Կախարդական հազվագյուտ երկրային տարր. «Մշտական ​​մագնիսների արքան» - նեոդիմ

բաստնազիտ

Նեոդիմը, ատոմային համարը՝ 60, ատոմային զանգվածը՝ 144,24, ընդերքում 0,00239% պարունակությամբ, հիմնականում առկա է մոնազիտում և բաստնեզիտում։ Բնության մեջ կա նեոդիմի յոթ իզոտոպ՝ նեոդիմում 142, 143, 144, 145, 146, 148 և 150, որոնցից ամենաբարձր պարունակությունն ունի նեոդիմում 142։ Պրազեոդիմի ծնունդով առաջացավ նեոդիմը։ Նեոդիմի հայտնվելը ակտիվացրեց հազվագյուտ հողերի դաշտը և կարևոր դեր խաղաց դրանում: Եվ ազդում է հազվագյուտ հողերի շուկայի վրա:

Նեոդիմի հայտնաբերում

Կարլ Օրվոն Ուելսբախ (1858-1929), նեոդիմի հայտնաբերող

1885 թվականին ավստրիացի քիմիկոս Կարլ Օրվոն Ուելսբախ Կարլ Աուեր ֆոն Ուելսբախը Վիեննայում հայտնաբերեց նեոդիմը։ Նա առանձնացրեց նեոդիմը և պրազեոդիմը սիմետրիկ նեոդիմային նյութերից՝ առանձնացնելով և բյուրեղացնելով ամոնիումի նիտրատ քառահիդրատը ազոտական ​​թթվից, և միևնույն ժամանակ առանձնացրեց սպեկտրային վերլուծությամբ, բայց այն համեմատաբար մաքուր ձևով առանձնացվեց մինչև 1925 թվականը։

1950-ական թվականներից ի վեր բարձր մաքրության նեոդիմը (ավելի քան 99%) հիմնականում ստացվել է մոնազիտի իոնափոխանակման գործընթացով։ Մետաղն ինքնին ստացվում է դրա հալոգենային աղի էլեկտրոլիզով։ Ներկայումս նեոդիմի մեծ մասը արդյունահանվում է (Ce,La,Nd,Pr)CO3F-ից բաստա նատանիտից և մաքրվում է լուծիչով արդյունահանմամբ: Իոնափոխանակման մաքրումը պահպանում է ամենաբարձր մաքրությունը (սովորաբար > 99,99%) պատրաստման համար: Քանի որ դժվար է հեռացնել պրազեոդիմի վերջին հետքը այն դարաշրջանում, երբ արտադրությունը կախված է փուլային բյուրեղացման տեխնոլոգիայից, 1930-ականներին արտադրված վաղ նեոդիմումային ապակին ունի ավելի մաքուր մանուշակագույն գույն: և ավելի կարմիր կամ նարնջագույն երանգ, քան ժամանակակից տարբերակը:

Մետաղ նեոդիմում

Մետաղական նեոդիմն ունի արծաթափայլ մետաղական փայլ, հալման ջերմաստիճան՝ 1024°C, խտություն՝ 7,004 գ/սմ և պարամագնիսականություն։ Նեոդիմը ամենաակտիվ հազվագյուտ հողային մետաղներից է, որն արագորեն օքսիդանում և մթնում է օդում, այնուհետև ձևավորում է օքսիդ շերտ և այնուհետև կեղևվում՝ մետաղը ենթարկելով հետագա օքսիդացման: Ուստի մեկ սանտիմետր չափով նեոդիմի նմուշն ամբողջությամբ օքսիդանում է մեկ տարվա ընթացքում։ Սառը ջրում դանդաղ է արձագանքում, իսկ տաք ջրում՝ արագ։

Նեոդիմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա.

