Στοιχείο νεοδυμίου για συσκευές σύντηξης λέιζερ

Νεοδύμιο, στοιχείο 60 του περιοδικού πίνακα.

nd

Το νεοδύμιο συνδέεται με το πρασεοδύμιο, και τα δύο είναι λανθανίδη με πολύ παρόμοιες ιδιότητες.Το 1885, αφού ο Σουηδός χημικός Mosander ανακάλυψε το μείγμα τουλανθάνιοκαι το πρασεοδύμιο και το νεοδύμιο, οι Αυστριακοί Welsbach διαχώρισαν με επιτυχία δύο είδη «σπανίων γαιών»: το οξείδιο του νεοδυμίου καιοξείδιο πρασεοδυμίου, και τελικά χώρισαννεοδύμιοκαιπρασεοδύμιοαπό αυτούς.

Το νεοδύμιο, ένα ασημί λευκό μέταλλο με ενεργές χημικές ιδιότητες, μπορεί να οξειδωθεί γρήγορα στον αέρα.Παρόμοια με το πρασεοδύμιο, αντιδρά αργά στο κρύο νερό και απελευθερώνει γρήγορα αέριο υδρογόνο στο ζεστό νερό.Το νεοδύμιο έχει χαμηλή περιεκτικότητα στον φλοιό της Γης και είναι κυρίως παρόν στον μοναζίτη και τον μπαστανσιίτη, με την αφθονία του να είναι δεύτερη μετά το δημήτριο.

Το νεοδύμιο χρησιμοποιήθηκε κυρίως ως χρωστική στο γυαλί τον 19ο αιώνα.Οτανοξείδιο νεοδυμίουλειωμένο σε γυαλί, θα παρήγαγε διάφορες αποχρώσεις που κυμαίνονται από ζεστό ροζ έως μπλε ανάλογα με την πηγή φωτός του περιβάλλοντος.Μην υποτιμάτε το ειδικό ποτήρι ιόντων νεοδυμίου που ονομάζεται «γυαλί νεοδυμίου».Είναι η «καρδιά» των λέιζερ και η ποιότητά του καθορίζει άμεσα τη δυνατότητα και την ποιότητα της ενέργειας εξόδου της συσκευής λέιζερ.Αυτή τη στιγμή είναι γνωστό ως το μέσο εργασίας λέιζερ στη Γη που μπορεί να παράγει τη μέγιστη ενέργεια.Τα ιόντα νεοδυμίου στο γυαλί νεοδυμίου είναι το κλειδί για να τρέχουν πάνω-κάτω στον «ουρανοξύστη» των επιπέδων ενέργειας και να σχηματίζουν το λέιζερ μέγιστης ενέργειας κατά τη διάρκεια της μεγάλης διαδικασίας μετάβασης, το οποίο μπορεί να ενισχύσει την αμελητέα ενέργεια λέιζερ επιπέδου 10-9 nanojoule στο επίπεδο ο «μικρός ήλιος».Η μεγαλύτερη συσκευή σύντηξης λέιζερ γυαλιού νεοδυμίου στον κόσμο, η Εθνική Συσκευή Ανάφλεξης των Ηνωμένων Πολιτειών, έχει ανυψώσει την τεχνολογία συνεχούς τήξης του γυαλιού νεοδυμίου σε ένα νέο επίπεδο και αναφέρεται ως τα κορυφαία επτά τεχνολογικά θαύματα της χώρας.Το 1964, το Ινστιτούτο Οπτικής και Λεπτής Μηχανικής της Σαγκάης της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ξεκίνησε την έρευνα σχετικά με τις τέσσερις βασικές τεχνολογίες του πυρήνα της συνεχούς τήξης, της ανόπτησης ακριβείας, της κοπής και της δοκιμής γυαλιού νεοδυμίου.Μετά από δεκαετίες εξερεύνησης, επιτέλους έγινε μια σημαντική ανακάλυψη την τελευταία δεκαετία.Η ομάδα του Hu Lili είναι η πρώτη στον κόσμο που κατασκεύασε τη συσκευή λέιζερ εξαιρετικά έντονης και εξαιρετικά μικρής διάρκειας της Σαγκάης με ισχύ λέιζερ 10 watt.Ο πυρήνας του είναι να κυριαρχήσει στη βασική τεχνολογία της μεγάλης κλίμακας και υψηλής απόδοσης κατασκευής παρτίδων γυαλιού λέιζερ Nd.Ως εκ τούτου, το Ινστιτούτο Οπτικής και Μηχανημάτων Ακριβείας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών της Σαγκάης έχει γίνει το πρώτο ίδρυμα στον κόσμο που κατέχει ανεξάρτητα την πλήρη τεχνολογία παραγωγής εξαρτημάτων γυαλιού λέιζερ Nd.

Το νεοδύμιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του πιο ισχυρού μόνιμου μαγνήτη - του κράματος βορίου σιδήρου νεοδυμίου.Το κράμα βορίου σιδήρου νεοδυμίου ήταν μια βαριά ανταμοιβή που προσέφερε η Ιαπωνία τη δεκαετία του 1980 για να σπάσει το μονοπώλιο της General Motors στις Ηνωμένες Πολιτείες.Ο σύγχρονος επιστήμονας Masato Zuokawa εφηύρε έναν νέο τύπο μόνιμου μαγνήτη, ο οποίος είναι ένας μαγνήτης από κράμα που αποτελείται από τρία στοιχεία: νεοδύμιο, σίδηρο και βόριο.Κινέζοι επιστήμονες δημιούργησαν επίσης μια νέα μέθοδο πυροσυσσωμάτωσης, χρησιμοποιώντας επαγωγική θερμοσυσσωμάτωση αντί της παραδοσιακής πυροσυσσωμάτωσης και θερμικής επεξεργασίας, για να επιτύχουν πυκνότητα πυροσυσσωμάτωσης πάνω από 95% της θεωρητικής τιμής του μαγνήτη, η οποία μπορεί να αποφύγει την υπερβολική ανάπτυξη κόκκων του μαγνήτη, να βραχύνει τον κύκλο παραγωγής, και αντίστοιχα να μειώσουν το κόστος παραγωγής.


Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-01-2023