale elektroner mellom forskjellige energinivåer. Dette lasermaterialet er mye brukt i kommunikasjon, informasjonslagring, medisinsk behandling, maskinering, etc. Blant dem er yttriumaluminium granat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) mye brukt med utmerket ytelse, og Nd-dopet gadolinium scandium gallium granat med høyere effektivitet.

Påføring av neodym

Den største brukeren av neodym er NdFeB permanentmagnetmateriale. NdFeB-magnet kalles "kongen av permanente magneter" på grunn av sitt høye magnetiske energiprodukt. Den er mye brukt i elektronikk, maskiner og andre industrier for sin utmerkede ytelse. Francis Wall, professor i anvendt gruvedrift ved Cumberland School of Mining, University of Exeter, Storbritannia, sa: "Når det gjelder magneter, er det egentlig ingenting som kan konkurrere med neodym. Den vellykkede utviklingen av Alpha Magnetic Spectrometer indikerer at de magnetiske egenskapene av NdFeB-magneter i Kina har gått inn i verdensklassenivå.

Neodymmagnet på harddisk

Neodym kan brukes til å lage keramikk, lyst lilla glass, kunstig rubin i laser og spesialglass som kan filtrere infrarøde stråler. Brukes sammen med praseodym for å lage briller til glassblåsere.

Tilsetning av 1,5% ~ 2,5% nano neodymoksid i magnesium eller aluminiumslegering kan forbedre høytemperaturytelsen, lufttettheten og korrosjonsbestandigheten til legeringen, og den er mye brukt som romfartsmateriale for luftfart.

Nano-yttrium aluminium granat dopet med nano-neodymoksid produserer kortbølget laserstråle, som er mye brukt til sveising og kutting av tynne materialer med tykkelse under 10 mm i industrien.

Nd:YAG laserstang

I medisinsk behandling brukes nano yttrium aluminium granatlaser dopet med nano neodymoksid for å fjerne operasjonssår eller desinfisere sår i stedet for operasjonskniver.

Neodymglass lages ved å tilsette neodymoksid i glasssmelten. Lavendel vises vanligvis i neodymglass under sollys eller glødelampe, men lyseblå vises under lysstoffrør. Neodym kan brukes til å farge delikate glassnyanser som ren fiolett, vinrød og varm grå.

neodym glass

Med utviklingen av vitenskap og teknologi og utvidelsen og utvidelsen av vitenskap og teknologi for sjeldne jordarter, vil neodym ha et bredere bruksområde