Сейрек кездешүүчү жердин сыйкырдуу элементи: "Туруктуу магниттин падышасы" - Неодим

бастназит

Неодим, атомдук номери 60, атомдук салмагы 144,24, жер кыртышында 0,00239%, негизинен монацитте жана бастнаезитте болот. Жаратылышта неодимдин жети изотопу бар: неодим 142, 143, 144, 145, 146, 148 жана 150, алардын арасында неодим 142 эң жогорку мазмунга ээ. Празодимдин жаралышы менен неодим пайда болгон. Неодимдин келиши сейрек кездешүүчү жер талаасын активдештирип, анда маанилүү роль ойноду. Жана сейрек кездешүүчү жер рыногуна таасир этет.

Неодимдин ачылышы

Карл Орвон Уэлсбах (1858-1929), неодимди ачкан

1885-жылы австриялык химик Карл Орвон Велсбах Карл Ауэр фон Велсбах Венада неодимди ачкан. Ал азот кислотасынан аммиак селитрасынын тетрагидратын бөлүп, кристаллдаштыруу аркылуу симметриялуу неодим материалдарынан неодим менен празеодимди бөлүп, ошону менен бирге спектралдык анализ менен ажыраткан, бирок 1925-жылга чейин салыштырмалуу таза түрүндө бөлүнгөн эмес.

1950-жылдардан баштап, жогорку тазалыктагы неодим (99% ашуун) негизинен монациттин ион алмашуу процесси аркылуу алынган. Металлдын өзү галогенид тузун электролиздештирүү жолу менен алынат. Азыркы учурда, көпчүлүк неодим (Ce, La, Nd, Pr) CO3F натанитте алынган жана эриткичтерди экстракциялоо менен тазаланат. Даярдоо үчүн эң жогорку тазалыкта (адатта > 99,99%) ион алмашууну тазалоо запасы бар. Өндүрүш баскычтуу кристаллдашуу технологиясына көз каранды болгон доордо празеодимдин акыркы изин жок кылуу кыйын болгондуктан, 1930-жылдары чыгарылган алгачкы неодим айнек таза кызгылт көк түскө ээ. жана заманбап версияга караганда кызыл же кызгылт сары түс.

Неодим металлы

Металлдык неодим күмүш түстөгү металлдык жалтырак, эрүү температурасы 1024°С, тыгыздыгы 7,004 г/см, парамагнетизмге ээ. Неодим - эң активдүү сейрек кездешүүчү металлдардын бири, ал абада тез кычкылданат жана караңгылайт, андан кийин оксиддик катмарды пайда кылып, андан кийин кабыгынан чыгып, металлды андан ары кычкылданууга дуушар кылат. Демек, бир сантиметр өлчөмүндөгү неодим үлгүсү бир жылдын ичинде толугу менен кычкылданат. Муздак сууда жай, ысык сууда тез реакцияга кирет.

Неодим электрондук конфигурациясы

Электрондук конфигурация:

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

Неодимдин лазердик иштеши 4f орбиталык электрондордун ар кандай энергетикалык деңгээлдеринин ортосунда өтүшү менен шартталган. Бул лазердик материал байланышта, маалыматты сактоодо, медициналык дарылоодо, механикалык иштетүүдө жана башкаларда кеңири колдонулат. Алардын арасында иттрий алюминий гранаты Y3Al5O12: Nd(YAG: Nd) эң сонун иштеши менен кеңири колдонулат, ал эми Nd кошулган гадолиний скандий галлий гранаты андан жогору. натыйжалуулугу.

Neodymium колдонуу

Неодимдин эң чоң колдонуучусу NdFeB туруктуу магнит материалы. NdFeB магнити жогорку магниттик энергия продуктусу үчүн "туруктуу магниттердин падышасы" деп аталат. Ал электроникада, машина курууда жана башка тармактарда эң сонун иштеши үчүн кеңири колдонулат. Фрэнсис Уолл, Камберленд Тоо-кен өндүрүшүнүн мектебинин профессору, Эксетер, Улуу Британия, мындай деди: «Магниттер боюнча, чынында эле неодим менен атаандаша турган эч нерсе жок. Альфа магниттик спектрометрдин ийгиликтүү өнүгүшү магниттик касиеттердин күчтүү экенин көрсөтүп турат. Кытайдагы NdFeB магниттери дүйнөлүк деңгээлдеги деңгээлге чыкты.

Катуу дисктеги неодим магнити

Неодимден керамика, ачык кызгылт көк айнек, лазердеги жасалма рубин жана инфракызыл нурларды чыпкалай алган атайын айнек жасоо үчүн колдонсо болот. Празеодим менен бирге айнек үйлөөчүлөр үчүн көз айнектерди жасоо үчүн колдонулат.

Магний же алюминий эритмесинде 1,5% ~ 2,5% нано неодим оксидин кошуу эритменин жогорку температуралык көрсөткүчтөрүн, аба өткөрбөгөндүгүн жана коррозияга туруктуулугун жакшыртат жана авиация үчүн аэрокосмостук материал катары кеңири колдонулат.

Нано-неодим оксиди менен кошулган нано-иттрий алюминий гранаты кыска толкундуу лазер нурун чыгарат, ал өнөр жайда калыңдыгы 10 ммден төмөн жука материалдарды ширетүүдө жана кесүүдө кеңири колдонулат.

Nd:YAG лазер таякчасы

Медициналык дарылоодо нано неодим оксиди менен кошулган нано иттрий алюминий гранат лазери хирургиялык бычактын ордуна хирургиялык жарааттарды алып салуу же жараларды дезинфекциялоо үчүн колдонулат.

Неодим айнек айнек эритиндисине неодим кычкылын кошуу менен жасалат. Lavender, адатта, күн нурунун же ысытуу лампасынын астында неодим айнегинде пайда болот, ал эми флуоресценттик лампанын жарыгы астында ачык көк пайда болот. Неодим таза кызгылт, шарап кызыл жана жылуу боз сыяктуу айнектин назик көлөкөлөрүн боёо үчүн колдонулушу мүмкүн.

неодим айнек

Илимдин жана технологиянын өнүгүшү жана сейрек кездешүүчү илим жана технологиянын кеңейиши жана кеңейиши менен неодим кененирээк колдонуу мейкиндигине ээ болот