Неодимовый элемент для устройств лазерного синтеза

Неодим, элемент 60 таблицы Менделеева.

nd

Неодим связан с празеодимом, оба из которых представляют собой лантаноиды с очень похожими свойствами. В 1885 году, после того как шведский химик Мосандер открыл смесьлантани празеодим и неодим, австрийцы Вельсбах успешно разделили два вида «редкоземельных элементов»: оксид неодима иоксид празеодимаи, наконец, рассталисьнеодимипразеодимот них.

Неодим, серебристо-белый металл с активными химическими свойствами, может быстро окисляться на воздухе; Подобно празеодиму, он медленно реагирует в холодной воде и быстро выделяет газообразный водород в горячей воде. Неодим имеет небольшое содержание в земной коре и присутствует главным образом в монаците и бастнезите, уступая по распространенности лишь церию.

Неодим в основном использовался в качестве красителя в стекле в 19 веке. Когдаоксид неодимабыл расплавлен в стекло, он давал различные оттенки от теплого розового до синего, в зависимости от источника окружающего света. Не стоит недооценивать специальное стекло из ионов неодима, называемое «неодимовым стеклом». Это «сердце» лазеров, и его качество напрямую определяет потенциал и качество выходной энергии лазерного устройства. В настоящее время он известен как лазерное рабочее тело на Земле, способное выдавать максимальную энергию. Ионы неодима в неодимовом стекле являются ключом к бегу вверх и вниз по «небоскребу» энергетических уровней и формированию лазера максимальной энергии во время большого переходного процесса, который может усилить ничтожную энергию лазера наноджоульного уровня 10-9 до уровня «маленькое солнышко». Крупнейшее в мире устройство для лазерной сварки неодимового стекла, Национальное устройство зажигания США, подняло технологию непрерывной плавки неодимового стекла на новый уровень и вошло в семерку лучших технологических чудес страны. В 1964 году Шанхайский институт оптики и точной механики Китайской академии наук начал исследования четырех ключевых технологий: непрерывной плавки, прецизионного отжига, кромки и испытаний неодимового стекла. После десятилетий исследований в последнее десятилетие, наконец, был сделан крупный прорыв. Команда Ху Лили первой в мире создала в Шанхае сверхмощное и сверхкороткое лазерное устройство мощностью 10 Вт. Его целью является освоение ключевой технологии крупномасштабного и высокопроизводительного лазерного серийного производства неодимового стекла. Таким образом, Шанхайский институт оптики и точного машиностроения Китайской академии наук стал первым учреждением в мире, самостоятельно освоившим полноценную технологию производства компонентов из лазерного неодимового стекла.

Неодим также можно использовать для изготовления самого мощного известного постоянного магнита — сплава неодима, железа и бора. Сплав неодим-железо-бор был крупной наградой, предложенной Японией в 1980-х годах за разрушение монополии General Motors в Соединенных Штатах. Современный учёный Масато Дзуокава изобрел новый тип постоянного магнита, который представляет собой магнит из сплава трёх элементов: неодима, железа и бора. Китайские ученые также создали новый метод спекания, используя спекание с индукционным нагревом вместо традиционного спекания и термообработки, чтобы достичь плотности спекания более 95% от теоретического значения магнита, что позволяет избежать чрезмерного роста зерен магнита, сократить производственный цикл и, соответственно, сократить производственные затраты.


Время публикации: 01 августа 2023 г.