אלמנט ניאודימיום עבור מכשירי היתוך לייזר

ניאודימיום, יסוד 60 בטבלה המחזורית.

ניאודימיום מקושר לפרסאודימיום, שניהם לנתנידים בעלי תכונות דומות מאוד. בשנת 1885, לאחר שהכימאי השוודי מוסאנדר גילה את התערובת שללנתןופראזאודימיום וניאודימיום, האוסטרים וולסבאך הפרידו בהצלחה שני סוגים של "עפר נדיר": תחמוצת ניאודימיום ותחמוצת פרסאודימיום, ולבסוף נפרדוניאודימיוםופרסאודימיוםמהם.

ניאודימיום, מתכת לבנה כסופה בעלת תכונות כימיות פעילות, יכולה להתחמצן במהירות באוויר; בדומה לפרסאודימיום, הוא מגיב לאט במים קרים ומשחרר במהירות גז מימן במים חמים. לניאודימיום יש תכולה נמוכה בקרום כדור הארץ והוא קיים בעיקר במונאזיט ובבסטנזיט, כאשר שכיחותו שנייה רק ​​לצריום.

ניאודימיום שימש בעיקר כצבען בזכוכית במאה ה-19. כאשרתחמוצת ניאודימיוםכאשר היה מומס לזכוכית, היה ניתן לייצר גוונים שונים, החל מוורוד חם ועד כחול, בהתאם למקור האור הסביבתי. אל תזלזלו בזכוכית המיוחדת של יוני ניאודימיום הנקראת "זכוכית ניאודימיום". זהו "הלב" של הלייזרים, ואיכותה קובעת ישירות את הפוטנציאל והאיכות של אנרגיית הפלט של מכשיר הלייזר. כיום היא ידועה כמדיום העבודה של הלייזר על פני כדור הארץ שיכול להפיק את האנרגיה המרבית. יוני הניאודימיום בזכוכית ניאודימיום הם המפתח לעלייה וירידה ברמות האנרגיה של "גורד שחקים" וליצירת לייזר בעל אנרגיה מקסימלית במהלך תהליך המעבר הגדול, שיכול להגביר את אנרגיית הלייזר הזניחה של ננו-ג'אול 10-9 לרמה של "שמש קטנה". מכשיר היתוך הלייזר מזכוכית ניאודימיום הגדול בעולם, מכשיר ההצתה הלאומי של ארצות הברית, העלה את טכנולוגיית ההיתוך הרציף של זכוכית ניאודימיום לרמה חדשה ורשום כשבעת פלאי הטכנולוגיה המובילים במדינה. בשנת 1964, המכון לאופטיקה ומכניקה עדינה של שנגחאי של האקדמיה הסינית למדעים החל במחקר על ארבע טכנולוגיות הליבה המרכזיות: התכה רציפה, חישול מדויק, חיתוך שוליים ובדיקה של זכוכית ניאודימיום. לאחר עשרות שנים של מחקר, נעשתה סוף סוף פריצת דרך משמעותית בעשור האחרון. צוותו של הו לילי הוא הראשון בעולם שהגשים את מכשיר הלייזר האולטרה-עוצמתי והקצר במיוחד של שנגחאי עם תפוקת לייזר של 10 וואט. ליבתו היא לשלוט בטכנולוגיית המפתח של ייצור אצווה של זכוכית ניאודימיום בלייזר בקנה מידה גדול ובעל ביצועים גבוהים. לכן, המכון לאופטיקה ומכונות מדויקות של שנגחאי של האקדמיה הסינית למדעים הפך למוסד הראשון בעולם ששולט באופן עצמאי בטכנולוגיית הייצור המלאה של רכיבי זכוכית ניאודימיום בלייזר.

ניתן להשתמש בניאודימיום גם לייצור המגנט הקבוע החזק ביותר הידוע - סגסוגת ניאודימיום ברזל בורון. סגסוגת ניאודימיום ברזל בורון הייתה פרס כבד שהוצע על ידי יפן בשנות ה-80 כדי לשבור את המונופול של ג'נרל מוטורס בארצות הברית. המדען בן זמנו מסאטו זואוקאווה המציא סוג חדש של מגנט קבוע, שהוא מגנט סגסוגת המורכב משלושה יסודות: ניאודימיום, ברזל ובורון. מדענים סינים יצרו גם שיטת סינטור חדשה, המשתמשת בסינטור חימום אינדוקטיבי במקום סינטור וטיפול בחום מסורתיים, כדי להשיג צפיפות סינטור של מעל 95% מהערך התיאורטי של המגנט, מה שיכול למנוע צמיחת גרגירים מוגזמת של המגנט, לקצר את מחזור הייצור, ובהתאמה להפחית את עלויות הייצור.