Magic Rare Earth Element: "King of Permanent Magnet" - Neodym

bastnasite

Neodym, atomnummer 60, atomvikt 144,24, med en halt av 0,00239 % i skorpan, förekommer främst i monazit och bastnaesit. Det finns sju isotoper av neodym i naturen: neodym 142, 143, 144, 145, 146, 148 och 150, bland vilka neodym 142 har det högsta innehållet. Med födelsen av praseodymium kom neodym till. Ankomsten av neodym aktiverade fältet för sällsynta jordartsmetaller och spelade en viktig roll i det. Och påverkar marknaden för sällsynta jordartsmetaller.

Upptäckten av neodym

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), upptäckaren av neodym

1885 upptäckte den österrikiska kemisten Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach neodym i Wien. Han separerade neodym och praseodym från symmetriska neodymmaterial genom att separera och kristallisera ammoniumnitrattetrahydrat från salpetersyra, och samtidigt separerade genom spektralanalys, men det separerades inte i relativt ren form förrän 1925.

Sedan 1950-talet erhölls högrent neodym (över 99%) huvudsakligen genom jonbytesprocess av monazit. Själva metallen erhålls genom att elektrolysera dess halogenidsalt. För närvarande extraheras det mesta av neodym från (Ce,La,Nd,Pr)CO3F i basta Nathanite och renas genom lösningsmedelsextraktion. Jonbytesrening reserverar den högsta renheten (vanligtvis > 99,99 %) för beredning. Eftersom det är svårt att ta bort det sista spåret av praseodym i en tid då tillverkningen beror på stegkristalliseringsteknik, har det tidiga neodymglaset som tillverkades på 1930-talet en renare lila färg och en mer röd eller orange färgton än den moderna versionen.

Neodym metall

Metalliskt neodym har ljus silvermetallisk lyster, smältpunkt på 1024°C, densitet på 7,004 g/cm och paramagnetism. Neodym är en av de mest aktiva sällsynta jordartsmetallerna, som snabbt oxiderar och mörknar i luften, sedan bildar ett oxidskikt och sedan skalar av, vilket utsätter metallen för ytterligare oxidation. Därför är neodymprovet med en storlek på en centimeter helt oxiderat inom ett år. Den reagerar långsamt i kallt vatten och snabbt i varmt vatten.

Neodym elektronisk konfiguration

Elektronisk konfiguration:

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

Laserprestanda hos neodym orsakas av övergången av 4f orbitala elektroner mellan olika energinivåer. Detta lasermaterial används i stor utsträckning inom kommunikation, informationslagring, medicinsk behandling, bearbetning, etc. Bland dem används yttriumaluminiumgranat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) flitigt med utmärkta prestanda, och Nd-dopad gadoliniumskandiumgalliumgranat med högre effektivitet.

Applicering av neodym

Den största användaren av neodym är NdFeB permanentmagnetmaterial. NdFeB-magnet kallas "kungen av permanentmagneter" på grund av dess höga magnetiska energiprodukt. Det används ofta inom elektronik, maskiner och andra industrier för dess utmärkta prestanda. Francis Wall, professor i tillämpad gruvdrift vid Cumberland School of Mining, University of Exeter, Storbritannien, sa: "När det gäller magneter finns det egentligen ingenting som kan konkurrera med neodym. Den framgångsrika utvecklingen av Alpha Magnetic Spectrometer indikerar att de magnetiska egenskaperna av NdFeB-magneter i Kina har kommit in i världsklass.

Neodymmagnet på hårddisk

Neodym kan användas för att göra keramik, ljust lila glas, konstgjord rubin i laser och specialglas som kan filtrera infraröda strålar. Används tillsammans med praseodym för att göra glasögon för glasblåsare.

Att lägga till 1,5% ~ 2,5% nano neodymoxid i magnesium eller aluminiumlegering kan förbättra högtemperaturprestandan, lufttätheten och korrosionsbeständigheten hos legeringen, och den används ofta som flygmaterial för flyg.

Nano-yttrium aluminium granat dopad med nano-neodymoxid producerar kortvågig laserstråle, som används allmänt för svetsning och skärning av tunna material med tjocklek under 10 mm inom industrin.

Nd:YAG laserstav

Inom medicinsk behandling används nano yttrium aluminium granatlaser dopad med nano neodymoxid för att ta bort operationssår eller desinficera sår istället för operationsknivar.

Neodymglas tillverkas genom att tillsätta neodymoxid i glassmältan. Lavendel uppträder vanligtvis i neodymglas under solljus eller glödlampa, men ljusblått visas under lysrörsbelysning. Neodym kan användas för att färga ömtåliga nyanser av glas som ren violett, vinrött och varmgrått.

neodym glas

Med utvecklingen av vetenskap och teknik och expansionen och utvidgningen av vetenskap och teknik för sällsynta jordartsmetaller kommer neodym att ha ett bredare användningsutrymme