Elementi magjik i rrallë i tokës: “Mbreti i magnetit të përhershëm” - Neodimi

bastnasit

Neodimi, numër atomik 60, peshë atomike 144.24, me një përmbajtje prej 0.00239% në kore, ekziston kryesisht në monazit dhe bastnezit. Në natyrë ekzistojnë shtatë izotope të neodimit: neodimi 142, 143, 144, 145, 146, 148 dhe 150, ndër të cilët neodimi 142 ka përmbajtjen më të lartë. Me lindjen e praseodimit, neodimi erdhi në ekzistencë. Ardhja e neodimit aktivizoi fushën e metaleve të rralla të tokës dhe luajti një rol të rëndësishëm në të. Dhe ndikon në tregun e metaleve të rralla të tokës.

Zbulimi i Neodymiumit

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), zbuluesi i neodimiumit

Në vitin 1885, kimisti austriak Carl Orvon Welsbach zbuloi neodimin në Vjenë. Ai e ndau neodimin dhe praseodimin nga materialet simetrike të neodimit duke ndarë dhe kristalizuar tetrahidratin e nitratit të amonit nga acidi nitrik, dhe në të njëjtën kohë duke e ndarë me anë të analizës spektrale, por nuk u nda në një formë relativisht të pastër deri në vitin 1925.

Që nga vitet 1950, neodimi me pastërti të lartë (mbi 99%) është marrë kryesisht me anë të procesit të shkëmbimit jonik të monazitit. Vetë metali merret duke elektrolizuar kripën e tij halide. Aktualisht, pjesa më e madhe e neodimit nxirret nga (Ce,La,Nd,Pr)CO3F në basta Nathanite dhe pastrohet me anë të nxjerrjes me tretës. Pastrimi me shkëmbim jonik rezervon atë pastërti më të lartë (zakonisht > 99.99%) për përgatitje. Meqenëse është e vështirë të hiqet gjurma e fundit e praseodimit në epokën kur prodhimi varet nga teknologjia e kristalizimit me hapa, qelqi i hershëm i neodimit i prodhuar në vitet 1930 ka një ngjyrë më të pastër vjollcë dhe një ton ngjyre më të kuqe ose portokalli sesa versioni modern.

Metali neodimi

Neodimi metalik ka një shkëlqim metalik të argjendtë të ndritshëm, pikë shkrirjeje 1024°C, dendësi 7.004 g/cm dhe paramagnetizëm. Neodimi është një nga metalet e rralla më aktive, i cili oksidohet dhe errësohet shpejt në ajër, pastaj formon një shtresë oksidi dhe më pas shkëputet, duke e ekspozuar metalin ndaj oksidimit të mëtejshëm. Prandaj, mostra e neodimit me një madhësi prej një centimetri oksidohet plotësisht brenda një viti. Ai reagon ngadalë në ujë të ftohtë dhe shpejt në ujë të nxehtë.

Konfigurimi elektronik i neodimit

Konfigurimi elektronik:

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

Performanca lazerike e neodimit shkaktohet nga kalimi i elektroneve orbitale 4f midis niveleve të ndryshme të energjisë. Ky material lazeri përdoret gjerësisht në komunikim, ruajtjen e informacionit, trajtimin mjekësor, përpunimin mekanik, etj. Midis tyre, granata e aluminit itrium Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) përdoret gjerësisht me performancë të shkëlqyer, dhe granata e gadoliniumit skandium galium e dopuar me Nd me efikasitet më të lartë.

Zbatimi i Neodymiumit

Përdoruesi më i madh i neodimit është materiali i magnetit të përhershëm NdFeB. Magneti NdFeB quhet "mbreti i magneteve të përhershëm" për shkak të produktit të tij me energji të lartë magnetike. Përdoret gjerësisht në elektronikë, makineri dhe industri të tjera për performancën e tij të shkëlqyer. Francis Wall, një profesor i minierave të aplikuara në Shkollën e Minierave Cumberland, Universiteti i Exeter, Mbretëria e Bashkuar, tha: "Sa i përket magneteve, nuk ka asgjë që mund të konkurrojë me neodimin. Zhvillimi i suksesshëm i Spektrometrit Magnetik Alfa tregon se vetitë magnetike të magneteve NdFeB në Kinë kanë arritur nivelin e klasit botëror."

Magnet neodimi në hard disk

Neodimi mund të përdoret për të bërë qeramikë, xham të purpurt të ndritshëm, rubin artificial në lazer dhe xham special i cili mund të filtrojë rrezet infra të kuqe. Përdoret së bashku me praseodimin për të bërë syze mbrojtëse për fryrësit e qelqit.

Shtimi i 1.5%~2.5% oksid nanoneodimi në aliazhin e magnezit ose aluminit mund të përmirësojë performancën në temperaturë të lartë, ngushtësinë e ajrit dhe rezistencën ndaj korrozionit të aliazhit, dhe përdoret gjerësisht si material hapësinor për aviacionin.

Granati i aluminit nano-itrium i dopuar me oksid nano-neodimi prodhon rreze lazeri me valë të shkurtër, e cila përdoret gjerësisht për saldimin dhe prerjen e materialeve të holla me trashësi nën 10 mm në industri.

Shufër lazeri Nd:YAG

Në trajtimin mjekësor, lazeri nano itrium-alumin granat i dopuar me oksid nanoneodimi përdoret për të hequr plagët kirurgjikale ose për të dezinfektuar plagët në vend të thikave kirurgjikale.

Qelqi neodimi prodhohet duke shtuar oksid neodimi në shkrirjen e qelqit. Ngjyra livando zakonisht shfaqet në qelqin neodimi nën rrezet e diellit ose llambën inkandeshente, por ngjyra blu e çelët shfaqet nën ndriçimin e llambës fluoreshente. Neodimi mund të përdoret për të ngjyrosur nuanca delikate të qelqit, siç janë vjollca e pastër, e kuqja e verës dhe gri e ngrohtë.

qelqi neodimi

Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë dhe zgjerimin e shkencës dhe teknologjisë së metaleve të rralla të tokës, neodimi do të ketë një hapësirë ​​më të gjerë përdorimi.