Nadir Toprak Elementlerinden Neodim

Manyetik malzemeler, manyetik alan olmadığı durumlardaki davranışlarına göre sert ve yumuşak olmak üzere iki alt gruba ayrılırlar. Sert mıknatıslar; yüksek kalıcı mıknatıslanma,yüksek artık mıknatıslanım ve düşük manyetik geçirgenliğe sahiptir. Yumuşak mıknatıslar ise yüksek manyetik geçirgenliğe ve düşük artık mıknatıslanıma sahiptirler, bu özellikleri onların, kolayca manyetikleşme ve manyetikleşmeyi kaybetme gerektiren alanlarda kullanılmasını sağlar [1].

NdFeB mıknatısları en güçlü sert mıknatıstır ve içerisinde ana faz olarak Nd2Fe14B bulunmaktadır. İçerisinde kütlece %15-33 oranında Neodim (Nd) bulunduran bu mıknatıslar kalıcı mıknatıs motorlarında, bilgisayar sabit disk sürücülerinde, rüzgar tribünlerinin jeneratörlerinde, elektrikli bisikletlerde vb. birçok teknolojik cihazda kullanım alanı bulmaktadır [2].

Nd; 1886 yılında C.A.von Welsbach tarafından keşfedilmiş ve isimlendirilmiştir. İsmi; gösterdiği kimyasal davranış sebebiyle, Eski Yunanda “new twin” anlamına gelen “neos didymos” kelimelerinden türetilmiştir ve Neodidymium ismi zamanla Neodymium’a dönüşmüştür. TDK tarafından da “neodim” olarak türkçeye kazandırılmıştır. Nadir toprak elementlerinden olan neodimin, simgesi Nd; kütle numarası 60, atom ağırlığı 144 olup neodim periyodik cetvelde lantanitler grubunda bulunmaktadır. 2014 yılının verilerine göre, dünya üzerindeki nadir toprak oksitleri rezervlerinin 130 milyon ton olduğu bilinmektedir. Bu rezervlerin; 55 milyon tonu (%42), Çin’e, 22 milyon tonu (%17) Brezilya’ya, 6,5 milyon tonu (%5) ise ABD ve Avustralya’ya aittir [3,4].

Çin’deki Bayan Obo rezerv sahasında bulunan bastnazit minerali ağırlıkça %50 CeO2, %23 La2O3, %18,5 Nd2O3 ve diğer nadir toprak elementlerinden oluşmuştur. Bayan Obo maden sahasında yılık 110000 ton maden işlenmektedir. Nd içeriğine göre oranlarsak; 18700 ton Nd2O3 yıllık olarak üretilmektedir [3]. Avrupa komisyonu 2013 Kritik Hammaddeler Raporunda Tedarik riski en yüksek hammaddelerin olarak nadir toprak elementleri olduğunu göstermiştir [5].

Kaynaklar

[1] McCraig, M., (1987), Permanent Magnets in Theory and Practice (2th ed), Pentech Press, Londra, İngiltere.

[2] Harada, H., Horiishı, N., Jansson, P., Murase, T., Nagel, H., Takaragi, S., Warlimont, H., (2003), Landolt-Börnstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology (New Series) Group VIII, Vol. 2A, Pt.1 Metals and Magnets, Almanya, Springer.

[3] Gupta, C.K., Krishnamurthy, N., (2005), Extractive metallurgy of rare earths, Florida, ABD, CRC Press.

[4] Borges De Lima, I., Filho, W.L., (2015), Rare Earths Industry Technological, Economic, and Environmental Implications, Hollanda, Elsevier.

[5] European Commission, (2014), Report on Critical Raw Materials for the EU, Brussel.

[6] Callister, W.D., Rethwisch, D.G., (2009), Materials Science and Engineering: An Introduction (8th ed), Kentucky, ABD, John Wiley and Sons.