Neodimiy - Nd belgisi va atom raqami 60 boʻlgan kimyoviy element. Bu yumshoq, kumushsimon metall boʻlib, havoda xiralashadi. U 1885 yilda avstriyalik kimyogar Karl Auer fon Uelsbax tomonidan kashf etilgan. Ushbu modda juda ko'p miqdorda monazit qum konlarida va bastnasit mineralida mavjud.
Tarix
Nodir yer metali neodimiy 1885-yilda avstriyalik kimyogari Baron Karl Auer fon Welsbax tomonidan Venada kashf etilgan. Olim nitrat kislotadan qo‘sh ammoniy nitrat tetrahidratni spektroskopik tahlil orqali ajratgandan so‘ng fraksiyonel kristallanish yo‘li bilan didimiy deb nomlanuvchi materialdan yangi moddani (shuningdek, praseodimiy elementini) ajratib oldi. Biroq, 1925 yilgacha elementni sof shaklda olish mumkin emas edi.
1940-yillarning oxirigacha metall ishlab chiqarishning asosiy tijorat usuli nitratlarning ikki marta kristallanishi edi. Usul samarasiz va olingan moddaning miqdori kichik edi. Lindsay Kimyoviy bo'limi birinchi bo'lib neodimiyni keng ko'lamli ishlab chiqarishni boshladiion almashinadigan tozalash usuli. 1950-yillardan boshlab, yuqori darajada tozalangan (99% dan yuqori) element, asosan, galogenid tuzlarini elektroliz qilish yoʻli bilan noyob tuproqli monazitdan ion almashish jarayonida ishlab chiqarilgan.
Hozirda koʻpchilik metall neodimiy bastnasitdan olinadi. Texnologiyaning rivojlanishi va takomillashtirilgan tozalash usullarining rivojlanishi uni sanoatda keng qo'llashga imkon berdi.
Tavsif
Kimyoviy element tabiiy ravishda metall shaklda bo'lmaydi, u boshqa lantanidlar (xususan, praseodimiy bilan) bilan aralashgan didimiy moddasidan ajralib turadi. Neodimiy noyob tuproq metali sifatida tasniflangan bo'lsa-da, u juda keng tarqalgan element bo'lib, kamida kob alt, nikel yoki mis kabi tez-tez uchraydi va er qobig'ida keng tarqalgan. Moddaning asosiy qismi Xitoydan keladi.
Neodimiy birikmalari birinchi marta 1927 yilda shisha rang beruvchi sifatida tijoratda ishlatilgan va ko'zoynak linzalarida mashhur qo'shimcha bo'lib qolmoqda. Nd3+ ionlari mavjudligi sababli neodimiy birikmalarining rangi ko'pincha qizil-binafsha rangga ega, ammo bu yorug'lik turiga qarab o'zgaradi.
Ilova
Ndodimiy qoʻshilgan linzalar toʻlqin uzunligi 1047 dan 1062 nanometrgacha boʻlgan infraqizil nurlanish chiqaradigan lazerlarda qoʻllaniladi. Ular juda yuqori quvvatga ega tizimlarda, masalan, inertial tajribalarda qo'llaniladicheklash.
Nd:metal Nd:YAG lazerlarida boshqa kristallar (masalan, yttrium alyuminiy granatasi) bilan ham ishlatiladi. Ushbu o'rnatish odatda to'lqin uzunligi taxminan 1064 nm bo'lgan infraqizil nurlarni chiqaradi. Bu eng keng tarqalgan qattiq holat lazerlaridan biridir.
Neodimiy metallning yana bir muhim qoʻllanilishi kuchli, yuqori quvvatli doimiy magnitlarni tayyorlash uchun ishlatiladigan qotishmalarda mustahkamlovchi komponent sifatida foydalanishdir. Ular mikrofonlar, professional karnaylar, quloq ichidagi minigarnituralar, yuqori unumdorlikdagi shahar motorlari, kompyuterning qattiq disklari kabi mahsulotlarda keng qo'llaniladi, bu erda past magnit massa (hajm) yoki kuchli magnit maydonlar talab qilinadi.
