นีโอไดเมียมธาตุหายากที่มีมนต์ขลัง

บาสต์เนไซต์

นีโอไดเมียมเลขอะตอม 60 น้ำหนักอะตอม 144.24 มีปริมาณ 0.00239% ในเปลือกโลก ส่วนใหญ่พบในโมนาไซต์และบาสต์เนไซต์ นีโอไดเมียมในธรรมชาติมีไอโซโทปอยู่เจ็ดไอโซโทป:นีโอไดเมียม142, 143, 144, 145, 146, 148 และ 150 โดยนีโอไดเมียม 142 มีเนื้อหาสูงสุด กับการกำเนิดของเพราโอดิเมียมองค์ประกอบ,นีโอไดเมียมองค์ประกอบก็เกิดขึ้นด้วย การมาถึงของนีโอไดเมียมองค์ประกอบได้เปิดใช้งานแล้วแผ่นดินที่หายากสนามมีบทบาทสำคัญในการแผ่นดินที่หายากสนามและควบคุมแผ่นดินที่หายากตลาด.

การค้นพบของนีโอไดเมียม

คาร์ล ฟอน เวลสบาค (ค.ศ. 1858-1929) ผู้ค้นพบนีโอไดเมียม

ในปี พ.ศ. 2428 นักเคมีชาวออสเตรีย คาร์ล เอาเออร์ ฟอน เวลสบาค ค้นพบนีโอไดเมียมในกรุงเวียนนา เขาแยกทางกันนีโอไดเมียมและเพราโอดิเมียมจากสมมาตรนีโอไดเมียมวัสดุโดยการแยกผลึกแอมโมเนียมไดไนเตรตเตตระไฮเดรตออกจากกรดไนตริก และแยกพวกมันออกโดยการวิเคราะห์สเปกตรัม อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งถึงปี 1925 พวกเขาจึงแยกจากกันในรูปแบบที่ค่อนข้างบริสุทธิ์

ตั้งแต่ปี 1950 มีความบริสุทธิ์สูง (มากกว่า 99%)นีโอไดเมียมส่วนใหญ่ได้มาจากกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนของโมนาไซต์ โลหะนั้นได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของเกลือเฮไลด์ ปัจจุบันส่วนใหญ่นีโอไดเมียมสกัดจากหินบาสทานา (Ce, La, Nd, Pr) CO3F และบริสุทธิ์โดยการสกัดด้วยตัวทำละลาย การทำให้บริสุทธิ์ด้วยการแลกเปลี่ยนไอออนสงวนไว้สำหรับการเตรียมความบริสุทธิ์สูงสุด (ปกติ>99.99%) เนื่องจากความยากลำบากในการขจัดร่องรอยขั้นสุดท้ายของเพราโอดิเมียมในยุคการผลิตที่อาศัยเทคโนโลยีการตกผลึกแบบทีละขั้นตอนในช่วงต้นนีโอไดเมียมแก้วที่ผลิตในช่วงทศวรรษที่ 1930 มีสีม่วงหรือสีส้มที่บริสุทธิ์กว่ารุ่นสมัยใหม่

โลหะนีโอดิเมียม

โลหะนีโอดิเมียมมีความแวววาวของโลหะสีเงินสดใส มีจุดหลอมเหลว 1,024 ° C และความหนาแน่น 7.004g/cm ³， มีพาราแมกเนติกนีโอไดเมียมเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่กระตือรือร้นที่สุดโลหะธาตุหายากซึ่งออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วและทำให้มืดลงในอากาศ ก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ที่ลอกออก เผยให้เห็นโลหะสำหรับการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม ดังนั้นขนาดหนึ่งเซนติเมตรนีโอไดเมียมตัวอย่างจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ภายในหนึ่งปี ทำปฏิกิริยาอย่างช้าๆ ในน้ำเย็น และทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วในน้ำร้อน

นีโอไดเมียมรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์

รูปแบบอิเล็กทรอนิกส์:

