釹 ( ㄋㄩˇ ) (英語:Neodymium ;舊譯釢 [註 1] 、鋖 ),是一種化學元素 ,其化學符號 為Nd ,原子序數 為60,原子量 為7002144242000000000♠ 144.242 u ,屬於鑭系元素 ,也是稀土元素 之一。釹是一種中等硬度、略具延展性 的銀白色金屬,有順磁性 ,化學性質較活潑,室溫下在空氣中會緩慢氧化,能與水和酸 作用放出氫 。釹氧化後,會形成粉紅色、藍紫色和黃色的化合物,分別處於+2、+3和+4氧化態 。[4] 釹在水溶液中最穩定的氧化態為+3。
Quick Facts 外觀, 概況 ...
釹 60 Nd
外觀 銀白色 概況 名稱·符號 ·序數 釹(Neodymium)·Nd·60 元素類別 鑭系元素 族 ·週期 ·區 不適用 ·6 ·f 標準原子質量 144.242(3)[1] 電子排布 [Xe ] 4f4 6s2 2, 8, 18, 22, 8, 2
釹的電子層(2, 8, 18, 22, 8, 2) 物理性質 物態 固態 密度 (接近室溫 ) 7.01 g ·cm −3 熔點 時液體密度6.89 g·cm−3 熔點 1297 K ,1024 °C ,1875 °F 沸點 3347 K ,3074 °C ,5565 °F 熔化熱 7.14 kJ·mol−1 汽化熱 289 kJ·mol−1 比熱容 27.45 J·mol−1 ·K−1 蒸氣壓
壓/Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
溫/K
1595
1774
1998
(2296)
(2715)
(3336)
原子性質 氧化態 0[2] , +2, +3 , +4 (中等鹼性 的氧化物) 電負性 1.14(鮑林標度) 電離能 第一:533.1 kJ·mol−1
第二:1040 kJ·mol−1
第三:2130 kJ·mol−1 原子半徑 181 pm 共價半徑 201±6 pm 釹的原子譜線 雜項 晶體結構 六方 磁序 順磁性 、20K以下反鐵磁性 [3] 電阻率 (室溫 ) (α,聚合物) 643 n Ω ·m 熱導率 16.5 W·m−1 ·K−1 熱膨脹係數 (室溫 ) (α,聚合物) 9.6 µm/(m·K) 聲速 (細棒)(20 °C)2330 m·s−1 楊氏模量 (α晶型)41.4 GPa 剪切模量 (α晶型)16.3 GPa 體積模量 (α晶型)31.8 GPa 泊松比 (α晶型)0.281 維氏硬度 343 MPa 布氏硬度 265 MPa CAS號 7440-00-8 同位素 主條目:釹的同位素
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釹於1885年由奧地利 化學家卡爾·奧爾·馮·韋爾斯巴赫 發現。釹並不以純金屬態存在自然界中,而是與其他稀土金屬一同出現在獨居石 和氟碳鈰礦 等礦物中。雖然釹被歸類為稀土元素,但它在地殼 中相當普遍,並不比鈷 、鎳 或銅 稀有。釹是地殼中豐度 第二高的鑭系及稀土元素,僅次於鈰 。如同大多數稀土金屬,世界上大部分的商業用釹都是在中國 開採的。
釹化合物 在1927年首次商業用作玻璃 染料,現在仍然是玻璃 中流行的添加劑。釹化合物的顏色主要來自其中的Nd3+ 離子,通常為紅紫色,但會隨着光照的類型而變化。一些摻雜釹離子的玻璃被用作發射波長在1047到1062奈米 之間的紅外線 激光器 材料,應用於慣性局限融合 等需要極高功率雷射的技術。釹還作為其他各種基質 晶體的摻雜劑,例如摻釹的釔鋁石榴石 (Nd:YAG)被廣泛用作醫療、牙科和工業等領域的雷射器材料(摻釹釔鋁石榴石激光 )。
釹的另一個重要用途是用於製造一種高強度的永久磁鐵 ——釹磁鐵 的合金材料。[5] 釹磁鐵廣泛用於麥克風 、專業揚聲器 、入耳式耳機 、高性能業餘直流電動機 以及需要低質量、小體積或強磁場的計算機硬盤 等產品中。體積較大的釹磁鐵則用於高功率和重量的電動機 (例如混合動力汽車 )和發電機(例如飛機 和風力發動機 的發電機 ),通常會在其中添加少量的鏑 或鋱 以維持其在高溫環境下的性能。[6] 隨著人口增長、工業發展和再生能源 的興起,電動車馬達和風力發電機等產業對釹磁鐵的需求量與日俱增,世界各國正在積極建立釹、鏑等稀土資源的穩定供應鏈、提升稀土資源的回收再利用水準,以及致力於替代材料的開發。