جادو نایاب زمین عنصر: "مستقل مقناطیس کا بادشاہ" - نیوڈیمیم

bastnasite

نیوڈیمیم، جوہری نمبر 60، جوہری وزن 144.24، کرسٹ میں 0.00239٪ کے مواد کے ساتھ، بنیادی طور پر مونازائٹ اور باسٹنازائٹ میں موجود ہے۔ فطرت میں نیوڈیمیم کے سات آاسوٹوپس ہیں: نیوڈیمیم 142، 143، 144، 145، 146، 148 اور 150، جن میں نیوڈیمیم 142 سب سے زیادہ مواد رکھتا ہے۔ پراسیوڈیمیم کی پیدائش کے ساتھ ہی نیوڈیمیم وجود میں آیا۔ نیوڈیمیم کی آمد نے نایاب زمین کے میدان کو متحرک کیا اور اس میں اہم کردار ادا کیا۔ اور نایاب زمین کی مارکیٹ کو متاثر کیا۔

نیوڈیمیم کی دریافت

کارل اورون ویلزباخ (1858-1929)، نیوڈیمیم کا دریافت کرنے والا

1885 میں، آسٹریا کے کیمیا دان کارل اورون ویلزباچ کارل اوور وون ویلزباخ نے ویانا میں نیوڈیمیم دریافت کیا۔ اس نے نائٹرک ایسڈ سے امونیم نائٹریٹ ٹیٹراہائیڈریٹ کو الگ اور کرسٹلائز کرکے نیوڈیمیم اور پراسیوڈیمیم کو ہموار نیوڈیمیم مواد سے الگ کیا، اور ساتھ ہی اسپیکٹرل تجزیہ کے ذریعے الگ کیا، لیکن یہ 1925 تک نسبتاً خالص شکل میں الگ نہیں ہوا تھا۔

1950 کی دہائی سے، اعلی طہارت نیوڈیمیم (99٪ سے زیادہ) بنیادی طور پر مونازائٹ کے آئن ایکسچینج کے عمل سے حاصل کیا گیا تھا۔ دھات خود اپنے ہیلائیڈ نمک کو الیکٹرولائز کرکے حاصل کی جاتی ہے۔ اس وقت، زیادہ تر نیوڈیمیم (Ce,La,Nd,Pr)CO3F سے باسٹا ناتھانائٹ میں نکالا جاتا ہے اور سالوینٹس نکال کر صاف کیا جاتا ہے۔ آئن ایکسچینج پیوریفیکیشن کے پاس تیاری کے لیے سب سے زیادہ پاکیزگی (عام طور پر> 99.99%) ہے۔ چونکہ اس دور میں پراسیوڈیمیم کے آخری نشان کو ہٹانا مشکل ہے جب مینوفیکچرنگ مرحلہ وار کرسٹلائزیشن ٹیکنالوجی پر منحصر ہے، 1930 کی دہائی میں تیار ہونے والے ابتدائی نیوڈیمیم گلاس کا رنگ جامنی رنگ کا ہوتا ہے۔ اور جدید ورژن سے زیادہ سرخ یا نارنجی رنگ ٹون۔

نیوڈیمیم دھات

دھاتی نیوڈیمیم میں چاندی کی چمکیلی دھاتی چمک، 1024 ° C کا پگھلنے کا نقطہ، 7.004 g/cm کی کثافت، اور پیرا میگنیٹزم ہے۔ نیوڈیمیم زمین کی سب سے زیادہ فعال نایاب دھاتوں میں سے ایک ہے، جو ہوا میں تیزی سے آکسائڈائز اور گہرا ہو جاتا ہے، پھر آکسائیڈ کی تہہ بناتا ہے اور پھر چھلکا جاتا ہے، جس سے دھات کو مزید آکسیڈیشن کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ لہذا، ایک سینٹی میٹر کے سائز کے ساتھ نیوڈیمیم کا نمونہ ایک سال کے اندر مکمل طور پر آکسائڈائز ہو جاتا ہے۔ یہ ٹھنڈے پانی میں آہستہ اور گرم پانی میں تیزی سے رد عمل ظاہر کرتا ہے۔

