紹介
ネオジムは、1885年にオーストリアの化学者C. A. von Welsbachによってウィーンで発見された。 興味深いことに、Neodymiumという名前は、ギリシャ語で「新しい」を意味するneos(νέος)と「生まれた」を意味するdidymos(διδύμος)を組み合わせたものである。
天然ネオジムには、7つの同位体、すなわち安定な143Nd、145Nd、146Nd、148Nd、および最も一般的な142Ndと、長寿命の原始放射能144Ndおよび150Ndがある。 これらの天然同位体に加え、ネオジムには31の合成放射性同位体があり、そのうち最も長寿命のものは147Ndである。13の既知の等核異性体が存在し、そのうちより安定なものは139mNd、135mNd、133m1Ndである。
ネオジムは純粋な金属としては自然界に存在しないが、主にセリウムフルオロカーボンやモナザイトサンドなどの鉱石中に含まれ、レアアース全体の10~18%を占めることが多い。 ネオジムが純金属として単離されたのは1925年のことである。
ネオジム Nd
原子番号:60
原子量:144.242 u
電子配置:ネオジムの一番外側の電子配置は 4f4 6s2。
物理的/化学的性質:明るい銀白色の金属で、中程度の硬度、常磁性、わずかな延性を持つ。 化学的に活性である。 空気中で急速に酸化するため、密閉されたプラスチック包装に入れられたり、鉱油に浸されたりして保管されることが多い。 水や酸と反応して水素を放出することがある。
ネオジムの主な応用分野:
- 永久磁石材料:ネオジム磁石は、最も市販されている高強度永久磁石材料の一つである。
- ネオジム鉄ホウ素磁石(NdFeB magnet)は、希土類永久磁石型合金材料の中で圧倒的なシェアを誇り、モーター、電子機器、ディスクドライブ、磁気選別機、磁気バルブ、その他多くの機器、ハイブリッド車の高出力・大型モーター、航空機や風力タービンの発電機など、強力な磁場を発生させるために広く使用されている。
- ガラスとセラミックの着色剤:多くの場合、その酸化物はガラスやセラミックの着色剤として使用され、ガラス、セラミック、エナメル、溶接工や吹きガラス工のゴーグル、あるいは選択的な天文フィルターを作るための用途で飽和色を作り出す。 1927年にガラス染料として初めて商業的に使用され、現在もガラスの添加剤として人気がある。
- ドーパント:ネオジム固体レーザーは、ネオジム添加アルミナガーネット(Nd:YAG)、ネオジム添加フッ化リチウムペリリデン(Nd:YLF)、ネオジム添加オルトバナジン酸ネオジムペリリリデン(Nd:YVO4)、ネオジムガラス、場合によっては本物の宝石の代わりに合成ルビーなど、ネオジムの特性を利用して高出力レーザービームを生成する。 これらは、材料加工、通信、医療、歯科、工業分野で広く使用されている。
- ガラス用反射防止コーティング: ネオジム酸化物は、反射を低減し、光学システムの性能を向上させるために、光学ガラス用反射防止コーティングに使用されている。
- 核への応用:143Ndは核物理学の研究や原子炉の燃料として使用されている。
- 光学レンズと光学デバイス:ネオジムガラスは、光学レンズ、光学デバイス、レーザー材料に使用され、ガラスやセラミックス用のバイオレット色素、ネオジムガラス、セラミックコンデンサーなどの高性能光学システムを作り出している。
- オーディオとヘッドフォン:オーディオ機器、マイク、インイヤーヘッドフォン、プロ用スピーカーに広く使用され、高品質のオーディオ性能を提供する。