יסוד האדמה הנדיר הקסום ניאודימיום

Bastnaesite

ניאודימיום, מספר אטומי 60, משקל אטומי 144.24, עם תכולה של 0.00239% בקרום, קיים בעיקר ב-monazite וב-bastnaesite. ישנם שבעה איזוטופים של ניאודימיום בטבע:ניאודימיום142, 143, 144, 145, 146, 148 ו-150, כאשר לנאודימיום 142 יש את התוכן הגבוה ביותר. עם לידתו שלפרסאודימיוםאֵלֵמֶנט,ניאודימיוםהופיע גם אלמנט. הגעתו שלניאודימיוםהרכיב הפעיל אתאדמה נדירהשדה, מילא תפקיד חשוב באדמה נדירהשדה, ושלט באדמה נדירהשׁוּק.

הגילוי שלניאודימיום

קארל פון ולסבאך (1858-1929), מגלה שלניאודימיום

בשנת 1885 גילה הכימאי האוסטרי קרל אור פון ולסבאךניאודימיוםבוינה. הוא נפרדניאודימיוםופרסאודימיוםמסימטריתניאודימיוםחומרים על ידי הפרדת אמוניום דיניטרט טטרהידרט גבישי מחומצה חנקתית, והפרדתם באמצעות ניתוח ספקטרלי. עם זאת, רק בשנת 1925 הם הופרדו בצורה טהורה יחסית.

מאז שנות ה-50, טוהר גבוה (מעל 99%)ניאודימיוםהושג בעיקר באמצעות תהליך חילופי יונים של monazite. המתכת עצמה מתקבלת על ידי אלקטרוליזה של מלחי ההלידים שלה. נכון לעכשיו, רובניאודימיוםמופק מאבן בסטנה (Ce, La, Nd, Pr) CO3F ומטוהרת באמצעות מיצוי ממס. טיהור חילופי יונים שמור להכנת הטוהר הגבוה ביותר (בדרך כלל>99.99%). בשל הקושי בהסרת העקבות הסופיות שלפרסאודימיוםבעידן הייצור הנשען על טכנולוגיית התגבשות שלב אחר שלב, מוקדםניאודימיוםלזכוכית שיוצרה בשנות ה-30 היה גוון סגול או כתום טהור יותר מאשר גרסאות מודרניות.

מתכת ניאודימיום

מתכת ניאודימיוםבעל ברק מתכתי כסף בהיר, נקודת התכה של 1024 מעלות צלזיוס וצפיפות של 7.004 גרם/ס"מ ³, יש לו פרמגנטיות.ניאודימיוםהוא אחד הפעילים ביותרמתכות אדמה נדירות, אשר מתחמצן במהירות ומתכהה באוויר, יוצר שכבת תחמוצת אשר לאחר מכן מתקלפת, וחושפת את המתכת לחמצון נוסף. לכן, בגודל סנטימטרניאודימיוםהמדגם מתחמצן לחלוטין תוך שנה אחת. מגיבים לאט במים קרים ומהר במים חמים.

ניאודימיוםפריסה אלקטרונית

פריסה אלקטרונית:

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

ביצועי הלייזר שלניאודימיוםנובע ממעבר של אלקטרונים מסלוליים 4f בין רמות אנרגיה שונות. חומר לייזר זה נמצא בשימוש נרחב בתקשורת, אחסון מידע, טיפול רפואי, עיבוד מכני ותחומים אחרים. ביניהם,אלומיניום איטריוםנופך Y3Al5O12: Nd (YAG: Nd) נמצא בשימוש נרחב בשל הביצועים המצוינים שלו, כמו גם Nd מסומםגדוליניום סקנדיוםנופך גליום עם יעילות גבוהה יותר.

יישום שלניאודימיום 

המשתמש הגדול ביותר שלניאודימיוםהוא חומר ניאודימיום ברזל בורון מגנט קבוע. למגנטים ניאודימיום מברזל בורון יש תוצר אנרגיה מגנטית גבוהה והם ידועים בתור "מלך המגנטים הקבועים" העכשווי. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות כגון אלקטרוניקה ומכונות בשל הביצועים המצוינים שלהם. פרנסיס וול, פרופסור לכרייה יישומית בבית הספר לכרייה קמברן באוניברסיטת אקסטר בבריטניה, אמר: "במונחים של מגנטים, אין באמת תחרות עםניאודימיום." הפיתוח המוצלח של הספקטרומטר המגנטי אלפא מסמן שהתכונות המגנטיות השונות של סין של מגנטים מברזל ניאודימיום בורון הגיעו לרמות ברמה עולמית.

מגנט ניאודימיום בדיסק קשיח

ניאודימיוםיכול לשמש לייצור קרמיקה, זכוכית סגולה בהירה, אודם מלאכותי בלייזר וזכוכית מיוחדת שיכולה לסנן קרני אינפרא אדום. משמש יחד עםפרסאודימיוםלייצר משקפי מגן לעובדי ניפוח זכוכית.

הוספת 1.5% עד 2.5% ננותחמוצת נאודימיוםמגנזיום או סגסוגות אלומיניום יכולים לשפר את הביצועים בטמפרטורה גבוהה, אטימות האוויר ועמידות הסגסוגת בפני קורוזיה, והוא נמצא בשימוש נרחב כחומר תעופה וחלל.

ננומטראלומיניום איטריוםנופך מסומםתחמוצת נאודימיוםמייצר קרני לייזר גלים קצרים, הנמצאות בשימוש נרחב בתעשייה לריתוך וחיתוך חומרים דקים בעובי של פחות מ-10 מ"מ.

Nd: מוט לייזר YAG

בפרקטיקה רפואית, ננואלומיניום איטריוםלייזרים נופך מסוממים בננוטוהר גבוה 99.9% אוקסיד ניאודימיום CAS No 1313-97-9 (epomaterial.com)משמשים במקום סכינים כירורגיות להסרת פצעים ניתוחיים או חיטוי.

ניאודימיוםזכוכית נוצרת על ידי הוספהתחמוצת נאודימיוםלהמסת הזכוכית. בדרך כלל, לבנדר מופיע עלניאודימיוםזכוכית תחת אור שמש או אור ליבון, אבל היא נראית כחולה בהיר תחת תאורת פלורסנט.ניאודימיוםיכול לשמש לצביעת גוונים עדינים של זכוכית כמו סגול טהור, בורדו ואפור חם.

ניאודימיוםזְכוּכִית

עם התפתחות המדע והטכנולוגיה וההרחבה וההרחבה של טכנולוגיית אדמה נדירה,ניאודימיוםיהיה מרחב ניצול רחב יותר.