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Neodímio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Neodímio-propriedades-preço-aplicação-produção

Sobre o Neodímio

O neodímio é um metal prateado macio que mancha no ar. O neodímio não é encontrado naturalmente na forma metálica ou não misturado com outros lantanídeos, e geralmente é refinado para uso geral. Embora o neodímio seja classificado como uma terra rara, é um elemento bastante comum.

Resumo

Elemento Neodímio
Número atômico 60
Categoria do elemento Metal de terras raras
Fase em STP Sólido
Densidade 7,01 g/cm3
Resistência à tração 155 MPa
Força de rendimento 150 MPa
Módulo de elasticidade de Young 41,4 GPa
Escala de Mohs N/D
Dureza Brinell 265 MPa
Dureza Vickers 350 MPa
Ponto de fusão 1016°C
Ponto de ebulição 3074°C
Condutividade térmica 17 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica 9,6 µm/mK
Calor específico 0,19 J/gK
Calor de fusão 7,14 kJ/mol
Calor da vaporização 273 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter] 643
Suscetibilidade Magnética +5628e-6 cm3/mol


Aplicações do Neodímio

O uso mais importante do neodímio é em uma liga com ferro e boro para fazer ímãs permanentes muito fortes. Esses ímãs são amplamente utilizados em produtos como microfones, alto-falantes profissionais, fones de ouvido, motores elétricos DC hobby de alto desempenho e discos rígidos de computador, onde são necessárias baixa massa magnética (ou volume) ou campos magnéticos fortes. Ímãs de neodímio maiores são usados ​​em motores elétricos de alta potência versus peso (por exemplo, em carros híbridos) e geradores (por exemplo, geradores elétricos de aeronaves e turbinas eólicas). O neodímio é um componente, juntamente com o praseodímio, do vidro didímio. Este é um vidro especial para óculos usado durante o sopro e a soldagem do vidro. O elemento colore o vidro em tons delicados de violeta, vinho tinto e cinza. O neodímio também é usado nos vidros das cabines de bronzeamento, mas não os raios infravermelhos de aquecimento.


 
Aplicações de neodímio
 

Produção e preço do Neodímio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Neodímio puro estavam em torno de 1100 $/kg.

Comercialmente, é recuperado da areia monazita e bastnasita por processos de extração e técnicas de troca iônica. Monazita é um minério importante para tório, lantânio e cério. É frequentemente encontrado em depósitos de placer. Índia, Madagascar e África do Sul têm grandes depósitos de areias monazíticas. Os depósitos na Índia são particularmente ricos em monazita. A produção mundial de neodímio foi de cerca de 7000 toneladas em 2004.

Tabela periódica de neodímio

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Neodímio

Neodímio-mecânico-propriedades-força-dureza-estrutura de cristal

Força do Neodímio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Neodímio

A resistência à tração final do Neodímio é de 155 MPa.

Força de Cedência de Neodímio

O limite de escoamento do Neodímio é de 150 MPa.

Módulo de Elasticidade do Neodímio

O módulo de elasticidade de Young do Neodímio é de 150 MPa.

Dureza do Neodímio

Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhõesO teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

A dureza Brinell do Neodímio é de aproximadamente 265 MPa.

O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O  método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.

A dureza Vickers do Neodímio é de aproximadamente 350 MPa.

A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.

O neodímio tem uma dureza de aproximadamente N/A.

Veja também: Dureza dos Materiais

Neodímio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do Neodímio é a estrutura compacta hexagonal dupla.

estruturas cristalinas - FCC, BCC, HCP

Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais

Estrutura Cristalina de Neodímio
A estrutura cristalina do neodímio é: dupla hexagonal compacta

Força dos Elementos

Elasticidade dos Elementos

Dureza dos Elementos

Propriedades Térmicas do Neodímio

Neodímio-ponto de fusão-condutividade-propriedades térmicas

Neodímio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Neodímio é 1016 °C.

O ponto de ebulição do Neodímio é 3074 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Neodímio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Neodímio é 17  W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de Expansão Térmica do Neodímio

O coeficiente de expansão térmica linear do Neodímio é  de 9,6 µm/(m·K).

A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Neodímio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Neodímio é 0,19 J/g K.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica   tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.

O calor latente de fusão do Neodímio é 7,14 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Neodímio é 273 kJ/mol.

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.

Ponto de fusão dos elementos

Tabela Periódica dos Elementos - ponto de fusão

Condutividade Térmica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - condutividade térmica

Expansão Térmica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - expansão térmica

Capacidade de Calor dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - capacidade calorífica

Calor de Fusão de Elementos

Tabela Periódica de Elementos - fusão de calor latente

Calor de Vaporização dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - vaporização de calor latente

Neodímio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

Neodímio-resistividade-elétrica-suscetibilidade-magnética

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.

Veja também:  Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.

Veja também: Propriedades Magnéticas

Resistividade Elétrica do Neodímio

A resistividade elétrica do Neodímio é 643 nΩ⋅m.

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o neodímio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Neodímio

A suscetibilidade magnética do Neodímio é +5628e-6 cm3/mol.

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do Neodímio em resposta a um campo magnético aplicado.

Resistividade Elétrica dos Elementos

Tabela Periódica de Elementos - resistividade elétrica

Suscetibilidade Magnética dos Elementos

Aplicação e preços de outros elementos

Neodímio - Comparação de Propriedades e Preços

Tabela Periódica em resolução 8K

Outras propriedades do Neodímio