மாய அரிய பூமி தனிமம்: "நிரந்தர காந்தத்தின் ராஜா" - நியோடைமியம்

பாஸ்ட்னாசைட்

நியோடைமியம், அணு எண் 60, அணு எடை 144.24, மேலோட்டத்தில் 0.00239% உள்ளடக்கம் கொண்டது, முக்கியமாக மோனசைட் மற்றும் பாஸ்ட்னேசைட்டில் உள்ளது. இயற்கையில் நியோடைமியத்தின் ஏழு ஐசோடோப்புகள் உள்ளன: நியோடைமியம் 142, 143, 144, 145, 146, 148 மற்றும் 150, அவற்றில் நியோடைமியம் 142 மிக உயர்ந்த உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. பிரசியோடைமியம் பிறந்தவுடன், நியோடைமியம் உருவானது. நியோடைமியம் வருகை அரிய பூமி புலத்தை செயல்படுத்தி அதில் முக்கிய பங்கு வகித்தது. மேலும் அரிய பூமி சந்தையை பாதிக்கிறது.

நியோடைமியம் கண்டுபிடிப்பு

நியோடைமியத்தைக் கண்டுபிடித்தவர் கார்ல் ஓர்வோன் வெல்ஸ்பாக் (1858-1929)

1885 ஆம் ஆண்டில், ஆஸ்திரிய வேதியியலாளர் கார்ல் ஓர்வோன் வெல்ஸ்பாக் கார்ல் அவுர் வான் வெல்ஸ்பாக் வியன்னாவில் நியோடைமியத்தைக் கண்டுபிடித்தார். அவர் நைட்ரிக் அமிலத்திலிருந்து அம்மோனியம் நைட்ரேட் டெட்ராஹைட்ரேட்டைப் பிரித்து படிகமாக்குவதன் மூலம் சமச்சீர் நியோடைமியம் பொருட்களிலிருந்து நியோடைமியம் மற்றும் பிரசோடைமியம் ஆகியவற்றைப் பிரித்தார், அதே நேரத்தில் நிறமாலை பகுப்பாய்வு மூலம் பிரிக்கப்பட்டார், ஆனால் அது 1925 வரை ஒப்பீட்டளவில் தூய்மையான வடிவத்தில் பிரிக்கப்படவில்லை.

1950 களில் இருந்து, உயர் தூய்மையான நியோடைமியம் (99% க்கும் அதிகமானவை) முக்கியமாக மோனசைட்டின் அயனி பரிமாற்ற செயல்முறை மூலம் பெறப்பட்டது. உலோகமே அதன் ஹாலைடு உப்பை மின்னாற்பகுப்பு செய்வதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. தற்போது, ​​பெரும்பாலான நியோடைமியம் பாஸ்தா நதானைட்டில் உள்ள (Ce,La,Nd,Pr)CO3F இலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டு கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் மூலம் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. அயன் பரிமாற்ற சுத்திகரிப்பு தயாரிப்பிற்காக அந்த மிக உயர்ந்த தூய்மையை (பொதுவாக > 99.99%) வைத்திருக்கிறது. உற்பத்தி படி படிகமயமாக்கல் தொழில்நுட்பத்தை சார்ந்திருக்கும் சகாப்தத்தில் பிரசியோடைமியத்தின் கடைசி தடயத்தை அகற்றுவது கடினம் என்பதால், 1930 களில் தயாரிக்கப்பட்ட ஆரம்பகால நியோடைமியம் கண்ணாடி நவீன பதிப்பை விட தூய்மையான ஊதா நிறத்தையும் அதிக சிவப்பு அல்லது ஆரஞ்சு நிற தொனியையும் கொண்டுள்ளது.

நியோடைமியம் உலோகம்

உலோக நியோடைமியம் பிரகாசமான வெள்ளி உலோக பளபளப்பு, 1024°C உருகுநிலை, 7.004 g/cm2 அடர்த்தி மற்றும் பாரா காந்தத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. நியோடைமியம் மிகவும் செயலில் உள்ள அரிய பூமி உலோகங்களில் ஒன்றாகும், இது காற்றில் விரைவாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைந்து கருமையாகிறது, பின்னர் ஒரு ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்கி பின்னர் உரிந்து, உலோகத்தை மேலும் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு ஆளாக்குகிறது. எனவே, ஒரு சென்டிமீட்டர் அளவுள்ள நியோடைமியம் மாதிரி ஒரு வருடத்திற்குள் முழுமையாக ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது. இது குளிர்ந்த நீரில் மெதுவாகவும், சூடான நீரில் விரைவாகவும் வினைபுரிகிறது.

