મેજિક રેર અર્થ એલિમેન્ટ: "કાયમી મેગ્નેટનો રાજા" - નિયોડીમિયમ

બેસ્ટનાસાઇટ

નિયોડીમિયમ, અણુ ક્રમાંક 60, અણુ વજન 144.24, પોપડામાં 0.00239% ની સામગ્રી સાથે, મુખ્યત્વે મોનાઝાઇટ અને બેસ્ટનેસાઇટમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પ્રકૃતિમાં નિયોડીમિયમના સાત આઇસોટોપ્સ છે: નિયોડીમિયમ 142, 143, 144, 145, 146, 148 અને 150, જેમાંથી નિયોડીમિયમ 142 સૌથી વધુ સામગ્રી ધરાવે છે. પ્રાસોડીમિયમના જન્મ સાથે, નિયોડીમિયમ અસ્તિત્વમાં આવ્યું. નિયોડીમિયમના આગમનથી દુર્લભ પૃથ્વી ક્ષેત્ર સક્રિય થયું અને તેમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી. અને દુર્લભ પૃથ્વીના બજારને પ્રભાવિત કરે છે.

નિયોડીમિયમની શોધ

કાર્લ ઓરવોન વેલ્સબેક (1858-1929), નિયોડીમિયમના શોધક

1885 માં, ઑસ્ટ્રિયન રસાયણશાસ્ત્રી કાર્લ ઓરવોન વેલ્સબેક કાર્લ ઓર વોન વેલ્સબેકે વિયેનામાં નિયોડીમિયમની શોધ કરી. તેમણે નાઈટ્રિક એસિડમાંથી એમોનિયમ નાઈટ્રેટ ટેટ્રાહાઈડ્રેટને અલગ કરીને અને સ્ફટિકીકરણ કરીને સપ્રમાણ નિયોડીમિયમ પદાર્થોમાંથી નિયોડીમિયમ અને પ્રાસોડીમિયમને અલગ કર્યા, અને તે જ સમયે વર્ણપટ વિશ્લેષણ દ્વારા અલગ કર્યા, પરંતુ તે 1925 સુધી પ્રમાણમાં શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ નહોતા.

1950 ના દાયકાથી, ઉચ્ચ શુદ્ધતા નિયોડીમિયમ (99% થી વધુ) મુખ્યત્વે મોનાઝાઇટની આયન વિનિમય પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું. ધાતુ પોતે તેના હલાઇડ સોલ્ટને ઇલેક્ટ્રોલાઈઝ કરીને મેળવવામાં આવે છે. હાલમાં, મોટા ભાગના નિયોડીમિયમને બસ્તા નાથાનાઈટમાં (Ce,La,Nd,Pr)CO3F માંથી કાઢવામાં આવે છે અને દ્રાવક નિષ્કર્ષણ દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. આયન વિનિમય શુદ્ધિકરણ તૈયારી માટે સર્વોચ્ચ શુદ્ધતા (સામાન્ય રીતે > 99.99%) અનામત રાખે છે. કારણ કે તે યુગમાં જ્યારે ઉત્પાદન સ્ટેપ ક્રિસ્ટલાઇઝેશન ટેક્નોલોજી પર આધાર રાખે છે ત્યારે પ્રાસોડીમિયમના છેલ્લા ટ્રેસને દૂર કરવું મુશ્કેલ છે, 1930ના દાયકામાં ઉત્પાદિત પ્રારંભિક નિયોડીમિયમ કાચ વધુ શુદ્ધ જાંબલી રંગ ધરાવે છે. અને આધુનિક સંસ્કરણ કરતાં વધુ લાલ અથવા નારંગી રંગનો સ્વર.

નિયોડીમિયમ મેટલ

મેટાલિક નિયોડીમિયમમાં તેજસ્વી ચાંદીની ધાતુની ચમક, ગલનબિંદુ 1024°C, 7.004 g/cm ની ઘનતા અને પેરામેગ્નેટિઝમ છે. નિયોડીમિયમ એ સૌથી વધુ સક્રિય દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુઓમાંની એક છે, જે હવામાં ઝડપથી ઓક્સિડાઈઝ થાય છે અને કાળી થઈ જાય છે, પછી ઓક્સાઈડનું સ્તર બનાવે છે અને પછી છાલ ઉતારે છે, ધાતુને વધુ ઓક્સિડેશન માટે ખુલ્લા પાડે છે. તેથી, એક સેન્ટીમીટરના કદ સાથે નિયોડીમિયમ નમૂના એક વર્ષમાં સંપૂર્ણપણે ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે. તે ઠંડા પાણીમાં ધીમે ધીમે અને ગરમ પાણીમાં ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

