ኒዮዲሚየም ኤንዲ እና አቶሚክ ቁጥር 60 የሚል ምልክት ያለው ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር ሲሆን በአየር ላይ የሚበላሽ ለስላሳ ብርማ ብረት ነው። በ1885 በኦስትሪያዊው ኬሚስት ካርል አውየር ቮን ዌልስባክ ተገኝቷል። ንጥረ ነገሩ በሞናዚት የአሸዋ ክምችቶች እና በማዕድን ባስትናሳይት ውስጥ በከፍተኛ መጠን ይገኛል።
ታሪክ
ብርቅዬው የምድር ብረታ ብረት ኒዮዲየም በኦስትሪያዊው ኬሚስት ባሮን ካርል አውየር ቮን ዌልስባክ በቪየና በ1885 ተገኘ። ሳይንቲስቱ አዲስ ንጥረ ነገር (እንዲሁም ፕራሴዮዲሚየም ኤለመንቱ) ዲዲሚየም ተብሎ ከሚጠራው ቁሳቁስ በክፍልፋይ የድብል ammonium nitrate tetrahydrate ከናይትሪክ አሲድ ክሪስታላይዜሽን፣ በስፔክትሮስኮፒክ ትንተና ከተለየ በኋላ። ነገር ግን እስከ 1925 ድረስ ኤለመንቱን በንጹህ መልክ ማግኘት አልተቻለም።
እስከ 1940ዎቹ መጨረሻ ድረስ ብረትን ለማምረት ዋናው የንግድ ዘዴ የናይትሬትስ ድርብ ክሪስታላይዜሽን ነበር። ዘዴው ውጤታማ አይደለም, እና የተገኘው ንጥረ ነገር መጠን ትንሽ ነበር. የሊንሳይ ኬሚካላዊ ክፍል የኒዮዲሚየም መጠነ ሰፊ ምርት ለመጀመር የመጀመሪያው ነው።ion-ልውውጥ የመንጻት ዘዴ. ከ1950ዎቹ ጀምሮ፣ በጣም የጸዳው (ከ99 በመቶ በላይ) ያለው ንጥረ ነገር በዋናነት በአዮን ልውውጥ ሂደት የሚመረተው ብርቅዬ ምድር ባለፀጋ ሞናዚት በኤሌክትሮላይድ ሃሊድ ጨው ነው።
በአሁኑ ጊዜ አብዛኛው ሜታሊካል ኒዮዲሚየም የሚመነጨው ከባስትንሳይት ነው። የቴክኖሎጂ እድገቶች እና የተሻሻሉ የጽዳት ዘዴዎችን ማሳደግ በኢንዱስትሪ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ እንዲውል አድርጎታል።
መግለጫ
ኬሚካላዊው ንጥረ ነገር በተፈጥሮው በብረታ ብረት አይከሰትም ዲዲሚየም ከሚለው ንጥረ ነገር ተለይቷል በውስጡም ከሌሎች ላንታናይዶች (በተለይ ከፕራሴዮዲሚየም) ጋር ተቀላቅሏል። ምንም እንኳን ኒዮዲሚየም እንደ ብርቅዬ የምድር ብረት ቢመደብም ፣ እሱ በጣም የተለመደ ንጥረ ነገር ነው ፣ ቢያንስ እንደ ኮባልት ፣ ኒኬል ወይም መዳብ በብዛት የሚከሰት እና በምድር ንጣፍ ውስጥ በሰፊው ተሰራጭቷል። አብዛኛው ንጥረ ነገር የመጣው ከቻይና ነው።
የኒዮዲሚየም ውህዶች በ1927 እንደ መስታወት ማቅለሚያነት ለመጀመሪያ ጊዜ ለንግድ ጥቅም ላይ ውለው ነበር እና በመነጽር ሌንሶች ውስጥ ታዋቂ ተጨማሪዎች ሆነው ቆይተዋል። Nd3+ ions በመኖሩ ምክንያት የኒዮዲሚየም ውህዶች ቀለም ብዙውን ጊዜ ቀይ-ሐምራዊ ቀለም ይኖረዋል፣ ነገር ግን ይህ እንደ የመብራት አይነት ይለያያል።
መተግበሪያ
