НЕОДИМ

Содержание
  1. химический элемент Неодим Neodymium
  2. Неодим класс химических элементов
  3. Элемент Nd свойство химического элемента Неодим Neodymium
  4. формула химического элемента Неодим Neodymium
  5. Neodymium Неодим ядро строение
  6. История открытия Неодим Neodymium
  7. Происхождение названия
  8. Нахождение в природе
  9. Месторождения
  10. Получение
  11. Применение
  12. Неодимовое стекло
  13. Изотопы
  14. Неодим Neodymium происхождение названия
  15. Распространённость Неодим Neodymium
  16. Получение Неодим Neodymium
  17. Изотопы Neodymium Неодим
  18. Химические свойства Неодим Neodymium
  19. Меры предосторожности Неодим Neodymium
  20. Стоимость Неодим Neodymium
  21. Примечания
  22. Неодимовый магнит. История изобретения. Где используются?
  23.    Неодимовый магнит
  24.    Неодим
  25.    Характеристики неодимовых магнитов
  26. Спеченные магнитопласты
  27. Литые магнитопласты
  28. Прессованные магнитопласты
  29. Отличительные свойства и технические характеристики
  30. Сфера применения неодимовых магнитов
  31.    Игрушка из неодимовых магнитов
  32. Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
  33. Неодим металлический: свойства, получение и применение
  34. История
  35. Описание
  36. Физические свойства
  37. Химические свойства
  38. Производство
  39. Неодим (Nd) Neodymium – все о металле (свойства и структура)
  40. Химический свойства элемента
  41. Физические свойства элемента
  42. Производство Неодима
  43. Искусственный синтез Неодима
  44. Металл неодим
  45. Механические свойства
  46. Технологические свойства
  47. Соединения неодима
  48. Цена
  49. Свойства неодимовых магнитов
  50. Технические характеристики неодимовых магнитов
  51. Магнитные характеристики различных неодимовых сплавов
  52. Применение неодимовых магнитов
  53. Техника безопасности про обращении с неодимовыми магнитами

химический элемент Неодим Neodymium

НЕОДИМ

Серебристо-белый металл с золотистым оттенком — Неодим — это химический элемент Nd химический элемент, редкоземельный металл серебристо-белого цвета с золотистым оттенком. Относится к группе лантаноидов.

Легко окисляется на воздухе. Открыт в 1885 году австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом. Используется как компонент сплавов с алюминием и магнием для самолёто- и ракетостроения

Неодим класс химических элементов

Элемент Nd — относится к группе, классу хим элементов (Относится к группе лантаноидов. окисляется на воздухе )

Элемент Nd свойство химического элемента Неодим Neodymium

Основные характеристики и свойства элемента Nd…, его параметры.

формула химического элемента Неодим Neodymium

Химическая формула Неодима:

Neodymium Неодим ядро строение

Строение ядра химического элемента Neodymium — Nd,

История открытия Неодим Neodymium

Открытие элемента Neodymium —

был открыт в 1885 году австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом . Он разделил дидим — смесь двух редкоземельных металлов, трудно разделяемую из-за чрезвычайной близости их химических свойств и ранее считавшуюся индивидуальным химическим элементом, — на неодим и празеодим . Получить неодим в чистом виде, практически свободном от примесей празеодима, удалось лишь в 1925 году .

Происхождение названия

Название «неодим» (Neodymium) представляет собой слияние двух греческих слов νέος «новый» и δίδυμος «близнец», что связано с историей открытия элемента.

Нахождение в природе

неодима в земной коре (по разным данным) — 25—37 г/т, в воде океанов — 9,2⋅10 −6 мг/л.

Месторождения

Неодим входит в состав лантаноидов , месторождения которых находятся в России , США , Казахстане , Украине , Австралии , Бразилии , Индии , Скандинавии , Китае . Последний является основным производителем, а также экспортёром неодима.

Общая сырьевая база редкоземельных элементов в мире составляет примерно 100 млн т, из которых на долю КНР приходится до 52 млн тонн. Китай поставляет 92—94 % мировых объёмов редкоземельных элементов.

Получение

Неодим при разделении редкоземельных элементов концентрируется вместе с легкими лантаноидами и выделяется вместе с празеодимом; смесь соединений Pr(III) и Nd(III) называют дидимом .

Металлический неодим получают из безводных галогенидов электролизом их расплава или кальциетермическим восстановлением.

Электролиз расплава NdF 3 или NdCl 3 (с добавками галогенидов Li, К, Са, Ва) ведут при 1000 °C и катодной плотности тока 4,7 А/см²; материал анода и катода — графит .