نیوڈیمیم الیکٹرانک کنفیگریشن

الیکٹرانک ترتیب:

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

نیوڈیمیم کی لیزر کارکردگی مختلف توانائی کی سطحوں کے درمیان 4f مداری الیکٹران کی منتقلی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ یہ لیزر مواد مواصلت، معلوماتی ذخیرہ کرنے، طبی علاج، مشینی وغیرہ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ان میں، یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ Y3Al5O12:Nd(YAG:Nd) بہترین کارکردگی کے ساتھ وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، اور Nd-doped gadolinium scandium gallium garnet اعلیٰ درجے کے ساتھ۔ کارکردگی

نیوڈیمیم کا اطلاق

نیوڈیمیم کا سب سے بڑا صارف NdFeB مستقل مقناطیس مواد ہے۔ NdFeB مقناطیس کو اس کی اعلی مقناطیسی توانائی کی مصنوعات کی وجہ سے "مستقل میگنےٹ کا بادشاہ" کہا جاتا ہے۔ یہ اپنی بہترین کارکردگی کے لیے الیکٹرانکس، مشینری اور دیگر صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ فرانسس وال، کمبرلینڈ سکول آف مائننگ، یونیورسٹی آف ایکسیٹر، برطانیہ میں اپلائیڈ مائننگ کے پروفیسر نے کہا: "میگنےٹ کے لحاظ سے، واقعی کوئی بھی چیز ایسی نہیں ہے جو نیوڈیمیم کا مقابلہ کر سکے۔ الفا میگنیٹک سپیکٹرومیٹر کی کامیاب ترقی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ مقناطیسی خصوصیات چین میں NdFeB میگنےٹ عالمی سطح پر داخل ہو چکے ہیں۔

ہارڈ ڈسک پر نیوڈیمیم مقناطیس

نیوڈیمیم کو سیرامکس، چمکدار جامنی رنگ کا شیشہ، لیزر میں مصنوعی روبی اور خصوصی شیشہ بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو انفراریڈ شعاعوں کو فلٹر کر سکتا ہے۔ شیشے کے بلورز کے لیے چشمیں بنانے کے لیے پراسیوڈیمیم کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے۔

میگنیشیم یا ایلومینیم مرکب میں 1.5% ~ 2.5% نینو نیوڈیمیم آکسائیڈ شامل کرنے سے اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی، ہوا کی تنگی اور مرکب کی سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور یہ ہوا بازی کے لیے ایرو اسپیس مواد کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

نینو نیوڈیمیم آکسائیڈ کے ساتھ ڈوپڈ نینو-یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ شارٹ ویو لیزر بیم تیار کرتا ہے، جو صنعت میں 10 ملی میٹر سے کم موٹائی والے پتلے مواد کو ویلڈنگ اور کاٹنے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

Nd: YAG لیزر راڈ

طبی علاج میں، نینو نیوڈیمیم آکسائیڈ کے ساتھ ڈوپڈ نینو یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ لیزر سرجیکل چھریوں کی بجائے جراحی کے زخموں کو دور کرنے یا زخموں کو جراثیم سے پاک کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

نیوڈیمیم شیشے کو شیشے کے پگھلنے میں نیوڈیمیم آکسائڈ شامل کرکے بنایا جاتا ہے۔ لیوینڈر عام طور پر سورج کی روشنی یا تاپدیپت لیمپ کے نیچے نیوڈیمیم شیشے میں ظاہر ہوتا ہے، لیکن فلوروسینٹ لیمپ کی روشنی میں ہلکا نیلا ظاہر ہوتا ہے۔ نیوڈیمیم کا استعمال شیشے کے نازک شیڈز جیسے خالص بنفشی، شراب سرخ اور گرم بھوری رنگ کے لیے کیا جا سکتا ہے۔

neodymium گلاس

سائنس اور ٹکنالوجی کی ترقی اور نایاب زمین کی سائنس اور ٹیکنالوجی کی توسیع اور توسیع کے ساتھ، نیوڈیمیم کو وسیع تر استعمال کی جگہ ملے گی۔