Neodym

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE MeV	ZP
¹⁴⁰Nd	{syn.}	3,37 d	ε	0,222	¹⁴⁰Pr
¹⁴¹Nd	{syn.}	2,49 h	ε	1,823	¹⁴¹Pr
¹⁴²Nd	27,13 %	Stabil
¹⁴³Nd	12,18 %	Stabil
¹⁴⁴Nd	23,8 %	2,29 · 10¹⁵ a	α	1,905	¹⁴⁰Ce
¹⁴⁵Nd	8,3 %	Stabil
¹⁴⁶Nd	17,19 %	Stabil
¹⁴⁷Nd	{syn.}	10,98 d	β⁻	0,896	¹⁴⁷Pm
¹⁴⁸Nd	5,76 %	Stabil
¹⁴⁹Nd	{syn.}	1,728 h	β⁻	1,691	¹⁴⁹Pm
¹⁵⁰Nd	5,64 %	1,1 · 10¹⁹ a	β⁻β⁻	3,367	¹⁵⁰Sm

NMR-Eigenschaften

	Spin	γ in rad·T⁻¹·s⁻¹	E	f_L bei B = 4,7 T in MHz
¹⁴³Nd	-7/2	1,455 · 10⁷	0,00338	10,9
¹⁴⁵Nd	-7/2	8,949 · 10⁶	0,000786	6,69

Sicherheitshinweise

Gefahrstoffkennzeichnung ^[1]

F
Leichtent-
zündlich

Xi
Reizend

R- und S-Sätze

R: 11-36/37/38

S: 16-26-33-36/37/39

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Neodym (Nomenklaturempfehlung war zeitweise: Neodymium) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Nd und der Ordnungszahl 60. Die Elementbezeichnung leitet sich von den griechischen Worten neos für „neu“ und didymos für „Zwilling“ ab. Das Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

[Bearbeiten] Geschichte

Neodym

Neodym wurde zusammen mit Praseodym 1885 durch Carl F. Auer von Welsbach aus dem von Carl Gustav Mosander entdeckten Didym isoliert. Reines metallisches Neodym wurde erst 1925 dargestellt.

[Bearbeiten] Vorkommen

Neodym kommt in natürlicher Form nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthaniden, vorzugsweise Mineralien, vor:

Monazit (Ce, La, Th, Nd, Y)PO₄
Bastnäsit ((Ce,La,Th,Nd,Y)(CO₃)F)

Mischmetall enthält bis zu 18 % Neodym.

Ein wichtiger Lieferant von Neodym ist China. Weitere wirtschaftlich verwertbare Vorkommen finden sich in Australien. Diese werden aber noch nicht abgebaut, sondern erst in Zukunft von den Firmen Lynas Corp. und Arafura Resources erschlossen. Da die Patente zu gesinterten Permanentmagneten auf Neodymbasis abgelaufen sind, wird der Markt derzeit von billigen Magneten aus China überschwemmt.

[Bearbeiten] Gewinnung und Herstellung

Nach einer aufwendigen Abtrennung der anderen Neodymbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zu Neodymfluorid umgesetzt. Anschließend wird dieses mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zu Neodym reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Die Herstellung durch Elektrolyse von Neodymhalogenen wird heute selten angewandt.

[Bearbeiten] Eigenschaften

Das silbrigweiß glänzende Metall gehört zu den Lanthanoiden und Metallen der Seltenen Erden. Es ist an der Luft etwas korrosionsbeständiger als Europium, Lanthan, Cer oder Praseodym, bildet aber leicht eine rosaviolette Oxidschicht aus, die an Luft abblättert. In der Wärme verbrennt es zum Sesquioxid Nd₂O₃.
Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Wasserstoff zum Neodymhydroxid Nd(OH)₃. Mit Wasserstoff setzt es sich zum Hydrid NdH₂ um. Neben der Hauptwertigkeit/Oxidationszahl 3 kommen unter besonderen Bedingungen auch die Oxidationszahlen 2 und 4 vor.

[Bearbeiten] Verwendung

Neodym-Eisen-Borverbindungen zur Herstellung stärkster Magnete. Sie werden genutzt für Kernspintomographen, Mikromotoren und Festplatten (Positionierung der Schreib-/Leseköpfe), Dauermagnet-Rotoren (z. B. Schritt- und Servomotoren, effiziente permanenterregte Gleichstrommaschinen zum Antrieb von Elektro- und Hybridfahrzeugen sowie als Modellbau-Antriebe), Linearmotoren für Positionierachsen, z.B. CNC Maschinen, hochwertige Lautsprecher und Kopfhörer. Gegenüber den Samarium-Cobalt-Magneten sind sie wesentlich preiswerter.
Neodymsalze zum Färben von Emaille
Blaue Porzellanfarbe
Neodymoxid zur Glasfärbung. Es erzeugt sehr warme violette bis weinrote und graue Töne. Solche Gläser besitzen scharfe Absorptionsbanden und werden in der Astronomie zum Kalibrieren benutzt.
Entfärben von eisenhaltigem Glas
UV-absorbierende Gläser (Sonnenschutzglas)
Bestandteil des industriell weitverbreiteten Neodym-YAG-Lasers
Neodymoxiddotiertes Bariumtitanat für Kondensator-Dielektrikum
Wegen seiner pyrophoren Eigenschaften auch als Legierungspartner mit Cer in Feuersteinen

[Bearbeiten] Verbindungen

Neodym(III)-oxid Nd₂O₃
Neodym(III)-sulfat Nd₂(SO₄)₃ · 8 H₂O
Neodymacetat Nd(C₂H₃O₂)₃
Neodymfluorid NdF₃
Neodymchlorid NdCl₃, wasserfrei
Neodymchlorid-Hexahydrat NdCl₃ · 6H₂O
Neodymbromid NdBr₃, wasserfrei, zwei Modifikationen
Neodymbromid-Hexahydrat NdBr₃ · 6H₂O
Neodym(II)-bromid NdBr₂, nur wasserfrei
Neodym(II,III)-bromid Nd₄Br₉, nur wasserfrei
Neodymiodid NdJ₃, wasserfrei
Neodymjodid-Nonahydrat NdJ₃ · 9H₂O

[Bearbeiten] Sonstige Stoffe

Neodym-Eisen-Bor (Nd₂Fe₁₄B) ist derzeit der stärkste Werkstoff für Dauermagnete. Sie erreichen eine Remanenz von bis zu 1,4 Tesla. Die Koerzitivfeldstärke jHc schwankt im Bereich von 870 bis 2750 kA/m.