Применение

Неодим — один из наиболее широко применяемых металлов из группы лантаноидов наряду с самарием , церием , лантаном и др.

Очень важными областями применения неодима являются:

  • легирование специальных конструкционных сплавов и сталей (модифицирование высококачественных сталей), неодим в виде добавки 1,5 % в полтора раза увеличивает прочность чистого титана и потому служит для его легирования.
  • производство мощных постоянных магнитов (неодим- иттрий — кобальт , неодим- железо — бор ),

Соединения неодима применяются в сельском хозяйстве (обработка семян с целью ускорения всхожести, урожайности).

Легирование неодимом значительно повышает прочность термоэлектрических материалов на основе теллуридов и селенидов висмута и сурьмы и повышает термо-ЭДС этих материалов. Имеется указание на то, что легирование неодимом термоэлектрических сплавов системы висмут-теллур-цезий также увеличивает их прочность, термо-ЭДС и временную стабильность.

Оксид неодима применяется в качестве диэлектрика со сверхмалым коэффициентом линейного термического расширения и для производства неодимового стекла (см. ниже).

Фторид неодима применяется для получения высококачественных оптоволоконных световодов для волоконной оптики .

Теллурид неодима — очень хороший термоэлектрический материал и компонент термоэлектрических сплавов, которым придает повышенную прочность и улучшает электрофизические характеристики (термо-ЭДС около 170 мкВ/К).

  • В нефтехимическом производстве, при изготовлении синтетического каучука СКД-НД служит катализатором (синтетический каучук дивиниловый на неодимовом катализаторе).

Неодимовое стекло

Минеральное стекло с добавлением оксидов неодима и некоторых других лантаноидов обладает многочисленными полезными физическими и интересными оптическими свойствами, а потому имеет достаточно обширное применение в научных приборах , в аксессуарных и защитных очках , декоративном стеклоделии и другое.

Изотопы

Природный неодим состоит из семи изотопов :142 Nd (27,2 %), 143 Nd (12,2 %), 144 Nd (23,8 %), 145 Nd (8,3 %), 146 Nd (17,2 %), 148 Nd (5,7 %), 150 Nd (5,6 %) — в скобках дано их содержание в природном неодиме.

Из них пять стабильны, а два слаборадиоактивны: 144 Nd испытывает альфа-распад с периодом полураспада 2,38⋅10 15 лет, а 150 Nd — двойной бета-распад с периодом полураспада 7⋅10 18 лет.

На 2003 год получен 31 искусственный нестабильный изотоп неодима с массовым числом в диапазоне от 124 до 161, также известны 13 метастабильных возбуждённых состояний его ядер

Неодим Neodymium происхождение названия

Откуда произошло название Neodymium …

Распространённость Неодим Neodymium

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Nd …

Получение Неодим Neodymium

Neodymium — получение элемента

Изотопы Neodymium Неодим

Наличие и определение изотопов Neodymium

Химические свойства Неодим Neodymium

Определение химических свойств Neodymium

Меры предосторожности Неодим Neodymium

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Neodymium

Стоимость Неодим Neodymium

Рыночная стоимость Nd, цена Неодим Neodymium Цены на неодим чистотой 99—99,9 % в 2011 году составляли около 110 долларов США за 1 килограмм в зависимости от применяемой технологии производства и страны-производителя, а также от конечной формы готового изделия и области его применения и использования. В 2014 году цена неодима 99 % чистоты составляла примерно 70 долларов США за 1 кг.

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент Nd

****
****

Источник: http://chemical-products.ru/chemical-elements-family/neodymium-chemical-element/

Неодимовый магнит. История изобретения. Где используются?

НЕОДИМ

Самым сильным и самым мощным, из доступных на сегодняшний день в продаже постоянных магнитов, является неодимовый магнит. Такие магниты имеют химическую формулу Nd2Fe14В, и обладают исключительной плотностью магнитной энергии достигающей 512 кДж/м3.

Если раньше самарий-кобальтовые (SmCo) магниты считались наиболее мощными из доступных в продаже, то, начиная с 1986 года, их постепенно начали заменять неодимовые магниты, значительно более экономичные по стоимости производства, хотя и с более низкой температурой Кюри.

С развитием электронной промышленности, начиная с 90-х годов и до настоящего времени, неодимовые магниты получили большую популярность повсеместно, и их замечательными свойствами многие удивлены до сих пор, ведь такой магнит может поднять груз в тысячи раз превышающий вес самого магнита.

   Неодимовый магнит

Все началось с того, что в 1982 году японская компания Sumitomo Special Metals, работая совместно с американской General Motors над проблемой поиска альтернативы дорогим самарий-кобальтовым (SmCo) магнитам, отыскала таки соединение неодим-железо-бор, которое и было запатентовано General Motors в 1985 году. В 1986 году была открыта компания Magnequench, специализировавшаяся на выпуске неодимовых магнитов, и продававшая сырьё для их изготовления.