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

Նեոդիմի լազերային կատարումը պայմանավորված է էներգիայի տարբեր մակարդակների միջև 4f ուղեծրային էլեկտրոնների անցումով: Այս լազերային նյութը լայնորեն օգտագործվում է հաղորդակցության, տեղեկատվության պահպանման, բժշկական բուժման, հաստոցների մշակման և այլնի մեջ: Դրանցից իտրիումի ալյումինե նռնաքարը Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) լայնորեն օգտագործվում է գերազանց կատարողականությամբ, իսկ Nd-դոպված գադոլինիումի սկանդիումի գալլիումի նռնաքարը ավելի բարձր ցուցանիշներով: արդյունավետությունը։

Նեոդիմի կիրառում

Նեոդիմի ամենամեծ օգտագործողը NdFeB մշտական ​​մագնիս նյութն է: NdFeB մագնիսը կոչվում է «մշտական ​​մագնիսների արքա» իր բարձր մագնիսական էներգիայի արտադրանքի պատճառով: Այն լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոնիկայի, մեքենաշինության և այլ ոլորտներում իր գերազանց կատարողականության համար: Մեծ Բրիտանիայի Էքսեթերի համալսարանի Քամբերլենդի հանքարդյունաբերության դպրոցի կիրառական հանքարդյունաբերության պրոֆեսոր Ֆրենսիս Ուոլն ասում է. «Մագնիսների առումով իրականում ոչինչ չկա, որը կարող է մրցակցել նեոդիմի հետ: Ալֆա մագնիսական սպեկտրոմետրի հաջող զարգացումը ցույց է տալիս, որ մագնիսական հատկությունները NdFeB մագնիսները Չինաստանում մտել են համաշխարհային մակարդակի:

Նեոդիմի մագնիս կոշտ սկավառակի վրա

Նեոդիմը կարող է օգտագործվել կերամիկա, վառ մանուշակագույն ապակի, լազերային արհեստական ​​ռուբին և հատուկ ապակի, որը կարող է զտել ինֆրակարմիր ճառագայթները: Օգտագործվում է պրազեոդիմի հետ միասին ապակու փչակների համար ակնոցներ պատրաստելու համար:

Մագնեզիումի կամ ալյումինի համաձուլվածքի մեջ 1,5%~2,5% նանոնեոդիմի օքսիդ ավելացնելը կարող է բարելավել խառնուրդի բարձր ջերմաստիճանի կատարումը, օդային խստությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը, և այն լայնորեն օգտագործվում է որպես օդատիեզերական նյութ ավիացիայի համար:

Նանո-իտրիումային ալյումինե նռնաքարը, որը լցոնված է նանո-նեոդիմի օքսիդով, արտադրում է կարճ ալիքի լազերային ճառագայթ, որը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ 10 մմ-ից ցածր հաստությամբ բարակ նյութեր եռակցելու և կտրելու համար:

Nd:YAG լազերային ձող

Բժշկական բուժման մեջ նանո իտրիումի ալյումինե նռնաքարային լազերային լազերային լազերը, որը լցոնված է նանոնեոդիմի օքսիդով, օգտագործվում է վիրահատական ​​վերքերը հեռացնելու կամ վիրահատական ​​դանակների փոխարեն վերքերը ախտահանելու համար:

Նեոդիմում ապակին ստացվում է ապակու հալոցքի մեջ նեոդիմի օքսիդ ավելացնելով: Նարդոսը սովորաբար հայտնվում է նեոդիմումային ապակու մեջ արևի լույսի կամ շիկացած լամպի տակ, բայց բաց կապույտը հայտնվում է լյումինեսցենտային լամպի լույսի ներքո: Նեոդիմը կարող է օգտագործվել ապակու նուրբ երանգները գունավորելու համար, ինչպիսիք են մաքուր մանուշակագույնը, գինու կարմիրը և տաք մոխրագույնը:

նեոդիմում ապակի

Գիտության և տեխնիկայի զարգացման և հազվագյուտ հողերի գիտության և տեխնոլոգիայի ընդլայնման և ընդլայնման հետ մեկտեղ նեոդիմը կունենա ավելի լայն օգտագործման տարածք