Neodymelement för laserfusionsenheter

Neodym, element 60 i det periodiska systemet.

nd

Neodym förknippas med praseodym, som båda är lantanider med mycket liknande egenskaper. År 1885, efter att svenske kemisten Mosander upptäckte blandningen avlantanoch praseodym och neodym, österrikarna Welsbach separerade framgångsrikt två typer av "sällsynta jordarter": neodymoxid ochpraseodymoxid, och slutligen separeradeneodymochpraseodymfrån dem.

Neodym, en silvervit metall med aktiva kemiska egenskaper, kan snabbt oxidera i luft; I likhet med praseodym reagerar det långsamt i kallt vatten och släpper snabbt ut vätgas i varmt vatten. Neodym har ett lågt innehåll i jordskorpan och finns främst i monazit och bastnaesit, med dess överflöd näst efter cerium.

Neodym användes främst som färgämne i glas på 1800-talet. Närneodymoxidsmälts till glas, skulle det producera olika nyanser från varm rosa till blå beroende på omgivande ljuskälla. Underskatta inte det speciella glaset av neodymjoner som kallas "neodymglas". Det är "hjärtat" av lasrar, och dess kvalitet avgör direkt potentialen och kvaliteten på laserenhetens uteffekt. Det är för närvarande känt som det laserarbetande mediet på jorden som kan producera maximal energi. Neodymiumjonerna i neodymglas är nyckeln till att springa upp och ner i "skyskrapan" av energinivåer och bilda den maximala energilasern under den stora övergångsprocessen, vilket kan förstärka den försumbara nanojoule-nivån 10-9 laserenergin till nivån av den "lilla solen". Världens största laserfusionsanordning för neodymglas, National Ignition Device of the United States, har lyft den kontinuerliga smältningstekniken för neodymglas till en ny nivå och är listad som de sju främsta tekniska underverken i landet. 1964 började Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics vid den kinesiska vetenskapsakademin forskningen om de fyra nyckelteknologierna för kontinuerlig smältning, precisionsglödgning, kantning och testning av neodymglas. Efter decennier av utforskning har ett stort genombrott äntligen gjorts under det senaste decenniet. Hu Lilis team är först i världen att realisera Shanghais ultraintensiva och ultrakorta laserenhet med 10 watts lasereffekt. Dess kärna är att behärska nyckelteknologin för storskalig och högpresterande laser Nd-glastillverkning. Därför har den kinesiska vetenskapsakademin Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery blivit den första institutionen i världen som självständigt behärskar hela processproduktionstekniken för laser Nd-glaskomponenter.

Neodym kan också användas för att göra den mest kraftfulla permanentmagneten känd – neodymjärnborlegering. Neodymjärnborlegering var en tung belöning som Japan erbjöd på 1980-talet för att bryta General Motors monopol i USA. Den samtida vetenskapsmannen Masato Zuokawa uppfann en ny typ av permanentmagnet, som är en legeringsmagnet som består av tre element: neodym, järn och bor. Kinesiska forskare har också skapat en ny sintringsmetod, med induktionsvärmesintring istället för traditionell sintring och värmebehandling, för att uppnå en sintringsdensitet på över 95% av magnetens teoretiska värde, vilket kan undvika överdriven korntillväxt av magneten, förkorta produktionscykeln, och på motsvarande sätt minska produktionskostnaderna.


Posttid: Aug-01-2023