Позже Magnequench стала частью Molycorp, США, а Sumitomo – частью Hitachi Corporation, Япония, и теперь Hitachi обладает более чем 600 патентами, связанными с производством неодимовых магнитов методом спекания, и лицензирует многочисленные производства по всему миру.

В конце концов, Китай вышел в лидеры по производству неодимовых магнитов, ведь эта страна контролирует огромную долю мировых редкоземельных руд.

Ежегодно в Китае производят по 50000 тонн неодимовых магнитов. Между тем, в одной тонне исходной руды содержится около 700 кг железа, а неодима — максимум 450 грамм.

   Неодим

Для изготовления неодимовых магнитов применяют порошковую технологию, позволяющую получать магниты трех типов: прессованные магниты, литые магнитопласты, и спеченные магнитопласты.

Перед изготовлением магнитов выплавляют магнитный материал, для этого исходные элементы (железо, неодим, бор) сплавляют в индукционной печи, затем дробят полученный сплав, получая порошок для дальнейших этапов технологического процесса, для работы уже с порошком.

   Характеристики неодимовых магнитов

В зависимости от микроструктуры исходных элементов, магнитные свойст ва конечного продукта могут в некоторой степени различаться. Зачастую применяют непосредственно соединение Nd2Fe14В. Именно его структура и дает максимальную магнитокристаллическую, одноосную анизотропию. Но возможны и более сложные химические реакции.

Спеченные магнитопласты

Получаются путем прессования порошка неодима-железа-бора, его спекания в инертной или вакуумной среде, и последующей шлифовки на станке до получения нужной формы. Во время прессования порошка, на него действует магнитное поле нужной интенсивности и направления, которое и задает намагниченность.

Литые магнитопласты

Получаются с применением полимеров, которые смешиваются с неодим-железо-бор порошком, а потом выдавливаются в форму, и здесь есть возможность получать любые формы, однако энергия продукта ограничена значением в 5 МГсЭ.

Прессованные магнитопласты

Получаются следующим образом, исходный порошок неодим-железо-бор смешивают с полимером, затем прессуют в форму, нагревают и намагничивают. Дополнительной обработки не требуется, а энергия прессованных магнитопластов ограничена значением в 10 МГсЭ.

Отличительные свойства и технические характеристики

Итак, неодимовые магниты обладают следующими отличительными свойствами:

  • За 10 лет теряют лишь 1% намагниченности
  • Доступны любые размеры и формы
  • Низкая температура Кюри (см. таблицу выше)
  • Высокая устойчивость к коррозии
  • Максимальная остаточная намагниченность
  • Максимальная коэрцитивная сила
  • Максимальная удельная магнитная энергия

Неодимовые магниты маркируются следующим образом, это так называемые классы неодимовых магнитов:

  • N35-N52
  • 33M-48M
  • 30H-45H
  • 30SH-42SH
  • 30UH-35UH
  • 28EH-35EH

Здесь номер обозначает магнитную энергию, выраженную в МГсЭ ( МегаГаусс-Эрстед), а буква (марка) – допустимый температурный диапазон:

  • N (Normal) – до 80 градусов Цельсия
  • M (Medium) –до 100 градусов Цельсия
  • H (High) – до 120 градусов Цельсия
  • SH (Super High) – до 150 градусов Цельсия
  • UH (Ultra High) – до 180 градусов Цельсия
  • EH (Extra High) – до 200 градусов Цельсия

Обычно, продавец всегда готов предоставить исчерпывающую информацию о технических характеристиках предлагаемых им неодимовых магнитов.

Сфера применения неодимовых магнитов

Неодимовые магниты почти полностью вытеснили ферритовые магниты во многих сферах применения, включая промышленность, поскольку они намного сильнее, и при этом являются более компактными.

Так, неодимовые магниты нашли следующие применения:

  • в приводах головок жестких дисков компьютеров
  • в составе стирающих головок недорогой аппаратуры
  • в магитно-резонансной томографии (МРТ)
  • в магнитных звукоснимателях гитар
  • в электронных сигаретах
  • в дверных замках
  • в громкоговорителях и наушниках
  • в магнитных подшипниках
  • в спектрометрах ЯМР
  • в электродвигателях
  • в аккумуляторных инструментах
  • в серводвигателях
  • в подъемных и компрессорных двигателях
  • в шаговых двигателях
  • в электрических усилителях руля
  • на гибридном и на электрическом транспорте
  • в генераторах и турбинах (турбины прямого привода требуют 600 кг магнитов на мегаватт мощности, а 31% этой массы — неодим)

   Игрушка из неодимовых магнитов

Кроме этого, неодимовые магниты с их уникальными магнитными свойствами вдохновили создателей игрушек и украшений. Всем известны магнитные наборы неокуб, и другие; различные конструкторы, разнообразные декоративные застежки и прочее.

