钕的理化性质和应用

钕，元素周期表第60号元素。

钕与镨伴生，两者都是性质非常类似的镧系元素。1885年，继瑞典化学家莫桑德发现了镧和镨钕混合物后，奥地利人韦尔斯巴赫成功分离出两种“稀土”：氧化钕和氧化镨，最终从里面分别分离出钕元素和镨元素。

理化性质

钕，银白色金属，化学性质活泼，在空气中能迅速氧化；与镨类似，在冷水中反应缓慢，在热水中能迅速反应并放出氢气。钕在地壳中的含量很少，主要存在于独居石和氟碳铈矿中，其丰度仅次于铈。

应用

钕在19世纪主要应用于玻璃着色剂，将氧化钕熔融到玻璃中，玻璃会根据环境光源的不同而产生从暖粉色到蓝色多种色调。不要小瞧了钕离子的特殊玻璃“钕玻璃”，它是激光器的“心脏”，其好坏直接决定了激光装置输出能量的潜力和质量，是目前人类所知地球上能够输出能量的激光工作介质。钕玻璃中的钕离子，就是那个能在能级的“摩天大厦”里奔上跑下，并在大幅跃迁过程中形成能量激光的关键，能将微不足道的纳焦耳级10-9的激光能量放大到“小太阳”量级的能量。世界上的钕玻璃激光聚变装置——美国国家点火装置更是将激光钕玻璃连续熔炼技术提升到新高度，而被列为本国七大技术奇迹之首。

1964年，中国科学院上海光学精密机械研究所就开始了钕玻璃的连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术研究，经过几十年的探索终于在近十几年里有了重大突破。胡丽丽团队在国际上率先实现10拍瓦激光输出的上海超强超短激光装置，其核心就是掌握了大尺寸高性能激光钕玻璃批量制造的关键技术，中国科学院上海光学精密机械研究所也因此成为国际上首家独立掌握激光钕玻璃元件全流程生产技术的机构。

钕还可以制作已知最强大的永磁铁——钕铁硼合金。钕铁硼合金是20世纪80年代日本为打破美国通用公司的垄断地位重金悬赏，当代科学家左川真人发明了一种新型永磁体，它是由钕、铁、硼三种元素组成的合金磁体。我国科学家也创造出了新的烧结方法，用感应加热烧结代替传统的烧结和热处理，使磁体的烧结密度达到理论值95%以上，可避免磁体晶粒生长过大，同时缩短了生产周期，使生产成本相应降低。