钕

钕属于镧系元素的一种柔软的银金属元素 60； ram 144.24； rd 7.004（20°）。它存在于镁橄榄石和独居石中，并通过离子交换过程从中回收。有7种天然同位素，除了钕144放射性微弱（半衰期为10 10 –10 15年）外，所有同位素都是稳定的。
该金属用于为玻璃紫紫色上色，使其成为二向色性的。它也用于混合金属（18％钕）和用于磁铁的钕铁硼合金中。它是由卡尔·冯·韦尔斯巴赫（1856–1929）在1885年发现的。自然界存在7种钕的同位素：钕142、143、144、145、146、148、150，其中钕142含量最高。

钕是地壳中含量第三高的稀土元素（24 ppm）。它与潮湿的空气发生反应，并 在干燥的空气中失去光泽，形成Nd3O3涂层，Nd3O3是一种带有淡蓝色的氧化物 ，会剥落，留下裸露的金属，然后继续氧化。 钕有47种同位素，其中7种被认为是稳定同位素，这些稳定同位素共同构成了地 壳的总丰度。其中两个具有放射性，但半衰期很长，因为它们仍然存在于地球 上，因此被认为是稳定的。

尽管钕是地球上第28个最丰富的元素，其含量在所有稀土元素中排名第三。它存在于独居石，镁橄榄石和尿囊石矿石中。它的主要矿石是独居石砂，它是Ce，La，Th，Nd，Y和少量其他稀土的混合物。一些独居石砂的重量含量超过50％。

1839年瑞典人莫桑得尔（C.G.Mosander）发现了镧和镨钕混合物（didymium） 。
这之后，各国化学家特别注意从已发现的稀土元素去分离新的元素。 1885年奥地利人威斯巴克（A.V.Welsbach）从莫桑得尔认为是“新元素”的镨 钕混合物中发现了镨和钕。其中一种被命名为neodidymium，后来被简化为 neodymium，元素符号Nd，就是钕元素。
钕、镨、钆、钐都是从当时被认为是一种稀土元素didymium中分离出来的。由 于它们的发现，didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素 的第三道大门，是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半 工作。确切的将应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离，另一半就将是打开 钇的大门或是完成钇的分离。天然钕是七个同位素的混合物，其中一个具有很 长的半衰期。还发现了其他27种放射性同位素和异构体。

钕主要是从最丰富的两种稀土矿物——独居石和巴斯纳石中提取出来的。独居石是一种稀土-钍磷酸盐，通常含有9 - 20%的钕。Bastnasite是一种稀土氟碳 矿，含有2 - 15%的钕。两种矿石都先用浓硫酸或氢氧化钠加热裂解。利用硫酸 回收独居石矿石的过程如下:
用硫酸加热矿石，把钕转化为可溶于水的硫酸盐。该产品混合物经过过量的水 处理，从其他金属的不溶于水的硫酸盐以及其他残留物中分离出作为可溶硫酸 盐的钕。若以独居石为起始原料，则用焦磷酸钠处理该溶液，将钍从钕和其他 可溶的稀土硫酸盐中分离出来。这沉淀了焦磷酸钍。另一种方法是，在pH值为3 至4时，用苛性钠将溶液部分中和，可以选择性地将钍沉淀为氢氧化钍。然后用 草酸铵处理溶液，使其沉淀为不溶性草酸稀土金属。得到的稀土草酸盐在空气 中煅烧分解成氧化物。在这种稀土氧化物混合物中，单个氧化物的组成可能会 随着矿石来源的不同而不同，其中可能含有高达18%的氧化钕。
另外，用氢氧化钠消化上述草酸盐，将稀土金属转化为氢氧化物。铈形成四价 氢氧化物，即氢氧化铈Ce(OH)4，不溶于稀硝酸。当稀硝酸加入到这种稀土氢氧 化物中时，铈(IV)氢氧化物形成一种不溶性的碱性硝酸盐，从溶液中被过滤出 来。铈也可以通过其他几种方法除去。其中一种方法是在空气中500°C煅烧稀 土氢氧化物。铈转化为氧化铈CeO2，而其他镧系元素被氧化成三价氧化物。这 些氧化物溶解在中等浓度的硝酸中。这样形成的硝酸铈和所有剩余的硝酸钍现 在通过与磷酸三丁酯的反流接触从硝酸盐溶液中被除去,在去除铈(和钍)之后， 用硝酸铵处理稀土的硝酸溶液。镧与硝酸铵形成最不溶于水的双盐，通过反复 结晶可将其从溶液中除去。钕从双硝酸镁溶液中通过连续分馏得到。

钕的主要应用包括激光器，玻璃着色和着色，电介质，最重要的是作为钕铁硼 （Nd2Fe14B）永磁体的基础。
钕在580 nm处有很强的吸收带，非常接近人眼的最大灵敏度水平，因此可用于 焊接护目镜的防护镜中。它也用于CRT显示器中，以增强红色和绿色之间的对比 度。由于其对玻璃的吸引人的紫色，在玻璃制造中受到高度重视。
钕包含在钛酸钡的许多配方中，用作介电涂层和电子设备必不可少的多层电容器。
钇铝石榴石（YAG）固态激光器利用钕，因为它具有最佳的吸收和发射波长。钕 基YAG激光器用于各种医疗应用，钻孔，焊接和材料加工。
钕在液氦温度下具有异常大的比热容，因此在低温冷却器中很有用。 可能是由于与Ca2 +相似，据报道Nd3 +可以促进植物生长。稀土元素化合物在 中国经常用作肥料。
它仍然是玻璃中流行的添加剂。钕还用于制造一些最坚固的永磁体。这些磁铁 广泛用于电动机，发电机和其他一些电子设备，例如麦克风，扬声器和计算机 硬盘。钕还与其他衬底晶体一起用于制造高功率红外激光。
钕金属主要用于制造功率非常高的永磁磁体-钕铁硼磁体，还用于制造特种超合 金和溅射靶材。钕还用于混合动力汽车和电动汽车的电动机中，以及某些商用 风力涡轮机的发电机中。

钕的许多化合物（盐）对皮肤有刺激性，如果吸入或食入有毒。有些是爆炸性的（例如，硝酸钕[Nd（NO₃）₃]）。

用于制造稀土永磁材料主要矿物有独居石和氟碳铈镧矿。用金属钙还原无水钕的卤化物而制得金属钕。1.70gNdCl3、18.5gCa在惰性气氛下彻底混匀,装入钽坩埚或用机动压力机将其压成圆柱体放入钽坩埚中,坩埚配有打孔的钽盖子以便通气,置于密闭MgO坩埚(d=0.0508m,h=0.1778m)中。然后放在石英管(d=0.05715m)中,管的一端熔封,另一端打磨后嵌入55/50锥形接头中。用石蜡将石英管密封在真空系统中。充入Ar(先通过热的金属铀纯化)到P=101.325kPa,用6kW感应炉加热至550～600℃,使反应发生(钽坩埚温度突然上升为据)。5min后温度达到1000℃,维持13min使产生的稀土金属完全结块。冷却到室温,用水浸泡钽坩埚以除掉CaCl。易燃液体高毒脑- 人 0.017 毫克/ 公斤遇空气氧化; 遇水产生易燃氢气;溶剂燃烧产生刺激烟雾库房通风低温干燥; 与氧化剂分开存放干粉、干砂、二氧化碳、泡沫、1211灭火剂