Таким образом, неодимовые магниты способны далеко не только на решение сложных производственных задач, но и на простые, удобные решения.

В последнее время, мощные магниты начали активно рекламироваться для использования в незаконных действиях. Реклама призывает покупать магниты, с помощью которых можно пользоваться электроэнергией, теплом и газом без учета потребленных ресурсов соответствующими счетчиками. Безучетное использование таких ресурсов незаконно, согласно кодексу об административных правонарушениях.

Смотрите также по теме:

   Магнитный двигатель на постоянных магнитах. Двигатель Минато.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Источник: https://powercoup.by/kak-eto-ustroeno/neodimovyiy-magnit

Неодим металлический: свойства, получение и применение

НЕОДИМ

Неодим – химический элемент с символом Nd и атомным номером 60. Это мягкий серебристый металл, который тускнеет на воздухе. Был обнаружен в 1885 году австрийским химиком Карлом Ауэром фон Вельсбахом. Вещество присутствует в значительных количествах в залежах монацитового песка и таком минерале, как бастнезит.

История

Редкоземельный металл неодим был обнаружен австрийским химиком бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом в Вене в 1885 году.

Ученый выделил новое вещество (а также элемент празеодим) из материала, известного как дидим, посредством фракционной кристаллизации двойного тетрагидрата нитрата аммония из азотной кислоты, после разделения путем спектроскопического анализа. Однако до 1925 года не удавалось получить элемент в чистой форме.

До конца 1940 годов основным коммерческим способом получения металла была двойная кристаллизация нитратов. Метод малоэффективный, и количество получаемого вещества было небольшим.

Компания Lindsay Chemical Division стала первой, кто начал крупномасштабное производство неодима методом ионообменной очистки.

Начиная с 1950 годов высокоочищенный (выше 99%) элемент в основном получают в результате процесса ионного обмена из монацита, богатого редкоземельными элементами, путем электролиза его галоидных солей.

В настоящее время большинство металлических неодимов извлекают из бастнезита. Развивающиеся технологии и разработка улучшенных методов чистки позволили широко использовать его в промышленности.

Описание

Химический элемент не встречается естественным образом в металлической форме, его отделяют из вещества дидим, в котором он смешан с другими лантаноидами (в частности, с празеодимом).

Хотя неодим классифицируется как редкоземельный металл, это довольно распространенный элемент, встречающийся не реже кобальта, никеля или меди, и широко распространен в земной коре.

Большая часть вещества добывается в Китае.

Неодимовые соединения были впервые коммерчески использованы в качестве стеклянных красителей в 1927 году, и они остаются популярной добавкой в ​​очковых линзах. Цвет соединений неодима из-за присутствия ионов Nd3+ часто имеет красновато-фиолетовый оттенок, но он изменяется в зависимости от типа освещения.

Физические свойства

Металлический неодим присутствует в классическом мишметалле (сплаве редкоземельных элементов), где его концентрация обычно составляет порядка 18%.

В чистом виде элемент имеет яркий серебристо-золотистый металлический блеск, но быстро окисляется на обычном воздухе. Образуется слой оксида, который отслаивается, подвергая металл дальнейшему окислению.

Таким образом, сантиметровый образец вещества полностью окисляется в течение года.

Неодим обычно существует в двух аллотропных формах с преобразованием из двойной гексагональной кубической структуры с центра в центр. Плавиться начинает при 1024°C, а закипать при 3074°C. Плотность вещества в твердой фазе – 7,01 г/см3, в жидком состоянии – 6,89 г/см3.

Атомарные свойства:

  • Состояние окисления: +4, +3, +2 (основной оксид).
  • Электроотрицательность: 1,14 (по шкале Поллинга).
  • Теплопроводность: 16,5 Вт/(м·К).
  • Энергия ионизации: 1: 533,1 кДж/моль, 2: 1040 кДж/моль, 3: 2130 кДж/моль.
  • Радиус атома: 181 пикометр.

Химические свойства

Металлический неодим медленно тускнет на воздухе и легко горит при температуре около 150°C с образованием оксида неодима (III):

4Nd + 3O2 → 2Nd2O3

Это электроположительный элемент. Он медленно реагирует с холодной водой, но довольно быстро – с горячей, образуя гидроксид неодима (III):

2Nd(s) + 6H2O(l) → 2Nd(OH)3 (aq) + 3H2(g)

Металл энергично вступает в реакцию со всеми галогенами, легко растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием растворов, которые содержат фиолетовый ион Nd(III).