Ndodymium-doped ሌንሶች የኢንፍራሬድ ጨረሮችን በ1047 እና 1062 ናኖሜትር መካከል የሞገድ ርዝመት በሚያመነጩ ሌዘር ውስጥ ያገለግላሉ። እጅግ በጣም ከፍተኛ ኃይል ባላቸው ስርዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ, ለምሳሌ, በማይንቀሳቀስ ሙከራዎች ውስጥመያዣ።
Nd:ሜታል እንዲሁ ከሌሎች ክሪስታሎች (እንደ አይትሪየም አልሙኒየም ጋርኔት ያሉ) በnd:YAG lasers ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ ቅንብር 1064 nm አካባቢ የሞገድ ርዝመት ያለው የኢንፍራሬድ ጨረሮችን ያመነጫል። በብዛት ጥቅም ላይ ከዋሉት ጠንካራ ግዛት ሌዘር አንዱ ነው።
ሌላው ጠቃሚ የኒዮዲሚየም ብረት አጠቃቀም ኃይለኛ እና ከፍተኛ ጥንካሬ ቋሚ ማግኔቶችን ለመሥራት በሚያገለግሉ ውህዶች ውስጥ እንደ ማጠናከሪያ አካል ነው። እንደ ማይክሮፎን ፣ ፕሮፌሽናል ድምጽ ማጉያዎች ፣ የጆሮ ማዳመጫዎች ፣ ከፍተኛ አፈፃፀም የዲሲ ሞተሮች ፣ የኮምፒተር ሃርድ ድራይቭ ፣ ዝቅተኛ ማግኔቲክ ጅምላ (ብዛት) ወይም ጠንካራ መግነጢሳዊ መስኮች በሚያስፈልጉ ምርቶች ላይ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ትልቅ የኒዮዲሚየም ማግኔቶች በከፍተኛ ኃይል እና ክብደት ኤሌክትሪክ ሞተሮች (ለምሳሌ ድብልቅ መኪና) እና ጄነሬተሮች (ለምሳሌ አውሮፕላን እና የንፋስ ኃይል ማመንጫ ኤሌክትሪክ ማመንጫዎች) ያገለግላሉ። እንዲሁም ኤለመንቱ አንዳንድ ውህዶችን ለማጠንከር ይጠቅማል። ለምሳሌ ቲታኒየም የዚህን ንጥረ ነገር 1.5% ብቻ ከጨመረ በኋላ አንድ ተኩል ጊዜ ጠንካራ ይሆናል።
አካላዊ ንብረቶች
የብረታ ብረት ኒዮዲሚየም በጥንታዊ ሚሽሜታል (ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ቅይጥ) ውስጥ ይገኛል፣ እሱም ትኩረቱ ብዙውን ጊዜ በ18% ቅደም ተከተል ነው። በንጹህ መልክ, ኤለመንቱ ብሩህ የብር-ወርቅ ብረታ ብረት አለው, ነገር ግን በፍጥነት በተለመደው አየር ውስጥ ኦክሳይድ ይሆናል. የኦክሳይድ ንብርብር ፈጥኖ ይንቀጠቀጣል, ብረትን ለተጨማሪ ኦክሳይድ ያጋልጣል. ስለዚህምየሴንቲሜትር ናሙና በአንድ አመት ውስጥ ሙሉ በሙሉ ኦክሳይድ ይደረጋል።
ኒዮዲሚየም አብዛኛውን ጊዜ በሁለት አሎትሮፒክ ቅርጾች ይገኛል፣ ከመሃል ወደ መሃል ከባለ ሁለት ባለ ስድስት ጎን ኪዩቢክ መዋቅር ለውጥ ጋር። በ 1024 ° ሴ ማቅለጥ ይጀምራል እና በ 3074 ° ሴ. በጠንካራው ደረጃ ውስጥ ያለው የቁስ መጠን 7.01 ግ/ሴሜ3፣ በፈሳሽ ሁኔታ 6.89 ግ/ሴሜ3።
ነው።
የአቶሚክ ባህሪያት፡
- የኦክሳይድ ሁኔታ፡ +4፣ +3፣ +2 (መሰረታዊ ኦክሳይድ)።
- ኤሌክትሮኔጋቲቭ፡ 1, 14 (የድምጽ መስጫ መለኪያ)።
- Thermal conductivity፡ 16.5 W/(m K)።
- Ionization energy: 1: 533, 1 kJ/mol, 2: 1040 kJ/mol, 3: 2130 kJ/mol.
