Neodym, Element 60 des Periodensystems.
Neodym ist mit Praseodym verbunden, beide sind Lanthanoide mit sehr ähnlichen Eigenschaften. Im Jahr 1885 entdeckte der schwedische Chemiker Mosander die Mischung ausLanthanund Praseodym und Neodym, Österreicher Welsbach erfolgreich getrennt zwei Arten von „seltenen Erden“: Neodymoxid undPraseodymoxidund schließlich getrenntNeodymUndPraseodymvon ihnen.
Neodym, ein silberweißes Metall mit aktiven chemischen Eigenschaften, oxidiert in der Luft schnell. Ähnlich wie Praseodym reagiert es langsam in kaltem Wasser und setzt in heißem Wasser schnell Wasserstoffgas frei. Neodym ist in der Erdkruste nur gering konzentriert und kommt hauptsächlich in Monazit und Bastnäsit vor. Nach Cer ist Neodym häufiger.
Neodym wurde im 19. Jahrhundert hauptsächlich als Farbstoff in Glas verwendet. AlsNeodymoxidZu Glas geschmolzen, erzeugt es je nach Umgebungslicht verschiedene Farbtöne von warmem Rosa bis Blau. Unterschätzen Sie nicht das spezielle Glas aus Neodym-Ionen, das sogenannte „Neodymglas“. Es ist das „Herz“ des Lasers, und seine Qualität bestimmt direkt das Potenzial und die Qualität der Ausgangsenergie eines Lasergeräts. Es gilt derzeit als das Laserarbeitsmedium der Erde, das die maximale Energie abgeben kann. Die Neodym-Ionen im Neodymglas sind der Schlüssel zum Auf- und Absteigen im „Wolkenkratzer“ der Energieniveaus und zur Bildung des Lasers mit maximaler Energie während des großen Übergangs, der die vernachlässigbare Laserenergie im Nanojoule-Niveau von 10-9 auf das Niveau der „kleinen Sonne“ verstärken kann. Das weltweit größte Neodym-Glas-Laserfusionsgerät, das National Ignition Device der Vereinigten Staaten, hat die kontinuierliche Schmelztechnologie von Neodymglas auf ein neues Niveau gehoben und gilt als eines der sieben größten Technologiewunder der USA. 1964 begann das Shanghaier Institut für Optik und Feinmechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften mit der Erforschung der vier Schlüsseltechnologien: kontinuierliches Schmelzen, Präzisionsglühen, Kantenbearbeitung und Prüfung von Neodymglas. Nach jahrzehntelanger Forschung gelang im letzten Jahrzehnt endlich ein entscheidender Durchbruch. Hu Lilis Team war weltweit das erste, das den Shanghaier Ultra-Intensity- und Ultra-Short-Laser mit 10 Watt Laserleistung realisierte. Kernstück ist die Beherrschung der Schlüsseltechnologie der großtechnischen und leistungsstarken Serienfertigung von Nd-Glas. Damit ist das Shanghaier Institut für Optik und Präzisionsmaschinen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die erste Institution weltweit, die die gesamte Prozessproduktionstechnologie für Nd-Glaskomponenten eigenständig beherrscht.
Aus Neodym lässt sich auch der stärkste bekannte Permanentmagnet herstellen – eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung. Diese Neodym-Eisen-Bor-Legierung war in den 1980er Jahren eine hohe Belohnung, die Japan auslobte, um das Monopol von General Motors in den USA zu brechen. Der damalige Wissenschaftler Masato Zuokawa erfand einen neuen Permanentmagnetentyp, einen Legierungsmagneten aus den drei Elementen Neodym, Eisen und Bor. Chinesische Wissenschaftler entwickelten zudem ein neues Sinterverfahren, bei dem anstelle des herkömmlichen Sinterns und der Wärmebehandlung Induktionserwärmung zum Einsatz kommt. Dadurch lässt sich eine Sinterdichte von über 95 % des theoretischen Magnetwerts erreichen. Dadurch lässt sich übermäßiges Kornwachstum des Magneten vermeiden, der Produktionszyklus verkürzen und die Produktionskosten entsprechend senken.
Beitragszeit: 01.08.2023