Чароўны рэдказямельны элемент: «Кароль пастаяннага магніта» - неадым

бастназіт

Неадым, атамны нумар 60, атамная маса 144,24, з утрыманнем у кары 0,00239%, у асноўным існуе ў монацыце і бастнезіце. У прыродзе існуе сем ізатопаў неадыму: неадым 142, 143, 144, 145, 146, 148 і 150, сярод якіх неадым 142 мае найбольшае ўтрыманне. З нараджэннем празеадыму з'явіўся неадым. З'яўленне неадыму актывізавала поле рэдказямельных элементаў і адыграла ў ім важную ролю. І ўплывае на рынак рэдказямельных элементаў.

Адкрыццё неадыму

Карл Орвон Вельсбах (1858-1929), першаадкрывальнік неадыму

У 1885 годзе аўстрыйскі хімік Карл Орвон Вельсбах Карл Аўэр фон Вельсбах адкрыў у Вене неадым. Ён аддзяліў неадым і празеадым ад сіметрычных неадымавых матэрыялаў шляхам аддзялення і крышталізацыі тетрагидрата нітрату амонія з азотнай кіслаты, і ў той жа час аддзяліў спектральным аналізам, але ён не быў падзелены ў адносна чыстым выглядзе да 1925 года.

З 1950-х гадоў неадым высокай чысціні (больш за 99%) у асноўным атрымліваўся працэсам іённага абмену манацыту. Сам метал атрымліваюць шляхам электролізу яго галагеніднай солі. У цяперашні час большая частка неадыму здабываецца з (Ce,La,Nd,Pr)CO3F у баста-натаніце і ачышчаецца шляхам экстракцыі растваральнікам. Іонаабменная ачыстка захоўвае самую высокую чысціню (звычайна > 99,99%) для падрыхтоўкі. Паколькі ў эпоху, калі вытворчасць залежыць ад тэхналогіі паэтапнай крышталізацыі, цяжка выдаліць апошні след празеадыму, ранняе неадымавае шкло, вырабленае ў 1930-я гады, мае больш чысты фіялетавы колер і больш чырвоны або аранжавы колер, чым сучасная версія.

Неадымавы метал

Металічны неадым мае яркі серабрысты металічны бляск, тэмпературу плаўлення 1024°C, шчыльнасць 7,004 г/см і парамагнетызм. Неадым - адзін з найбольш актыўных рэдказямельных металаў, які хутка акісляецца і цямнее на паветры, затым утварае аксідны пласт, а затым адслойваецца, падвяргаючы метал далейшаму акісленню. Такім чынам, неадымавы ўзор памерам у адзін сантыметр цалкам акісляецца на працягу аднаго года. Ён павольна рэагуе ў халоднай вадзе і хутка ў гарачай вадзе.

Неадымавы электронная канфігурацыя

Электронная канфігурацыя:

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

Прадукцыйнасць неадымавага лазера абумоўлена пераходам арбітальных электронаў 4f паміж рознымі энергетычнымі ўзроўнямі. Гэты лазерны матэрыял шырока выкарыстоўваецца ў галіне сувязі, захоўвання інфармацыі, медыцынскага лячэння, механічнай апрацоўкі і г. д. Сярод іх ітрыевы алюмініевы гранат Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) шырока выкарыстоўваецца з выдатнай прадукцыйнасцю, а таксама гадоліній-скандый-галіевы гранат з прымешкай Nd з больш высокай эфектыўнасць.

Прымяненне неадыму

Найбуйнейшым спажыўцом неадыму з'яўляецца матэрыял пастаяннага магніта NdFeB. Магніт NdFeB называюць "каралём пастаянных магнітаў" з-за яго высокай магнітнай энергіі. Ён шырока выкарыстоўваецца ў электроніцы, машынабудаванні і іншых галінах прамысловасці дзякуючы сваёй выдатнай прадукцыйнасці. Фрэнсіс Уол, прафесар прыкладной горнай справы ў Камберлендскай школе горнай справы Універсітэта Эксетэра, Вялікабрытанія, сказаў: «З пункту гледжання магнітаў, сапраўды няма нічога, што можа канкураваць з неадымам. Паспяховае развіццё альфа-магнітнага спектрометра паказвае, што магнітныя ўласцівасці магнітаў NdFeB у Кітаі выйшлі на ўзровень сусветнага класа.

Неадымавы магніт на жорсткі дыск

Неадым можна выкарыстоўваць для вырабу керамікі, ярка-фіялетавага шкла, штучнага рубіну ў лазеры і спецыяльнага шкла, якое можа фільтраваць інфрачырвоныя прамяні. Выкарыстоўваецца разам з празеадымам для вырабу акуляраў для шкловыдзімальнікаў.

Даданне 1,5%~2,5% нанааксіду неадыму ў магніевы або алюмініевы сплаў можа палепшыць характарыстыкі пры высокіх тэмпературах, паветранепранікальнасць і каразійную ўстойлівасць сплаву, і ён шырока выкарыстоўваецца ў якасці аэракасмічнага матэрыялу для авіяцыі.

Нана-ітрыевы алюмініевы гранат, легаваны нана-аксідам неадыму, стварае караткахвалевы лазерны прамень, які шырока выкарыстоўваецца для зваркі і рэзкі тонкіх матэрыялаў таўшчынёй менш за 10 мм у прамысловасці.

Nd:YAG лазерны стрыжань

У медыцынскім лячэнні нанаітрыева-алюмініевы гранатавы лазер з нанааксідам неадыму выкарыстоўваецца для выдалення хірургічных ран або дэзінфекцыі ран замест хірургічных нажоў.

Неадымавы шкло вырабляецца шляхам дадання аксіду неадыму ў расплаў шкла. Звычайна лаванда выглядае ў неадымавым шкле пад сонечным святлом або лямпай напальвання, але светла-блакітная з'яўляецца пры асвятленні люмінесцэнтнай лямпай. Неадым можна выкарыстоўваць для афарбоўвання далікатных адценняў шкла, такіх як чыста фіялетавы, вінна-чырвоны і цёплы шэры.

неадымавым шклом

З развіццём навукі і тэхнікі і пашырэннем і пашырэннем рэдказямельнай навукі і тэхнікі, неадым будзе мець больш шырокую прастору выкарыстання