Neodýmový prvok pre laserové fúzne zariadenia

Neodým, prvok 60 periodickej tabuľky.

a

Neodým sa spája s prazeodýmom, čo sú lantanoidy s veľmi podobnými vlastnosťami. V roku 1885, po tom, čo švédsky chemik Mosander objavil zmeslantána prazeodým a neodým, Rakúšania z Welsbachu úspešne oddelili dva druhy „vzácnych zemín“: oxid neodýmu aoxid prazeodýmua nakoniec sa oddelilineodýmaprazeodýmod nich.

Neodým, strieborno-biely kov s aktívnymi chemickými vlastnosťami, môže rýchlo oxidovať na vzduchu. Podobne ako prazeodým reaguje pomaly v studenej vode a rýchlo uvoľňuje vodík v horúcej vode. Neodým má nízky obsah v zemskej kôre a je prítomný najmä v monazite a bastnaezite, pričom jeho výskyt je druhý najrozšírenejší hneď po cériu.

Neodým sa v 19. storočí používal hlavne ako farbivo v skle. Keďoxid neodýmubolo roztavené do skla, produkovalo rôzne odtiene od teplej ružovej po modrú v závislosti od okolitého svetelného zdroja. Nepodceňujte špeciálne sklo neodýmových iónov nazývané „neodýmové sklo“. Je to „srdce“ laserov a jeho kvalita priamo určuje potenciál a kvalitu výstupnej energie laserového zariadenia. V súčasnosti je známe ako laserové pracovné médium na Zemi, ktoré dokáže vydávať maximálnu energiu. Neodýmové ióny v neodýmovom skle sú kľúčom k pohybu hore a dole v „mrakodrape“ energetických hladín a k vytvoreniu laseru s maximálnou energiou počas veľkého prechodového procesu, ktorý dokáže zosilniť zanedbateľnú laserovú energiu na úrovni nanojoulov 10-9 na úroveň „malého slnka“. Najväčšie laserové zariadenie na fúziu neodýmového skla na svete, National Ignition Device of the United States, pozdvihlo technológiu kontinuálneho tavenia neodýmového skla na novú úroveň a je uvedené medzi siedmimi najlepšími technologickými divmi v krajine. V roku 1964 začal Šanghajský inštitút optiky a jemnej mechaniky Čínskej akadémie vied výskum štyroch kľúčových technológií: kontinuálneho tavenia, presného žíhania, lemovania a testovania neodýmového skla. Po desaťročiach výskumu sa v poslednom desaťročí konečne dosiahol významný prielom. Tím Hu Liliho je prvým na svete, ktorý zrealizoval šanghajské ultraintenzívne a ultrakrátke laserové zariadenie s laserovým výkonom 10 wattov. Jeho jadrom je zvládnutie kľúčovej technológie veľkoobjemovej a vysokovýkonnej laserovej šaržovej výroby neodýmového skla. Preto sa Šanghajský inštitút optiky a presných strojov Čínskej akadémie vied stal prvou inštitúciou na svete, ktorá nezávisle zvládla kompletnú procesnú technológiu výroby laserových neodýmových sklenených komponentov.

Neodým sa dá použiť aj na výrobu najsilnejšieho známeho permanentného magnetu – zliatiny neodýmu, železa a bóru. Zliatina neodýmu, železa a bóru bola veľkou odmenou, ktorú Japonsko v 80. rokoch 20. storočia ponúklo za prelomenie monopolu spoločnosti General Motors v Spojených štátoch. Súčasný vedec Masato Zuokawa vynašiel nový typ permanentného magnetu, čo je zliatinový magnet zložený z troch prvkov: neodýmu, železa a bóru. Čínski vedci tiež vytvorili novú metódu spekania, ktorá namiesto tradičného spekania a tepelného spracovania využíva indukčné zahrievacie spekanie, čím sa dosiahla hustota spekania viac ako 95 % teoretickej hodnoty magnetu, čo umožňuje zabrániť nadmernému rastu zŕn magnetu, skrátiť výrobný cyklus a zodpovedajúcim spôsobom znížiť výrobné náklady.


Čas uverejnenia: 1. augusta 2023