Elementu Magicu di Terra Rara: "Rè di i Magneti Permanenti" - Neodimio

bastnasite

U neodimiu, numeru atomicu 60, pesu atomicu 144,24, cù un cuntenutu di 0,00239% in a crosta, esiste principalmente in monazite è bastnaesite. Ci sò sette isotopi di neodimiu in natura: neodimiu 142, 143, 144, 145, 146, 148 è 150, frà i quali u neodimiu 142 hà u cuntenutu u più altu. Cù a nascita di u praseodimiu, hè natu u neodimiu. L'arrivu di u neodimiu hà attivatu u campu di e terre rare è hà ghjucatu un rolu impurtante in questu. È influenza u mercatu di e terre rare.

Scuperta di u Neodimio

Karl Orvon Welsbach (1858-1929), u scupritore di u neodimiu

In u 1885, u chimicu austriacu Carl Orvon Welsbach Carl Auer von Welsbach hà scupertu u neodimiu in Vienna. Hà siparatu u neodimiu è u praseodimiu da i materiali simmetrici di neodimiu siparandu è cristallizendu u nitratu d'ammoniu tetraidratatu da l'acidu nitricu, è à u listessu tempu siparatu per analisi spettrale, ma ùn hè statu siparatu in una forma relativamente pura finu à u 1925.

Dapoi l'anni 1950, u neodimiu d'alta purezza (più di 99%) hè statu ottenutu principalmente per via di u prucessu di scambiu ionicu di monazite. U metallu stessu hè ottenutu elettrolizendu u so sale d'alogenuru. Attualmente, a maiò parte di u neodimiu hè estrattu da (Ce,La,Nd,Pr)CO3F in basta Nathanite è purificatu per estrazione cù solvente. A purificazione per scambiu ionicu riserva quella purezza più alta (di solitu > 99,99%) per a preparazione. Siccomu hè difficiule di caccià l'ultima traccia di praseodimiu in l'era quandu a fabricazione dipende da a tecnulugia di cristallizazione à passi, u vetru di neodimiu iniziale fabbricatu in l'anni 1930 hà un culore viola più puru è un tonu di culore più rossu o aranciu chè a versione muderna.

Metallu di neodimiu

U neodimiu metallicu hà una lucentezza metallica argentata brillante, un puntu di fusione di 1024 °C, una densità di 7,004 g/cm è paramagnetismu. U neodimiu hè unu di i metalli di terre rare più attivi, chì s'ossida è si scurisce rapidamente in aria, poi forma un stratu d'ossidu è poi si stacca, esponendu u metallu à un'ulteriore ossidazione. Dunque, u campione di neodimiu cù una dimensione di un centimetru hè cumpletamente ossidatu in un annu. Reagisce lentamente in acqua fredda è rapidamente in acqua calda.

Cunfigurazione elettronica di u neodimiu

Cunfigurazione elettronica:

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

A prestazione laser di u neodimiu hè causata da a transizione di l'elettroni orbitali 4f trà diversi livelli d'energia. Stu materiale laser hè largamente utilizatu in a cumunicazione, u almacenamentu di l'infurmazioni, u trattamentu medicu, a machinazione, ecc. Frà elli, u granatu d'ittriu è aluminiu Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) hè largamente utilizatu cù prestazioni eccellenti, è u granatu di gadoliniu, scandiu è galliu drogatu cù Nd cù una efficienza più elevata.

Applicazione di Neodimiu

U più grande utilizatore di neodimiu hè u materiale magneticu permanente NdFeB. U magnetu NdFeB hè chjamatu "u rè di i magneti permanenti" per via di u so altu pruduttu di energia magnetica. Hè largamente utilizatu in l'elettronica, i macchinari è altre industrie per e so eccellenti prestazioni. Francis Wall, prufessore di miniera applicata à a Cumberland School of Mining, Università di Exeter, Regnu Unitu, hà dettu: "In termini di magneti, ùn ci hè veramente nunda chì pò cumpete cù u neodimiu. U sviluppu successu di l'Alpha Magnetic Spectrometer indica chì e proprietà magnetiche di i magneti NdFeB in Cina sò ghjunte à u livellu di classe mundiale.

Magnetu di neodimiu nantu à u discu duru

U neodimiu pò esse adupratu per fà ceramica, vetru viola brillanti, rubinu artificiale in laser è vetru speciale chì pò filtrà i raggi infrarossi. Adupratu inseme cù u praseodimiu per fà occhiali per i soffiatori di vetru.

L'aghjunta di 1,5% ~ 2,5% di nanoossidu di neodimiu in lega di magnesiu o d'aluminiu pò migliurà e prestazioni à alta temperatura, a tenuta d'aria è a resistenza à a corrosione di a lega, è hè largamente aduprata cum'è materiale aerospaziale per l'aviazione.

U granatu d'aluminiu nano-ittriu drogatu cù ossidu di nano-neodimio produce un fasciu laser à onda corta, chì hè largamente utilizatu per a saldatura è u tagliu di materiali sottili cù spessori inferiori à 10 mm in l'industria.

Barra laser Nd:YAG

In u trattamentu medicu, u laser di granatu d'aluminiu nano ittriu drogatu cù ossidu di nano neodimiu hè adupratu per caccià e ferite chirurgiche o disinfettà e ferite invece di i cultelli chirurgichi.

U vetru di neodimiu hè fattu aghjunghjendu ossidu di neodimiu à u vetru fusu. A lavanda appare di solitu in u vetru di neodimiu sottu à a luce solare o à una lampada à incandescenza, ma u turchinu chjaru appare sottu à l'illuminazione di una lampada fluorescente. U neodimiu pò esse adupratu per culurisce tonalità delicate di vetru cum'è u violetu puru, u rossu vinu è u grisgiu caldu.

vetru di neodimiu

Cù u sviluppu di a scienza è di a tecnulugia è l'espansione è l'estensione di a scienza è di a tecnulugia di e terre rare, u neodimiu avarà un spaziu d'utilizazione più largu.