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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 υεός neos für „neu“ und διδίμος didymos für „Zwilling“ (als Zwilling von Lanthan) ab. Das Element wird den Metallen der seltenen Erden zugeordnet.

Geschichte

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.

Vorkommen

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

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

Mischmetall enthält bis zu 18 % Neodym.

Der wichtigste Lieferant mit 97 % der Weltproduktion ist China^[3]. 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.

Gewinnung und Herstellung

Nach einer aufwändigen 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.

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. Bei hohen Temperaturen 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.

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
• Neodym(III)-oxid 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

Verbindungen

• Neodym(III)-oxid Nd₂O₃
• Neodym(III)-sulfat Nd₂(SO₄)₃ · 8 H₂O
• Neodymacetat Nd(C₂H₃O₂)₃
• Neodymfluorid NdF₃
• Neodymchlorid NdCl₃, wasserfrei
• Neodymbromid NdBr₃, wasserfrei, zwei Modifikationen
• Neodym(II)-bromid NdBr₂, nur wasserfrei
• Neodym(II,III)-bromid Nd₄Br₉, nur wasserfrei
• Neodymiodid NdI₃, wasserfrei

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.

Einzelnachweise

1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3
2. ↑ Eintrag zu Neodym in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 28.4.2008 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ Spiegel Online, 10.04.2009: Das neue Gold

Weblinks zu zu