Производство

Неодим металлический никогда не встречается в природе как свободный элемент. Его добывают из таких руд, как бастнезит и монацит, в которых он связан с другими лантаноидами и прочими элементами. Основные районы добычи данных минералов находятся в Китае, США, Бразилии, Индии, Шри-Ланке и Австралии. Небольшие месторождения разведаны и в России.

Запасы неодима оцениваются примерно в 8 миллионов тонн. Его концентрация в коре Земли составляет около 38 мг/кг, что является вторым по величине среди редкоземельных элементов после церия. Мировое производство металла составляет порядка 7000 тонн. Основная часть производства принадлежит Китаю.

Правительство КНР недавно признало элемент стратегически важным и ввело ограничения на его экспорт, вызвав некоторые опасения в странах-потребителях и спровоцировав резкое повышение цен на неодимы до 500$.

Сегодня средняя цена за килограмм чистого металла варьируется в пределах 300-350$, оксиды неодима стоят дешевле: 70-130$.

Известны случаи, когда стоимость металла падала до 40$ по причине незаконной торговли в обход ограничений правительства Китая. Неопределенность ценообразования и доступности заставила японские компании разрабатывать постоянные магниты и связанные с ними электродвигатели с меньшим количеством редкоземельных элементов или вообще без них.

Источник: https://FB.ru/article/371916/neodim-metallicheskiy-svoystva-poluchenie-i-primenenie

Неодим (Nd) Neodymium – все о металле (свойства и структура)

НЕОДИМ

Материал Неодим был открыт в ходе множества экспериментов. Еще в 1841 году ученым Мозандером был произведен анализ земли, называемой лантановой. Из нее он выделил два новых вида земли. Один из них сохранил название, а другой переименовали в дидим.

С греческого перевода это означает парный или близнец. Уже в 1879 году Лекоком де Буабоцраном был произведен ряд исследований, которые показали, что из этого элемента возможно выделить другую землю, названную позже самарием.

А в 1882 году австрийский ученый смог разделить оставшуюся часть дидима на два абсолютно новых элемента. Один из них он назвал неодимом. На сегодняшний день, цена одного килограмма неодима чистотой не менее 99% составляет около 70 долларов США.

В 2011 году цена составляла на 40 долларов больше, но потом резко упала.

Химический свойства элемента

В состав неодима входит 7 изотопов, пять из которых носят стабильных характер, а два – радиоактивный характер. Самым распространённым изотопом является номер 142, вторым стоит 144, который слегка радиоактивен. Неодим взаимодействует:

  • С кислородом. В стабильном состоянии взаимодействие происходит достаточно медленно. Но при нагревании до 150 градусов по Цельсия происходит более активная реакция. При этом образовывается оксид неодима три;
  • С водой. Так же, как и с кислородом реакция происходит медленно. При нагреве взаимодействие проходит значительно быстрее. Во время реакции выделяется гидроксид;
  • С галогенами. Реакция с галогенами сопровождается выделением некоторого количества солей различного цвета. Цвет будет зависеть от вида и доли галогена в реакции;
  • С разбавленными кислотами. При этом образуется специальный ион и раствор почти моментально окрашивается в светло-лиловый цвет.

Многие соединения неодима отлично изучены и широк используются в различных отраслях производства и промышленности. Все они отличаются окрасом и физическим состоянием. Может иметь ид жидкости, солей или кристаллов. При определённом нагреве способен к химическим реакциям с серой и другими неметаллами.

Физические свойства элемента

В природе Неодим обладает ярким светло серебристым цветом с золотистым оттенком. Основная особенность метала – его магнитные свойства.

Основная кристаллическая модификация – это гексагональная решетка похожая на решетку лантана. Изменение модификации происходит при 1006 градусов по Цельсия.

Это почти достигает температуры плавления, то есть 1024 градусов по Цельсия. После такого нагрева модификация меняется на кубическую решетку.

Среди остальных редкоземельных металлов неодим атомная масса довольно маленькая. Она составляет 144,24 грамм на моль. Плотность неодима 7,01 г/см3. Температура кипения достаточно большая и значительно превышает показатели других элементов этой группы металлов. Составляет 3030 градусов по Цельсия.

Сплав железа и неодима достаточно популярен. Он используется в производстве магнитов. Некоторые соединения используются для пигментации в производстве цветной керамики и стекла. А также используется для создания предметов искусства, так как может менять цвет в зависимости от освещения.