நியோடைமியம் மின்னணு கட்டமைப்பு

மின்னணு கட்டமைப்பு:

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

நியோடைமியத்தின் லேசர் செயல்திறன் வெவ்வேறு ஆற்றல் நிலைகளுக்கு இடையில் 4f சுற்றுப்பாதை எலக்ட்ரான்களின் மாற்றத்தால் ஏற்படுகிறது. இந்த லேசர் பொருள் தொடர்பு, தகவல் சேமிப்பு, மருத்துவ சிகிச்சை, இயந்திரமயமாக்கல் போன்றவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அவற்றில், யட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) சிறந்த செயல்திறனுடன் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் Nd-டோப் செய்யப்பட்ட காடோலினியம் ஸ்காண்டியம் காலியம் கார்னெட் அதிக செயல்திறன் கொண்டது.

நியோடைமியத்தின் பயன்பாடு

நியோடைமியத்தின் மிகப்பெரிய பயனர் NdFeB நிரந்தர காந்தப் பொருள். அதன் உயர் காந்த ஆற்றல் தயாரிப்பு காரணமாக NdFeB காந்தம் "நிரந்தர காந்தங்களின் ராஜா" என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதன் சிறந்த செயல்திறனுக்காக இது மின்னணுவியல், இயந்திரங்கள் மற்றும் பிற தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இங்கிலாந்தின் எக்ஸிடர் பல்கலைக்கழகத்தின் கம்பர்லேண்ட் ஸ்கூல் ஆஃப் மைனிங்கின் பயன்பாட்டு சுரங்கப் பேராசிரியரான பிரான்சிஸ் வால் கூறினார்: "காந்தங்களைப் பொறுத்தவரை, நியோடைமியத்துடன் போட்டியிடக்கூடிய எதுவும் உண்மையில் இல்லை. ஆல்பா காந்த நிறமாலை மீட்டரின் வெற்றிகரமான வளர்ச்சி, சீனாவில் NdFeB காந்தங்களின் காந்த பண்புகள் உலகத் தரத்தை எட்டியுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.

வன் வட்டில் நியோடைமியம் காந்தம்

நியோடைமியம் மட்பாண்டங்கள், பிரகாசமான ஊதா நிறக் கண்ணாடி, லேசரில் செயற்கை ரூபி மற்றும் அகச்சிவப்பு கதிர்களை வடிகட்டக்கூடிய சிறப்புக் கண்ணாடி ஆகியவற்றை தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது. கண்ணாடி ஊதுபவர்களுக்கு கண்ணாடிகளை தயாரிக்க பிரசியோடைமியத்துடன் இணைந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மெக்னீசியம் அல்லது அலுமினிய கலவையில் 1.5%~2.5% நானோ நியோடைமியம் ஆக்சைடைச் சேர்ப்பது, அலாய் உயர் வெப்பநிலை செயல்திறன், காற்று இறுக்கம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பை மேம்படுத்தலாம், மேலும் இது விமானப் போக்குவரத்துக்கான விண்வெளிப் பொருளாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நானோ-நியோடைமியம் ஆக்சைடுடன் கலக்கப்பட்ட நானோ-யட்ரியம் அலுமினிய கார்னெட் குறுகிய-அலை லேசர் கற்றையை உருவாக்குகிறது, இது தொழில்துறையில் 10 மிமீக்கும் குறைவான தடிமன் கொண்ட மெல்லிய பொருட்களை வெல்டிங் செய்வதற்கும் வெட்டுவதற்கும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

Nd:YAG லேசர் கம்பி

மருத்துவ சிகிச்சையில், அறுவை சிகிச்சை காயங்களை அகற்ற அல்லது அறுவை சிகிச்சை கத்திகளுக்குப் பதிலாக காயங்களை கிருமி நீக்கம் செய்ய நானோ நியோடைமியம் ஆக்சைடுடன் டோப் செய்யப்பட்ட நானோ யட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் லேசர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நியோடைமியம் கண்ணாடி உருகிய கண்ணாடியில் நியோடைமியம் ஆக்சைடைச் சேர்ப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. லாவெண்டர் பொதுவாக நியோடைமியம் கண்ணாடியில் சூரிய ஒளி அல்லது ஒளிரும் விளக்கின் கீழ் தோன்றும், ஆனால் ஒளிரும் விளக்கு வெளிச்சத்தில் வெளிர் நீலம் தோன்றும். தூய ஊதா, ஒயின் சிவப்பு மற்றும் சூடான சாம்பல் போன்ற கண்ணாடியின் மென்மையான நிழல்களுக்கு நியோடைமியம் பயன்படுத்தப்படலாம்.

நியோடைமியம் கண்ணாடி

அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடனும், அரிய பூமி அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் விரிவாக்கத்துடனும், நியோடைமியம் பரந்த பயன்பாட்டு இடத்தைப் பெறும்.