- የአተም ራዲየስ፡ 181 ፒኮሜትሮች።
የኬሚካል ንብረቶች
የብረታ ብረት ኒዮዲሚየም በአየር ውስጥ ቀስ ብሎ ይበላሽ እና በቀላሉ በ150°C አካባቢ ይቃጠላል ኒዮዲሚየም(III) ኦክሳይድ ይፈጥራል፡
4Nd + 3O2 → 2Nd2O3
ይህ ኤሌክትሮፖዚቲቭ ኤለመንት ነው። በቀዝቃዛ ውሃ ቀስ ብሎ ምላሽ ይሰጣል፣ ይልቁንም በፍጥነት በሞቀ ውሃ፣ ኒዮዲሚየም (III) ሃይድሮክሳይድ ይፈጥራል፡
2Nd(ዎች) + 6H2O(l) → 2Nd(OH)3 (aq) + 3H 2(ግ)
ብረቱ ከሁሉም ሃሎጅን ጋር ኃይለኛ ምላሽ ይሰጣል፣በቀላል ሰልፈሪክ አሲድ ውስጥ በመሟሟት ቫዮሌት ኤንዲ(III) ion የያዙ መፍትሄዎችን ይፈጥራል።
ምርት
Neodymium ብረት በተፈጥሮ ውስጥ እንደ ነፃ ንጥረ ነገር በጭራሽ አይከሰትም። ከመሳሰሉት ማዕድናት ነው የሚመረተውbastnäsite እና monazite, ይህም ውስጥ ከሌሎች lanthanides እና ሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር የተያያዘ ነው. የእነዚህ ማዕድናት ዋና ዋና ቦታዎች በቻይና, ዩኤስኤ, ብራዚል, ሕንድ, ስሪላንካ እና አውስትራሊያ ውስጥ ይገኛሉ. አነስተኛ የተቀማጭ ገንዘብ በሩሲያ ውስጥም ታይቷል።
የኒዮዲየም ክምችት ወደ 8 ሚሊዮን ቶን ይገመታል። በመሬት ቅርፊት ውስጥ ያለው ትኩረት 38 mg/kg ያህል ነው ፣ይህም ከሴሪየም ቀጥሎ ካሉት ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች መካከል ሁለተኛው ከፍተኛ ነው። የአለም ብረት ምርት 7000 ቶን ያህል ነው። የምርት ዋናው ክፍል የቻይና ነው. የPRC መንግስት በቅርቡ ንጥረ ነገሩን ስትራቴጂካዊ ጠቃሚ እንደሆነ በመገንዘቡ ወደ ውጭ በመላክ ላይ ገደቦችን ጥሏል፣ ይህም በሸማቾች አገሮች ላይ ስጋት በመፍጠር የኒዮዲሚየም ዋጋ ወደ 500 ዶላር በከፍተኛ ሁኔታ እንዲጨምር አድርጓል። ዛሬ አማካይ ዋጋ በኪሎ ግራም ንጹህ ብረት ከ300-350 ዶላር ይለያያል፣ ኒዮዲሚየም ኦክሳይድ ርካሽ ነው፡ 70-130 ዶላር።
የቻይና መንግስትን ክልከላ በማለፍ በህገ ወጥ ንግድ ምክንያት የብረት ዋጋ ወደ 40 ዶላር የቀነሰባቸው አጋጣሚዎች አሉ። የዋጋ አወጣጥ እና የተገኝነት አለመረጋጋት የጃፓን ኩባንያዎች ቋሚ ማግኔቶችን እና ተዛማጅ ኤሌክትሪክ ሞተሮች ያነሱ ወይም ምንም ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች እንዲሰሩ አድርጓቸዋል።