Сильно влияет на состояние алюминиевых сплавов. Повышает их прочность в несколько раз. Используется для произведения возобновляемой энергии. В частности, для ветровых турбин. Такие турбины могут работать намного дольше, чем аналоги. Все свойства еще не изучены. Неодим стал набирать популярность только в последнее годы.

Производство Неодима

Среди известных лантаноидов неодим находится на втором месте по распространённости. В земной коре его находится рекордное количество, оно превышает даже долю лантана и составляет 25—37 г/т. Неодим достаточно легкий элемент.

При декомпозиции редкоземельных элементов он совмещается с другими легкими лантаноидами. Выделение происходит вместе с веществом празеодимом. Его природное состояние до сих пор называют дидимом. Что бы получить простое вещество производители используют металлотермию.

Это достаточно простой и доступный способ получения элемента. Еще одним способом является электролиз. Он проводится над расплавленными солями. Основным добытчиком и производителем данного материала является Китай.

Планируется развитие и разработка новых рудников в США, Индии, Шри-Ланке, Малайзии и других.

Искусственный синтез Неодима

Поскольку данный материал довольно трудно добывать, а его запасы в известных источниках ограничены широко используется его промышленное производство. Редкоземельные металлы разделяются на ряд элементов. Их в свою очередь разделяют с помощью ионной хроматографии. Так же используют способ электролиза. Ему подвергаются расплавы хлорида неодима. Также можно использовать фторид неодима.

Спрос на данный материал постоянно растет. Но так как рудники еще не развиты в достаточной степени, то его добывается и производится достаточно мало. Всего 65 тысяч тонн в год. В дальнейшем планируется развивать и другие рудники по всему миру.

Источник: https://mysamocvet.ru/metally/neodim-nd-neodymium/

Металл неодим

НЕОДИМ

Выделение неодима из его минерала произошло в конце 19 века. Сделал это химик немецкого происхождения Карл Ауэр фон Вельсбах. Долгое время научная общественность не придавала этому открытию должного значения. Неодим считался никому не нужным, малоперспективным металлом. Единственное, где ему нашли применение – так это изготовление кремния для зажигалок.

Но все поменялось, когда человечеству открылись способы получения энергии за счет деления атомных ядер. Атомная промышленность нуждалась в новых материалах, одним из которых и стал неодим. Какие свойства позволили ему получить широкое распространение в высоконаучном производстве? 

Механические свойства

Отличительной особенностью неодима является его высокая пластичность. Модуль Юнга (упругости) составляет 37 ГПа. Модуль сдвига 13,5 ГПа. Относительное удлинение на сжатие равно 40%, что сравнимо с аналогичным показателем меди.

Неодим не выделяется высокими прочностными характеристиками. Предел прочности на разрыв составляет 136 МПа, что почти в 4 раза ниже, чем у стали 45. Твердость металлического неодима зависит от количества примесей в его составе. Такие элементы как фосфор повышают ее значение, но при этом отрицательно влияют на прочность. Для чистого неодима твердость равна 314 единиц по шкале Бринелля.

Технологические свойства

Повышенная пластичность металла обеспечивает ему возможность применения всех типов горячей и холодной обработки давлением: штамповка, ковка, чеканка и прочее. Штампованные заготовки из неодима отличаются высокой точностью из-за низкого значения усадки металла.

Металл поддается резанию. Из-за его повышенной вязкости не удается достичь высоких скоростей резания при обработке. Они колеблются в пределах 40-60 м/с.

Металлический неодим не изменяет механические характеристики обработкой температурой. Не сваривается. Частично поддается сварке.

Соединения неодима

Как уже было сказано ранее, неодим активно вступает в химические связи с другими элементами. Наиболее применяемые в практике среди них:

  • Оксид неодима – голубовато-серое соединение плотностью 7325 кг/м3. Тугоплавок. Температура плавления 2300 С. Не растворяется в щелочи и воде.
  • Фторид неодима – кристалл бледно-розового цвета с температурой плавления 1375 С.
  • Хлорид неодима – фиолето-розовое соединение плотностью 4135 кг/м3. Отличается относительно низкой температурой плавления 760 С. Хорошо растворим в воде.

Цена

На ноябрь 2017 года стоимость неодима составляет в среднем 4000-4200 рублей за килограмм. На данную цену оказывает влияние прежде всего:

  • Значение котировок на Лондонской бирже редкоземельных металлов.
  • Химическая чистота. Наличие примесей снижает металлы в стоимости.
  • Привязка цены к курсу доллара. Последнее резкое увеличение стоимости произошло по причине обвала рубля на мировом рынке.
  • Не последнюю роль в формировании цен имеют природные катаклизмы.