નિયોડીમિયમ ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન:

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

નિયોડીમિયમનું લેસર પ્રદર્શન વિવિધ ઊર્જા સ્તરો વચ્ચે 4f ઓર્બિટલ ઇલેક્ટ્રોનના સંક્રમણને કારણે થાય છે. આ લેસર સામગ્રીનો વ્યાપકપણે સંદેશાવ્યવહાર, માહિતી સંગ્રહ, તબીબી સારવાર, મશીનિંગ વગેરેમાં ઉપયોગ થાય છે. તેમાંથી, યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) ઉત્તમ કામગીરી સાથે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને Nd-doped gadolinium scandium gallium garnet ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા

નિયોડીમિયમની અરજી

નિયોડીમિયમનો સૌથી મોટો ઉપયોગકર્તા NdFeB કાયમી ચુંબક સામગ્રી છે. NdFeB ચુંબકને તેના ઉચ્ચ ચુંબકીય ઉર્જા ઉત્પાદનને કારણે "સ્થાયી ચુંબકનો રાજા" કહેવામાં આવે છે. તે તેના ઉત્તમ પ્રદર્શન માટે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, મશીનરી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. યુકેની એક્સેટર યુનિવર્સિટીના કમ્બરલેન્ડ સ્કૂલ ઓફ માઇનિંગના એપ્લાઇડ માઇનિંગના પ્રોફેસર ફ્રાન્સિસ વોલે કહ્યું: “ચુંબકની દ્રષ્ટિએ ખરેખર એવું કંઈ નથી જે નિયોડીમિયમ સાથે સ્પર્ધા કરી શકે. આલ્ફા મેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રોમીટરનો સફળ વિકાસ સૂચવે છે કે ચુંબકીય ગુણધર્મો ચીનમાં NdFeB ચુંબક વિશ્વ-કક્ષાના સ્તરે પ્રવેશ્યા છે.

હાર્ડ ડિસ્ક પર નિયોડીમિયમ ચુંબક

સિરામિક્સ, તેજસ્વી જાંબલી કાચ, લેસરમાં કૃત્રિમ રૂબી અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને ફિલ્ટર કરી શકે તેવા વિશિષ્ટ કાચ બનાવવા માટે નિયોડીમિયમનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ગ્લાસ બ્લોઅર માટે ગોગલ્સ બનાવવા માટે પ્રેસોડીમિયમ સાથે મળીને વપરાય છે.

મેગ્નેશિયમ અથવા એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં 1.5% ~ 2.5% નેનો નિયોડીમિયમ ઓક્સાઈડ ઉમેરવાથી એલોયની ઉચ્ચ તાપમાનની કામગીરી, હવાની ચુસ્તતા અને કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો થઈ શકે છે અને તે ઉડ્ડયન માટે એરોસ્પેસ સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

નેનો-યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ નેનો-નિયોડીમિયમ ઓક્સાઈડ સાથે ડોપેડ શોર્ટ-વેવ લેસર બીમનું ઉત્પાદન કરે છે, જેનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં 10 મીમીથી ઓછી જાડાઈ ધરાવતી પાતળા સામગ્રીને વેલ્ડીંગ અને કાપવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

Nd: YAG લેસર રોડ

તબીબી સારવારમાં, નેનો નિયોડીમિયમ ઓક્સાઈડ સાથે ડોપેડ નેનો યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ લેસરનો ઉપયોગ સર્જિકલ છરીઓને બદલે સર્જિકલ ઘાને દૂર કરવા અથવા ઘાને જંતુમુક્ત કરવા માટે થાય છે.

ગ્લાસ મેલ્ટમાં નિયોડીમિયમ ઓક્સાઇડ ઉમેરીને નિયોડીમિયમ ગ્લાસ બનાવવામાં આવે છે. લવંડર સામાન્ય રીતે સૂર્યપ્રકાશ અથવા અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા હેઠળ નિયોડીમિયમ કાચમાં દેખાય છે, પરંતુ ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પના પ્રકાશ હેઠળ આછો વાદળી દેખાય છે. નિયોડીમિયમનો ઉપયોગ કાચના નાજુક શેડ્સ જેમ કે શુદ્ધ વાયોલેટ, વાઇન લાલ અને ગરમ રાખોડી રંગ માટે કરી શકાય છે.

નિયોડીમિયમ કાચ

વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના વિકાસ અને દુર્લભ પૃથ્વી વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના વિસ્તરણ અને વિસ્તરણ સાથે, નિયોડીમિયમમાં વ્યાપક ઉપયોગની જગ્યા હશે.