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

ประสิทธิภาพเลเซอร์ของนีโอไดเมียมเกิดจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนในวงโคจร 4f ระหว่างระดับพลังงานที่แตกต่างกัน วัสดุเลเซอร์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสาร การจัดเก็บข้อมูล การรักษาพยาบาล การประมวลผลทางกล และสาขาอื่นๆ ในหมู่พวกเขาอิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมน Y3Al5O12: Nd (YAG: Nd) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับ Nd เจือแกโดลิเนียม สแกนเดียมแกลเลียมโกเมนที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า

การประยุกต์ใช้ของนีโอไดเมียม 

ผู้ใช้รายใหญ่ที่สุดของนีโอไดเมียมเป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียมเหล็กโบรอน แม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมมีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงและเป็นที่รู้จักในนาม "ราชาแห่งแม่เหล็กถาวร" ร่วมสมัย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องจักร เนื่องจากมีสมรรถนะที่ยอดเยี่ยม Francis Wall ศาสตราจารย์ด้านการขุดประยุกต์ที่ Cumburn School of Mining แห่งมหาวิทยาลัย Exeter ในสหราชอาณาจักรกล่าวว่า "ในแง่ของแม่เหล็ก ไม่มีการแข่งขันกับนีโอไดเมียม- การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็กอัลฟ่าแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางแม่เหล็กต่างๆ ของแม่เหล็กนีโอไดเมียมเหล็กโบรอนของจีนได้ก้าวไปถึงระดับโลกแล้ว

แม่เหล็กนีโอไดเมียมบนฮาร์ดดิสก์

นีโอไดเมียมสามารถใช้ในการผลิตเซรามิก แก้วสีม่วงสดใส ทับทิมเทียมด้วยเลเซอร์ และแก้วพิเศษที่สามารถกรองรังสีอินฟราเรดได้ ใช้ร่วมกันกับเพราโอดิเมียมเพื่อผลิตแว่นตาสำหรับคนงานเป่าแก้ว

เพิ่มนาโน 1.5% ถึง 2.5%นีโอดิเมียมออกไซด์โลหะผสมแมกนีเซียมหรืออลูมิเนียมสามารถปรับปรุงสมรรถนะที่อุณหภูมิสูง สุญญากาศ และความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุการบินและอวกาศ

นาโนเมตรอิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนเจือด้วยนีโอดิเมียมออกไซด์สร้างลำแสงเลเซอร์คลื่นสั้นซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสำหรับการเชื่อมและตัดวัสดุบางที่มีความหนาน้อยกว่า 10 มม.

Nd: YAG แท่งเลเซอร์

ในทางการแพทย์นาโนอิตเทรียมอลูมิเนียมเลเซอร์โกเมนเจือด้วยนาโนความบริสุทธิ์สูง 99.9% นีโอไดเมียมออกไซด์ CAS No 1313-97-9 (epomaterial.com)ใช้แทนมีดผ่าตัดเพื่อขจัดแผลผ่าตัดหรือฆ่าเชื้อ

นีโอไดเมียมแก้วทำโดยการเพิ่มนีโอดิเมียมออกไซด์จนแก้วละลาย โดยปกติแล้วดอกลาเวนเดอร์จะปรากฏขึ้นนีโอไดเมียมกระจกใต้แสงแดดหรือแสงจากหลอดไส้ แต่จะปรากฏเป็นสีฟ้าอ่อนภายใต้แสงไฟฟลูออเรสเซนต์นีโอไดเมียมสามารถใช้แต่งเฉดสีแก้วที่ละเอียดอ่อน เช่น สีม่วงบริสุทธิ์ เบอร์กันดี และสีเทาอบอุ่น

นีโอไดเมียมกระจก

ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตลอดจนการขยายและขยายเทคโนโลยีแรร์เอิร์ธนีโอไดเมียมจะได้มีพื้นที่ใช้สอยกว้างขวางขึ้น