Неадымавы элемент для прылад лазернага тэрмаядзернага сінтэзу

Неадым, 60-ы элемент перыядычнай табліцы.

й

Неадым асацыюецца з празеадымам, абодва з якіх з'яўляюцца лантанідамі з вельмі падобнымі ўласцівасцямі. У 1885 годзе, пасля таго як шведскі хімік Мосандэр адкрыў сумесьлантані празеадым, і неадым, аўстрыйцы Вельсбах паспяхова аддзялілі два віды «рэдказямельных элементаў»: аксід неадыму іаксід празеадымуі, нарэшце, разышлісянеадыміпразеадымад іх.

Неадым — серабрыста-белы метал з актыўнымі хімічнымі ўласцівасцямі, які можа хутка акісляцца на паветры. Падобна празеадыму, ён павольна рэагуе ў халоднай вадзе і хутка вылучае вадарод у гарачай вадзе. Неадым мае нізкую колькасць у зямной кары і ў асноўным прысутнічае ў монацыце і бастнэзіце, саступаючы па распаўсюджанасці толькі цэрыю.

Неадым у асноўным выкарыстоўваўся ў якасці фарбавальніка ў шкле ў 19 стагоддзі. Каліаксід неадымуКалі яго расплаўлялі ў шкло, яно атрымлівала розныя адценні ад цёплага ружовага да сіняга ў залежнасці ад крыніцы навакольнага святла. Не варта недаацэньваць асаблівае шкло з іонаў неадыму, якое называецца «неадымавым шклом». Гэта «сэрца» лазераў, і яго якасць непасрэдна вызначае патэнцыял і якасць выходнай энергіі лазернай прылады. У цяперашні час яно вядома як лазернае працоўнае асяроддзе на Зямлі, якое можа выдаваць максімальную энергію. Іоны неадыму ў неадымавым шкле з'яўляюцца ключом да ўзняцця і паніжэння ўзроўняў энергіі ў «хмарачосе» і фарміравання лазера максімальнай энергіі падчас вялікага пераходу, які можа ўзмацніць энергію лазера на ўзроўні 10⁻⁹ нязначнага нанаджоўля да ўзроўню «маленькага сонца». Найбуйнейшая ў свеце лазерная прылада для зліцця неадымавага шкла, Нацыянальная прылада запальвання ЗША, падняла тэхналогію бесперапыннага плаўлення неадымавага шкла на новы ўзровень і ўваходзіць у сем найбуйнейшых тэхналагічных цудаў краіны. У 1964 годзе Шанхайскі інстытут оптыкі і дакладнай механікі Кітайскай акадэміі навук пачаў даследаванні чатырох ключавых тэхналогій бесперапыннага плаўлення, дакладнага адпалу, апрацоўкі кромкі і выпрабаванняў неадымавага шкла. Пасля дзесяцігоддзяў даследаванняў за апошняе дзесяцігоддзе нарэшце быў дасягнуты значны прарыў. Каманда Ху Лілі першай у свеце рэалізавала шанхайскую звышінтэнсіўную і звышкароткачасовую лазерную прыладу з магутнасцю лазера 10 Вт. Яе аснова — авалоданне ключавой тэхналогіяй маштабнай і высокапрадукцыйнай лазернай серыйнай вытворчасці Nd-шкла. Такім чынам, Шанхайскі інстытут оптыкі і дакладнага машынабудавання Кітайскай акадэміі навук стаў першай установай у свеце, якая самастойна асвоіла поўную тэхналогію вытворчасці кампанентаў з лазернага Nd-шкла.

Неадым таксама можна выкарыстоўваць для вырабу самага магутнага пастаяннага магніта з вядомых — сплаву неадыму і жалеза-бору. Сплаў неадыму і жалеза-бору быў вялікай узнагародай, прапанаванай Японіяй у 1980-х гадах, каб парушыць манаполію General Motors у Злучаных Штатах. Сучасны навуковец Масата Цзуокава вынайшаў новы тып пастаяннага магніта, які ўяўляе сабой сплаўны магніт, які складаецца з трох элементаў: неадыму, жалеза і бору. Кітайскія навукоўцы таксама стварылі новы метад спякання, выкарыстоўваючы індукцыйнае награванне замест традыцыйнага спякання і тэрмічнай апрацоўкі, каб дасягнуць шчыльнасці спякання больш за 95% ад тэарэтычнага значэння магніта, што дазваляе пазбегнуць празмернага росту зерняў магніта, скараціць вытворчы цыкл і адпаведна знізіць вытворчыя выдаткі.


Час публікацыі: 01 жніўня 2023 г.