Источник: https://prompriem.ru/stati/neodim.html

Свойства неодимовых магнитов

НЕОДИМ

Нам часто задают вопросы – “Что такое неодимовый магнит?”, “Какова его сила?”, “Как долго он сохранят свою намагниченность?”, “Чем он лучше обычного, ферритового магнита?”. Сейчас мы попробуем разобраться с этим и ответим на всё вопросы по порядку.

Неодимовые магниты NdFeB самые сильные на сегодняшний день постоянные магниты.

Изготавливаются они из сплава, содержащего редкоземельный материал неодим Nd, а также железо и бор. Неодимовые магниты имеют очень высокие показатели остаточной магнитной индукции и устойчивости к размагничиванию. По этим показателям они в разы превосходят обычные чёрные, ферритовые, магниты.

Что делает их гораздо более привлекательными при использовании в изделиях и оборудовании, где требуются сильное магнитное поле. Единственный серьёзный недостаток этих магнитов – это довольно высокая цена. При чём, с течением времени, она имеет тенденцию к росту, так как потребности мировой промышленности в сильных магнитах так же постоянно растут.

Технический прогресс ускорятся год от года, постоянно выходят новые модели смартфонов, телевизоров, компьютеров, навигаторов и тому подобных высокотехнологичных гаджетов, при производстве которых используются редкоземельные металлы.

Основным же поставщиком, так сказать лидером глобального рынка, является Китайская Народная Республика, контролирующая до 95% поставок редкоземельных материалов, а соответственно и цены на них. Очередное резкое повышение цен было отмечено летом 2017 года, когда за 3 месяца цена на неодим выросла более чем на 50 процентов.

Технические характеристики неодимовых магнитов

Магнитные характеристики закладываются на стадии изготовления магнита и не могут быть изменены в последствии. Основные же параметры это остаточная магнитная индукция и устойчивость к размагничиванию (коэрцитивная сила). Магнитная индукция измеряется в Теслах (Тс) и Гауссах (Гс), 1 Тл = 10000 Гс.

Неодимовые магниты имеют остаточную индукцию порядка 1,2-1,4 Тл (12000-14000 Гс). Следует учитывать, что подобные значения могут быть получены только при испытаниях магнитного материала в замкнутой цепи. При измерении же силы магнитного поля на поверхности магнита тесламетр обычно показывает от 200 до 500 мТл (2000-5000 Гс).

К тому же показания остаточной магнитной индукции сильно зависят от формы и размера магнита – чем он больше, тем сильнее будет его магнитное поле. Потери магнитных свойств со временем обычно не превышают 2-3% за 10 лет эксплуатации (естественно, при условии соблюдения температурного режима).

Отличительной особенностью неодимовых магнитов является довольно низкая рабочая температура. При сильном нагреве начинается размагничивание материала и чем горячее, тем быстрее протекает этот процесс. Значение температуры, при котором материал начинает терять свои магнитные свойства, называется “точкой Кюри”.

При этом происходит так называемый “фазовый переход” – быстрое разрушение магнитной структуры вещества. Магниты из обычных марок неодимового сплава, типа N38, N42 и т.п. выдерживают нагрев не выше 80 градусов Цельсия.

Это очень ограничивает их применение в оборудовании подверженному сильному нагреву – для нормального функционирования в таких условиях, требуется обеспечить дополнительное охлаждение установки. Существуют и высокотемпературные марки сплавов, такие как N38H (120°С), N38UH (180°C).

Если же требуются более высокие рабочие температуры, то следует рассматривать магниты из материала Альнико (ЮНДК) выдерживающие нагрев до 550°C. Неодимовые магниты чаще всего имеют антикоррозионное покрытие, никелевое или цинковое, реже эпоксидное. Магниты могут выпускаться и совсем совсем без покрытия, но так как они имеют свойство ржаветь во влажной среде, то пользуются они гораздо меньшим спросом. Направление магнитного поля может быть аксиальным (вдоль размера h), диаметральным (вдоль размера D) и радиальным (вдоль размера r).

Магнитные характеристики различных неодимовых сплавов

Марка
материала
Остаточная магнитная индукция BrКоэрцитивная сила
(по току) Hcj
Максимальное энергетическое произведение (BH) max.

Рабочая температура t
Tl (Тесла)kG (кГаусс)kA/mkOeMGOeKj/m3С
N351,17-1,2011,7-12,0955123527980
N35M1,17-1,2011.

