องค์ประกอบนีโอไดเมียมสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์ฟิวชัน

นีโอไดเมียมธาตุที่ 60 ของตารางธาตุ

นีโอไดเมียมมีความเกี่ยวข้องกับพราซีโอดิเมียม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นแลนทาไนด์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกันมาก ในปี ค.ศ. 1885 หลังจากที่นักเคมีชาวสวีเดน โมซันเดอร์ ค้นพบส่วนผสมของแลนทานัมและปราซีโอดิเมียมและนีโอไดเมียม ชาวออสเตรีย Welsbach ประสบความสำเร็จในการแยก "ธาตุหายาก" สองประเภท: นีโอไดเมียมออกไซด์และเพราโอดิเมียมออกไซด์และแยกจากกันในที่สุดนีโอไดเมียมและเพราโอดิเมียมจากพวกเขา

นีโอไดเมียมซึ่งเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีคุณสมบัติทางเคมีที่ออกฤทธิ์สามารถออกซิไดซ์ในอากาศได้อย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับปราซีโอดิเมียม มันจะทำปฏิกิริยาช้าๆ ในน้ำเย็นและปล่อยก๊าซไฮโดรเจนในน้ำร้อนอย่างรวดเร็ว นีโอไดเมียมมีปริมาณน้อยในเปลือกโลก และส่วนใหญ่พบอยู่ในโมนาไซต์และบาสนีไซต์ โดยมีความอุดมสมบูรณ์เป็นอันดับสองรองจากซีเรียมเท่านั้น

นีโอไดเมียมส่วนใหญ่ใช้เป็นสารแต่งสีในแก้วในศตวรรษที่ 19 เมื่อไรนีโอดิเมียมออกไซด์เมื่อหลอมละลายเป็นแก้ว ก็จะได้เฉดสีต่างๆ ตั้งแต่สีชมพูอบอุ่นไปจนถึงสีน้ำเงิน ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสงโดยรอบ อย่าประมาทแก้วพิเศษของไอออนนีโอไดเมียมที่เรียกว่า "แก้วนีโอไดเมียม" เลเซอร์คือ "หัวใจ" ของเลเซอร์ และคุณภาพของเลเซอร์จะกำหนดศักยภาพและคุณภาพของพลังงานเอาท์พุตของอุปกรณ์เลเซอร์โดยตรง ปัจจุบันเป็นที่รู้จักในฐานะสื่อการทำงานของเลเซอร์บนโลกที่สามารถส่งออกพลังงานสูงสุดได้ ไอออนนีโอไดเมียมในแก้วนีโอไดเมียมเป็นกุญแจสำคัญในการวิ่งขึ้นและลงใน "ตึกระฟ้า" ของระดับพลังงาน และสร้างเลเซอร์พลังงานสูงสุดในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถขยายพลังงานเลเซอร์นาโนจูลระดับ 10-9 เล็กน้อยให้อยู่ในระดับที่ “ตะวันดวงน้อย” อุปกรณ์เลเซอร์ฟิวชันแก้วนีโอไดเมียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งก็คือ National Ignition Device ของสหรัฐอเมริกา ได้ยกระดับเทคโนโลยีการหลอมแก้วนีโอไดเมียมอย่างต่อเนื่องขึ้นอีกระดับหนึ่ง และได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในเจ็ดสิ่งมหัศจรรย์ทางเทคโนโลยีอันดับต้นๆ ของประเทศ ในปีพ.ศ. 2507 สถาบันทัศนศาสตร์และกลศาสตร์วิจิตรแห่งเซี่ยงไฮ้ แห่ง Chinese Academy of Sciences ได้เริ่มการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีหลักหลักสี่ประการ ได้แก่ การหลอมอย่างต่อเนื่อง การหลอมที่แม่นยำ การขอบ และการทดสอบกระจกนีโอไดเมียม หลังจากการสำรวจมานานหลายทศวรรษ ในที่สุดความก้าวหน้าครั้งสำคัญก็ได้เกิดขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมา ทีมงานของ Hu Lili เป็นทีมแรกในโลกที่ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์สั้นพิเศษที่มีความเข้มสูงและสั้นเป็นพิเศษในเซี่ยงไฮ้พร้อมเอาต์พุตเลเซอร์ 10 วัตต์ หัวใจหลักของมันคือการเรียนรู้เทคโนโลยีที่สำคัญของการผลิตชุดแก้ว Nd ด้วยเลเซอร์ขนาดใหญ่และประสิทธิภาพสูง ดังนั้น Chinese Academy of Sciences Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery จึงกลายเป็นสถาบันแรกในโลกที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีการผลิตแบบเต็มกระบวนการของส่วนประกอบแก้ว Nd เลเซอร์อย่างอิสระ

นีโอไดเมียมยังสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างแม่เหล็กถาวรที่ทรงพลังที่สุดที่เรียกว่าโลหะผสมโบรอนเหล็กนีโอไดเมียม โลหะผสมโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมเป็นรางวัลใหญ่ที่ญี่ปุ่นเสนอในช่วงทศวรรษ 1980 เพื่อทำลายการผูกขาดของเจเนอรัล มอเตอร์ส ในสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์ร่วมสมัย Masato Zuokawa ได้คิดค้นแม่เหล็กถาวรรูปแบบใหม่ ซึ่งเป็นแม่เหล็กโลหะผสมที่ประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ชนิด ได้แก่ นีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนยังได้สร้างสรรค์วิธีการเผาผนึกแบบใหม่โดยใช้การเผาผนึกด้วยความร้อนแบบเหนี่ยวนำแทนการเผาผนึกแบบดั้งเดิมและการบำบัดความร้อน เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของการเผาผนึกมากกว่า 95% ของค่าทางทฤษฎีของแม่เหล็ก ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตของเม็ดแม่เหล็กที่มากเกินไป ทำให้สั้นลง วงจรการผลิตและลดต้นทุนการผลิตตามลำดับ