Yirik neodim magnitlari yuqori quvvatli va ogʻirlikdagi elektr motorlarda (masalan, gibrid avtomobillar) va generatorlarda (masalan, samolyotlar va shamol stansiyalari elektr generatorlarida) qoʻllaniladi. Bundan tashqari, element ba'zi qotishmalarni qattiqlashtirish uchun ishlatiladi. Masalan, titan ushbu moddadan atigi 1,5% qo'shgandan keyin bir yarim baravar kuchliroq bo'ladi.
Jismoniy xususiyatlar
Metalik neodimiy klassik mischmetalda (noyob yer elementlarining qotishmasi) mavjud bo'lib, uning konsentratsiyasi odatda 18% ni tashkil qiladi. Uning sof shaklida element yorqin kumush-oltin metall yorqinligiga ega, ammo oddiy havoda tezda oksidlanadi. Oksid qatlami hosil bo'ladi va parchalanib, metallni keyingi oksidlanishga olib keladi. Shunday qilib,moddaning santimetr namunasi bir yil ichida to'liq oksidlanadi.
Neodimiy odatda ikkita allotropik shaklda mavjud bo'lib, ikkita olti burchakli kubik strukturadan markazdan markazga o'zgaradi. 1024°S da eriy boshlaydi va 3074°S da qaynay boshlaydi. Qattiq fazadagi moddaning zichligi 7,01 g/sm3, suyuq holatda 6,89 g/sm3.
Atom xususiyatlari:
- Oksidlanish darajasi: +4, +3, +2 (asosiy oksid).
- Elektromanfiylik: 1, 14 (Ovoz berish shkalasi).
- Issiqlik oʻtkazuvchanligi: 16,5 Vt/(m K).
- Ionlanish energiyasi: 1: 533, 1 kJ/mol, 2: 1040 kJ/mol, 3: 2130 kJ/mol.
- Atom radiusi: 181 pikometr.
Kimyoviy xossalari
Metal neodimiy havoda sekin xiralashadi va 150°C atrofida oson yonib, neodimiy(III) oksidini hosil qiladi:
4-n + 3O2 → 2-n2O3
Bu elektropozitiv element. Sovuq suv bilan sekin, lekin issiq suv bilan tezroq reaksiyaga kirishib, neodimiy (III) gidroksid hosil qiladi:
2nd(lar) + 6H2O(l) → 2Nd(OH)3 (aq) + 3H 2(g)
Metal barcha galogenlar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi, suyultirilgan sulfat kislotada oson eriydi va binafsha Nd(III) ionini oʻz ichiga olgan eritmalar hosil qiladi.
Ishlab chiqarish
Neodimiy metall tabiatda hech qachon erkin element sifatida uchramaydi. kabi rudalardan qazib olinadibastnäsite va monazit, unda u boshqa lantanidlar va boshqa elementlar bilan bog'liq. Ushbu foydali qazilmalarni qazib olishning asosiy hududlari Xitoy, AQSh, Braziliya, Hindiston, Shri-Lanka va Avstraliyada joylashgan. Kichik konlar Rossiyada ham oʻrganilgan.
Neodimiy zahiralari taxminan 8 million tonnaga baholanmoqda. Uning er qobig'idagi kontsentratsiyasi taxminan 38 mg / kg ni tashkil qiladi, bu noyob yer elementlari orasida seriydan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Jahon metall ishlab chiqarish 7000 tonnaga yaqin. Ishlab chiqarishning asosiy qismi Xitoyga tegishli. XXR hukumati yaqinda ushbu elementni strategik ahamiyatga ega deb tan oldi va uning eksportiga cheklovlar kiritdi, bu iste'molchi mamlakatlarda biroz xavotirga sabab bo'ldi va neodimiy narxining 500 dollargacha keskin oshishiga olib keldi. Bugungi kunda bir kilogramm sof metallning o'rtacha narxi 300-350 dollar orasida o'zgarib turadi, neodimiy oksidi esa arzonroq: 70-130 dollar.
Xitoy hukumatining cheklovlarini chetlab o'tib, noqonuniy savdo tufayli metallning qiymati 40 dollargacha tushib ketgan holatlar mavjud. Narxlar va mavjudlik noaniqliklari Yaponiya kompaniyalarini nodir yer elementlari kamroq yoki umuman bo‘lmagan doimiy magnitlar va tegishli elektr motorlarni ishlab chiqishga majbur qildi.