7-12,0

11151435279100
N35H1,15-1,1711,5-11,713551735279120
N35SH1,17-1,2011,7-12,015902035279150
N35UH1,17-1,2011,7-12,019902535279180
N381,17-1,2012,2-12,6955123830380
N38M1,22-1,2612,2-12,611151438303100
N38H1,22-1,2612,2-12,613551738303120
N38SH1,22-1,2612,2-12,615902038303160
N38UH1,22-1,2612,2-12,619902538303180
N401,26-1,2912,6-12,9955124031880
N40M1,26-1,2912,6-12,911151440318100
N40H1,26-1,2912,6-12,913551740318120
N40SH1,26-1,2912,6-12,915902040318160
N40UH1,26-1,2912,6-12,919902540318180
N421,30-1,3313,0-13,3955124233480
N42M1,30-1,3313,0-13,311151442334100
N42H1,30-1,3313,0-13,313551740318120
N42SH1,3-1,3313,0-13,315902042334160
N451,33-1,3713,3-13,7955124535880
N45M1,33-1,3713,3-13,711151445358100
N45H1,33-1,3713,3-13,713551745358120
N481,36-1,4213,6-14,2955124838280
N48M1,36-1,4213,6-14,211151448382100
N48H1,36-1,4213,6-14,213551748382120
N501,41-1,4514,1-14,5876115039870

Применение неодимовых магнитов

Неодимовые магниты получили широкое распространение в различных сферах человеческой деятельности.

Благодаря своим высоким эксплуатационным показателям они массово используются при производстве радиоаппаратуры, измерительных приборов, бытовой техники, медицинского оборудования, мобильных телефонов и прочих высокотехнологичных гаджетов. Высоким спросом пользуются эти магниты у производителей ветрогенераторов.

Используется неодим и для производства поисковых магнитов, для справки – магнитная рыбалка это интересное, набирающее популярность, хобби. Для обеспечения потребностей потребителей, неодимовые магниты производятся самых различных форм и размеров и способны удовлетворить самый взыскательный спрос.

Магниты могут быть изготовлены в форме диска, куба, стержня, цилиндра, призмы, бруска, кольца, сектора или шара. Кроме стандартных геометрических форм, возможно изготовление и более сложных и причудливых конфигураций – свойства материала это позволяют.

Техника безопасности про обращении с неодимовыми магнитами

Основное преимущество неодимовых магнитов это их колоссальная магнитная сила, она же представляет и наибольшую опасность в неумелых или неосторожных руках. Чем больше магнит, тем больший вред здоровью он может причинить. Большие неодимовые магниты при соударении друг о друга способны серьёзно травмировать конечности попавшие в этот момент между ними.

Удар будет примерно соответствовать удару кувалды или большого молотка о наковальню. Нужно понимать, что магниты смыкаются со страшной силой и происходит это в одно мгновение. Даже опытный в обращении с магнитами человек не всегда успевает среагировать и отдёрнуть руку в нужный момент.

Ещё одна неприятная особенность заключается в том, что если после удара молотком человек получает просто ушиб пальца, то в случае с магнитами, этот палец после удара остаётся зажат между ними как в тисках и вытащить его от туда довольно сложная задача.

Если пытаться просто выдернуть палец из магнитов, то с большой долей вероятности они отщипнут кусок кожи с кончика пальца или же сорвут ноготь. Что бы избежать подобных последствий держите большие неодимовые магниты подальше друг от друга и от железных предметов, рекомендуемое расстояние не менее 1 метра.

Если это всё же произошло и рука осталась зажата между магнитами, то в первую очередь нужно вставить между магнитами какие нибудь прокладки из немагнитных материалов – пластмассы или дерева, они предотвратят дальнейшее смыкание магнитов. После этого можно попытаться выдернуть руку самостоятельно или дожидаться приезда сотрудников МЧС.

Небольшие магниты, размером 20-40 мм., тоже могут представлять опасность и при неаккуратном обращении оставляют на руках ушибы, порезы или гематомы. Очень важно обезопасить детей от контакта с неодимовыми магнитами. Даже маленькие магнитики могут представлять серьёзную угрозу здоровью ребёнка.

Проглатывание маленьких магнитов может привести к крайне негативным последствиям, в этом случае нужно безотлагательно вызывать скорую помощь.

Держите неодимовые магниты в недоступном для детей месте!Большие неодимовые магниты создают вокруг себя сильное магнитное поле, во избежание поломок держите их подальше от чувствительной техники – компьютеров, внешних дисков, часов, смартфонов, кардиостимуляторов, навигационного оборудования, банковских карт и т.п. Кроме того неодимовые магниты довольно хрупкие и при сильных ударах могут раскалываться, что тоже неприятно и накладно в денежном отношении. Будьте всегда крайне внимательны и осторожны при обращении с мощными магнитами.

Все разделы

Источник: https://supermagnet.ru/content/info.html

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: