ที่มาของแม่เหล็กนีโอไดเมียม

Aug 13, 2020

ฝากข้อความ

ในชีวิตปกติ แม่เหล็กเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไป และเมื่อหลายพันปีก่อน คนทำงานในประเทศของเราได้สร้างเข็มทิศ ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่สิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ โดยอาศัยลักษณะของแม่เหล็ก แม่เหล็กยังมีประโยชน์มากจนถึงปัจจุบัน ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พิเศษทุกชนิดไปจนถึงอุปกรณ์ช่วยสอนและของเล่นทั่วไป มักมองเห็นแม่เหล็กได้ ภาพด้านล่างแสดงแม่เหล็กรูปเกือกม้า โลหะจำนวนมากที่ดึงดูดให้มันเป็นแกโดลิเนียม (เสียง gá) เป็นธาตุที่แม่เหล็กดึงดูดได้ เช่น เหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้าน MRI ที่ปรับปรุงแล้ว

magnet

เรารู้ว่าองค์ประกอบหลักของแม่เหล็กคือ Fe3O4 แม่เหล็กขนาดเล็กธรรมดาทำจากเฟอร์โรเฟอร์ริกออกไซด์สีดำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากธรรมชาติของ Fe3O4 แรงดึงดูดที่มีต่อวัตถุที่เป็นเหล็กจะไม่แรงเกินไป และแรงดึงดูดของแม่เหล็กจะค่อยๆ ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีนี้ เราจะสร้างแม่เหล็กที่มีแรงดึงดูดแรงกว่าและไม่เหมาะกับการสลายตัวได้อย่างไร? ภายใต้สมมติฐานนี้แม่เหล็ก NdFeB ได้เกิดขึ้น

neodymium

แม่เหล็กชนิดมันวาวที่มีการป้องกันการกัดกร่อนคือแม่เหล็ก NdFeB และสูตรทางเคมีของมันคือ Nd2Fe14B แม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมที่ใช้กันมากที่สุดทำจากนีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอนที่อุณหภูมิสูง และเป็นแม่เหล็กประดิษฐ์ที่มีแม่เหล็กมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน หากธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักของ Fe3O4 แบบดั้งเดิม สาเหตุที่แม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอไดเมียมมีแม่เหล็กแรงสูงเช่นนี้ เป็นผลมาจากนีโอไดเมียม ชิ้นส่วนของโลหะในภาพด้านล่างคือนีโอไดเมียม:

N52 neodymium magnet

นีโอไดเมียม (เสียง nǚ) เป็นองค์ประกอบที่สี่ของตระกูลแลนทาไนด์ของธาตุหายาก เช่นเดียวกับเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และแกโดลิเนียมดังกล่าว แม่เหล็กก็สามารถดึงดูดได้เช่นกัน นอกจากนี้ นีโอไดเมียมยังมีปฏิกิริยากับธาตุแลนทาไนด์ ดังนั้นจึงง่ายต่อการถูกออกซิไดซ์เหมือนกับเหล็ก นี่คือเหตุผลที่พื้นผิวของแม่เหล็กนีโอไดเมียมเหล็กโบรอนเคลือบ หากใช้นีโอไดเมียมเพื่อเพิ่มพลังแม่เหล็ก ก็ไม่ควรมองข้ามบทบาทของโบรอน สิ่งที่สีดำนี้คือโบรอน:

neodymium

ในตารางธาตุ โบรอนตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของคาร์บอน ดังนั้นเคมีโบรอนที่คล้ายกับเคมีอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นศูนย์กลางจึงเพิ่งปรากฏขึ้น ในแม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอไดเมียม โบรอนเทียบเท่ากับสื่อกลางของนีโอไดเมียมและเหล็ก โบรอนขยายคุณสมบัติทางแม่เหล็กสูงสุดที่สสารสามารถผลิตได้อย่างมากในขณะที่รับประกันความเสถียรของโครงสร้างโมเลกุล ทำให้แม่เหล็กทั้งหมดมีประสิทธิภาพแม่เหล็กสูงมาก และยังสามารถดูดซับวัตถุได้ 640 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง

ส่งคำถาม