Magescht selten Äerdelement: "Kinnek vum Permanente Magnet" - Neodym

Bastnasit

Neodym, Atomnummer 60, Atomgewiicht 144,24, mat engem Gehalt vun 0,00239% an der Äerdkuuscht, gëtt et haaptsächlech a Monazit a Bastnesit. Et gëtt siwe Isotope vu Neodym an der Natur: Neodym 142, 143, 144, 145, 146, 148 an 150, vun deenen Neodym 142 den héchsten Gehalt huet. Mat der Gebuert vum Praseodym ass Neodym entstanen. D'Arrivée vum Neodym huet d'Feld vun de seltenen Äerdmetaller aktivéiert a spillt eng wichteg Roll doran. An beaflosst de Maart fir selten Äerdmetaller.

Entdeckung vum Neodym

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), den Entdecker vum Neodym

Am Joer 1885 huet den éisträichesche Chemiker Carl Orvon Welsbach den Neodym zu Wien entdeckt. Hie huet Neodym a Praseodym aus symmetresche Neodymmaterialien getrennt, andeems hien Ammoniumnitrattetrahydrat aus Salpetersäure getrennt a kristalliséiert huet, an zur selwechter Zäit duerch Spektralanalyse getrennt huet, awer et gouf eréischt 1925 a relativ reiner Form getrennt.

Zënter den 1950er Joren gouf héichreine Neodym (iwwer 99%) haaptsächlech duerch den Ionenaustauschprozess vu Monazit gewonnen. De Metall selwer gëtt duerch Elektrolys vu sengem Halogenidsalz gewonnen. De Moment gëtt de gréissten Deel vum Neodym aus (Ce,La,Nd,Pr)CO3F a basta Nathanit extrahéiert a mat Léisungsmëttelextraktioun gereinegt. D'Ionenaustauschreinigung behält déi héchst Reinheet (normalerweis > 99,99%) fir d'Virbereedung. Well et schwéier ass, déi lescht Spuere vu Praseodym an der Ära ze läschen, wou d'Produktioun vun der Schrëttkristallisatiounstechnologie ofhänkt, hat dat fréit Neodymglas, dat an den 1930er Joren hiergestallt gouf, eng méi reng violett Faarf an e méi rouden oder orange Faarftéin wéi déi modern Versioun.

Neodymmetall

Metallescht Neodym huet e helle sëlwernen metallesche Glanz, e Schmelzpunkt vun 1024°C, eng Dicht vun 7,004 g/cm² a Paramagnetismus. Neodym ass ee vun den aktivsten Erdemetaller, deen an der Loft séier oxidéiert a verdunkelt, dann eng Oxidschicht bildt an dann ofschielt, wouduerch de Metall enger weiderer Oxidatioun ausgesat ass. Dofir ass d'Neodymprobe mat enger Gréisst vun engem Zentimeter bannent engem Joer komplett oxidéiert. Et reagéiert lues a kalem Waasser a séier a waarmem Waasser.

Neodym-Elektronkonfiguratioun

Elektronesch Konfiguratioun:

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

D'Laserleistung vu Neodym gëtt duerch den Iwwergank vun 4f Orbitalelektronen tëscht verschiddenen Energieniveauen verursaacht. Dëst Lasermaterial gëtt wäit verbreet an der Kommunikatioun, Informatiounsspeicherung, medizinescher Behandlung, Bearbechtung, etc. benotzt. Dorënner gëtt Yttriumaluminiumgranat Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) mat exzellenter Leeschtung wäit verbreet benotzt, an Nd-dotierten Gadolinium-Scandium-Galliumgranat mat méi héijer Effizienz.

Uwendung vun Neodym

De gréisste Benotzer vu Neodym ass NdFeB-Permanentmagnetmaterial. Den NdFeB-Magnéit gëtt wéinst sengem héije magneteschen Energieprodukt "de Kinnek vun de Permanentmagnete" genannt. Hie gëtt wéinst senger exzellenter Leeschtung wäit an der Elektronik, Maschinnen an aneren Industrien agesat. De Francis Wall, Professer fir ugewandte Biergbau op der Cumberland School of Mining vun der University of Exeter a Groussbritannien, sot: "Wat d'Magnete ugeet, gëtt et wierklech näischt, wat mam Neodym konkurréiere kann. Déi erfollegräich Entwécklung vum Alpha Magnetic Spectrometer weist, datt d'magnetesch Eegeschafte vun NdFeB-Magnéiten a China op Weltklassniveau ukomm sinn."

Neodymmagnet op der Festplack

Neodym kann benotzt gi fir Keramik, hellviolette Glas, kënschtleche Rubin a Laser a speziell Glas ze maachen, dat Infraroutstrale filtere kann. Zesumme mat Praseodym gëtt et benotzt fir Brëller fir Glasbléiser ze maachen.

D'Zousätz vun 1,5%~2,5% Nano-Neodymoxid an eng Magnesium- oder Aluminiumlegierung kann d'Héichtemperaturleistung, d'Loftdichtheet an d'Korrosiounsbeständegkeet vun der Legierung verbesseren, an et gëtt wäit verbreet als Loftfaartmaterial fir d'Aviatioun benotzt.

Nano-Yttrium-Aluminiumgranat, dotiert mat Nano-Neodymoxid, produzéiert e Kuerzwellelaserstrahl, deen an der Industrie wäit verbreet fir d'Schweißen a Schneiden vun dënnen Materialien mat enger Déckt vun ënner 10 mm benotzt gëtt.

Nd:YAG Laserstab

An der medizinescher Behandlung gëtt Nano-Yttrium-Aluminiumgranatlaser, deen mat Nano-Neodymoxid dotiert ass, benotzt fir chirurgesch Wonnen ze entfernen oder Wonnen ze desinfizéieren amplaz vu chirurgesche Messer.

Neodymglas gëtt hiergestallt andeems Neodymoxid an d'Glasschmëlz bäigefüügt gëtt. Lavendel erschéngt normalerweis a Neodymglas ënner Sonneliicht oder Glühlampen, awer hellblo erschéngt ënner der Beliichtung vu Fluoreszentlampen. Neodym kann benotzt ginn fir delikat Glastéin ze faarwen, wéi reng violett, Wäinrout a waarm gro.

Neodymglas

Mat der Entwécklung vun der Wëssenschaft an Technologie an der Expansioun an der Ausdehnung vun der Wëssenschaft an Technologie vun de seltenen Äerdmetaller wäert Neodym e méi breede Gebrauchsraum hunn.