लेजर संलयन उपकरणों के लिए नियोडिमियम तत्व

Neodymium, आवर्त सारणी का तत्व 60.

नियोडिमियम, प्रेजोडिमियम से जुड़ा हुआ है, दोनों ही लैंथेनाइड हैं जिनके गुण बहुत समान हैं। 1885 में, स्वीडिश रसायनज्ञ मोसेंडर ने इनके मिश्रण की खोज की थीलेण्टेनियुमऔर प्रेजोडियम और नियोडिमियम, ऑस्ट्रियाई वेल्सबैक ने दो प्रकार के "दुर्लभ पृथ्वी" को सफलतापूर्वक अलग किया: नियोडिमियम ऑक्साइड औरप्रेजोडायमियम ऑक्साइड, और अंततः अलग हो गएNeodymiumऔरप्रेसियोडीमियमउनके यहाँ से।

नियोडिमियम, सक्रिय रासायनिक गुणों वाली एक चांदी जैसी सफेद धातु है, जो हवा में तेजी से ऑक्सीकृत हो सकती है; प्रेजोडायमियम की तरह, यह ठंडे पानी में धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करती है और गर्म पानी में तेजी से हाइड्रोजन गैस छोड़ती है। नियोडिमियम की पृथ्वी की पपड़ी में कम मात्रा होती है और यह मुख्य रूप से मोनाजाइट और बास्टनेसाइट में मौजूद होती है, इसकी प्रचुरता सेरियम के बाद दूसरे स्थान पर है।

19वीं शताब्दी में नियोडिमियम का उपयोग मुख्य रूप से कांच में रंग के रूप में किया जाता था।नियोडिमियम ऑक्साइडकांच में पिघलाया गया था, यह परिवेश प्रकाश स्रोत के आधार पर गर्म गुलाबी से नीले रंग के विभिन्न रंगों का उत्पादन करेगा। "नियोडिमियम ग्लास" नामक नियोडिमियम आयनों के विशेष ग्लास को कम मत समझो। यह लेज़रों का "हृदय" है, और इसकी गुणवत्ता सीधे लेज़र डिवाइस आउटपुट ऊर्जा की क्षमता और गुणवत्ता को निर्धारित करती है। इसे वर्तमान में पृथ्वी पर लेज़र कार्यशील माध्यम के रूप में जाना जाता है जो अधिकतम ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है। नियोडिमियम ग्लास में नियोडिमियम आयन ऊर्जा स्तरों के "गगनचुंबी इमारत" में ऊपर और नीचे चलने और बड़े संक्रमण प्रक्रिया के दौरान अधिकतम ऊर्जा वाले लेज़र का निर्माण करने की कुंजी हैं, जो नगण्य नैनोजूल स्तर 10-9 लेज़र ऊर्जा को "छोटे सूरज" के स्तर तक बढ़ा सकते हैं। दुनिया का सबसे बड़ा नियोडिमियम ग्लास लेजर 1964 में, चीनी विज्ञान अकादमी के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड फाइन मैकेनिक्स ने नियोडिमियम ग्लास के निरंतर पिघलने, सटीक एनीलिंग, किनारा और परीक्षण की चार प्रमुख कोर तकनीकों पर शोध शुरू किया। दशकों के अन्वेषण के बाद, पिछले दशक में आखिरकार एक बड़ी सफलता मिली है। हू लिली की टीम 10 वाट लेजर आउटपुट के साथ शंघाई अल्ट्रा इंटेंस और अल्ट्रा शॉर्ट लेजर डिवाइस को साकार करने वाली दुनिया की पहली टीम है। इसका मूल बड़े पैमाने पर और उच्च प्रदर्शन वाले लेजर एनडी ग्लास बैच निर्माण की प्रमुख तकनीक में महारत हासिल करना है। इसलिए, चीनी विज्ञान अकादमी शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी दुनिया की पहली संस्था बन गई है जिसने स्वतंत्र रूप से लेजर एनडी ग्लास घटकों की पूरी प्रक्रिया उत्पादन तकनीक में महारत हासिल की है।

नियोडिमियम का उपयोग सबसे शक्तिशाली स्थायी चुंबक बनाने के लिए भी किया जा सकता है - नियोडिमियम आयरन बोरॉन मिश्र धातु। नियोडिमियम आयरन बोरॉन मिश्र धातु 1980 के दशक में जापान द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका में जनरल मोटर्स के एकाधिकार को तोड़ने के लिए दिया जाने वाला एक बड़ा इनाम था। समकालीन वैज्ञानिक मासातो ज़ुओकावा ने एक नए प्रकार के स्थायी चुंबक का आविष्कार किया, जो तीन तत्वों से बना एक मिश्र धातु चुंबक है: नियोडिमियम, लोहा और बोरॉन। चीनी वैज्ञानिकों ने पारंपरिक सिंटरिंग और हीट ट्रीटमेंट के बजाय इंडक्शन हीटिंग सिंटरिंग का उपयोग करके एक नई सिंटरिंग विधि भी बनाई है, ताकि चुंबक के सैद्धांतिक मूल्य के 95% से अधिक का सिंटरिंग घनत्व प्राप्त किया जा सके, जिससे चुंबक के अत्यधिक दाने के विकास से बचा जा सकता है, उत्पादन चक्र को छोटा किया जा सकता है और तदनुसार उत्पादन लागत को कम किया जा सकता है।