Element de neodimi per a dispositius de fusió làser

Neodimi, element 60 de la taula periòdica.

nd

El neodimi s'associa amb el praseodimi, tots dos lantànids amb propietats molt similars. El 1885, després que el químic suec Mosander descobrís la barreja delantài praseodimi i neodimi, els austríacs Welsbach van separar amb èxit dos tipus de "terres rares": òxid de neodimi iòxid de praseodimi, i finalment es van separarneodimiipraseodimid'ells.

El neodimi, un metall blanc platejat amb propietats químiques actives, es pot oxidar ràpidament a l'aire; similar al praseodimi, reacciona lentament en aigua freda i allibera ràpidament hidrogen gasós en aigua calenta. El neodimi té un baix contingut a l'escorça terrestre i és present principalment en monazita i bastnaesita, i la seva abundància només és superada pel ceri.

El neodimi es va utilitzar principalment com a colorant en vidre al segle XIX. Quanòxid de neodimies fonia en vidre, produïa diversos tons que anaven del rosa càlid al blau, depenent de la font de llum ambiental. No subestimeu el vidre especial d'ions de neodimi anomenat "vidre de neodimi". És el "cor" dels làsers, i la seva qualitat determina directament el potencial i la qualitat de l'energia de sortida del dispositiu làser. Actualment es coneix com el medi de treball làser a la Terra que pot generar la màxima energia. Els ions de neodimi del vidre de neodimi són la clau per pujar i baixar pel "gratacel" dels nivells d'energia i formar el làser d'energia màxima durant el gran procés de transició, que pot amplificar l'energia làser de nivell insignificant de nanojoules 10-9 fins al nivell del "petit sol". El dispositiu de fusió làser de vidre de neodimi més gran del món, el National Ignition Device dels Estats Units, ha elevat la tecnologia de fusió contínua del vidre de neodimi a un nou nivell i està catalogat com una de les set meravelles tecnològiques més importants del país. El 1964, l'Institut d'Òptica i Mecànica Fina de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències de Xangai va iniciar la investigació sobre les quatre tecnologies bàsiques clau de fusió contínua, recuit de precisió, vorejat i proves de vidre de neodimi. Després de dècades d'exploració, finalment s'ha aconseguit un gran avenç en l'última dècada. L'equip de Hu Lili és el primer del món a realitzar el dispositiu làser ultraintens i ultracurt de Xangai amb una potència làser de 10 watts. El seu objectiu principal és dominar la tecnologia clau de la fabricació per lots de vidre de neodimi làser a gran escala i d'alt rendiment. Per tant, l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències de Xangai s'ha convertit en la primera institució del món a dominar de manera independent la tecnologia de producció de tot el procés de components de vidre de neodimi làser.

El neodimi també es pot utilitzar per fabricar l'imant permanent més potent conegut: l'aliatge de neodimi ferro-bor. L'aliatge de neodimi ferro-bor va ser una forta recompensa oferta pel Japó a la dècada de 1980 per trencar el monopoli de General Motors als Estats Units. El científic contemporani Masato Zuokawa va inventar un nou tipus d'imant permanent, que és un imant d'aliatge compost per tres elements: neodimi, ferro i bor. Científics xinesos també han creat un nou mètode de sinterització, utilitzant la sinterització per escalfament per inducció en lloc de la sinterització i el tractament tèrmic tradicionals, per aconseguir una densitat de sinterització de més del 95% del valor teòric de l'imant, cosa que pot evitar el creixement excessiu del gra de l'imant, escurçar el cicle de producció i, en conseqüència, reduir els costos de producció.


Data de publicació: 01-08-2023