Elemento magico delle terre rare: "Re dei magneti permanenti" - Neodimio

Elemento magico delle terre rare: "Re dei magneti permanenti" - Neodimio

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Il neodimio, numero atomico 60, peso atomico 144,24, con un contenuto dello 0,00239% nella crosta terrestre, è presente principalmente nella monazite e nella bastnaesite. In natura sono presenti sette isotopi di neodimio: neodimio 142, 143, 144, 145, 146, 148 e 150, tra cui il neodimio 142 presenta il contenuto più elevato. Con la nascita del praseodimio, nacque il neodimio. L'arrivo del neodimio ha attivato il settore delle terre rare e vi ha svolto un ruolo importante, influenzandone il mercato.

Scoperta del neodimio

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Karl Orvon Welsbach (1858-1929), lo scopritore del neodimio

Nel 1885, il chimico austriaco Carl Orvon Welsbach (Carl Auer von Welsbach) scoprì il neodimio a Vienna. Separò il neodimio e il praseodimio da materiali simmetrici di neodimio separando e cristallizzando il nitrato di ammonio tetraidrato dall'acido nitrico, e allo stesso tempo lo separò mediante analisi spettrale, ma non fu separato in una forma relativamente pura fino al 1925.

Dagli anni '50, il neodimio ad alta purezza (oltre il 99%) è stato ottenuto principalmente mediante il processo di scambio ionico della monazite. Il metallo stesso si ottiene elettrolizzando il suo sale alogenuro. Attualmente, la maggior parte del neodimio viene estratta da (Ce, La, Nd, Pr)CO3F in basta natanite e purificata mediante estrazione con solvente. La purificazione a scambio ionico garantisce la massima purezza (solitamente > 99,99%) per la preparazione. Poiché è difficile rimuovere l'ultima traccia di praseodimio nell'epoca in cui la produzione si basa sulla tecnologia di cristallizzazione a stadi, il primo vetro al neodimio prodotto negli anni '30 presenta un colore viola più puro e una tonalità più rossa o arancione rispetto alla versione moderna.Metallo NEODIMIO 3

Neodimio metallico

Il neodimio metallico ha una brillante lucentezza metallica argentata, un punto di fusione di 1024 °C, una densità di 7,004 g/cm e proprietà paramagnetiche. Il neodimio è uno dei metalli delle terre rare più attivi, che si ossida rapidamente e scurisce nell'aria, formando poi uno strato di ossido che poi si stacca, esponendo il metallo a ulteriore ossidazione. Pertanto, un campione di neodimio di un centimetro si ossida completamente entro un anno. Reagisce lentamente in acqua fredda e rapidamente in acqua calda.

Configurazione elettronica del neodimio

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Configurazione elettronica:

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

Le prestazioni laser del neodimio sono dovute alla transizione degli elettroni dell'orbitale 4f tra diversi livelli energetici. Questo materiale laser è ampiamente utilizzato in ambito di comunicazione, archiviazione di informazioni, trattamenti medici, lavorazioni meccaniche, ecc. Tra questi, il granato di ittrio e alluminio Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) è ampiamente utilizzato con prestazioni eccellenti, e il granato di gadolinio, scandio e gallio drogato con Nd offre una maggiore efficienza.

Applicazione del neodimio

Il principale utilizzatore di neodimio è il materiale magnetico permanente NdFeB. Il magnete NdFeB è definito "il re dei magneti permanenti" per via del suo elevato prodotto di energia magnetica. È ampiamente utilizzato in elettronica, macchinari e altri settori per le sue eccellenti prestazioni. Francis Wall, professore di estrazione mineraria applicata presso la Cumberland School of Mining dell'Università di Exeter, Regno Unito, ha dichiarato: "In termini di magneti, non c'è davvero nulla che possa competere con il neodimio. Il successo dello sviluppo dell'Alpha Magnetic Spectrometer indica che le proprietà magnetiche dei magneti NdFeB in Cina hanno raggiunto livelli di livello mondiale".

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Magnete al neodimio su disco rigido

Il neodimio può essere utilizzato per produrre ceramiche, vetro viola brillante, rubino artificiale per laser e vetri speciali in grado di filtrare i raggi infrarossi. Utilizzato insieme al praseodimio per realizzare occhiali protettivi per soffiatori di vetro.

L'aggiunta di ossido di neodimio nano dall'1,5% al ​​2,5% in una lega di magnesio o alluminio può migliorare le prestazioni ad alta temperatura, la tenuta all'aria e la resistenza alla corrosione della lega, ed è ampiamente utilizzata come materiale aerospaziale per l'aviazione.

Il granato di alluminio e ittrio nano drogato con ossido di neodimio nano produce un raggio laser a onde corte, ampiamente utilizzato in ambito industriale per la saldatura e il taglio di materiali sottili con spessori inferiori a 10 mm.

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Asta laser Nd:YAG

Nei trattamenti medici, il laser a nanogranato di ittrio e alluminio drogato con nanoossido di neodimio viene utilizzato per rimuovere le ferite chirurgiche o disinfettarle al posto dei bisturi chirurgici.

Il vetro al neodimio si ottiene aggiungendo ossido di neodimio alla massa fusa. Il colore lavanda solitamente appare nel vetro al neodimio sotto la luce solare o una lampada a incandescenza, mentre l'azzurro chiaro appare sotto l'illuminazione di una lampada fluorescente. Il neodimio può essere utilizzato per colorare delicate tonalità di vetro come il viola puro, il rosso vino e il grigio caldo.NEODIMIO 7

vetro al neodimio

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia e l'espansione e l'estensione della scienza e della tecnologia delle terre rare, il neodimio avrà uno spazio di utilizzo più ampio


Data di pubblicazione: 04-07-2022