Узнать о Dysprosium

Металл диспрозия представляет собой мягкий, редкоземельный элемент из светло-серебристого серебра (РЗЭ), который используется в постоянных магнитах из-за его парамагнитной прочности и высокой термостойкости.

Свойства

• Атомный символ: Dy
• Атомный номер: 66
• Элемент Категория: Металл лантанида
• Атомный вес: 162. 50
• Точка плавления: 1412 ° C
• Температура кипения: 2567 ° C
• Плотность: 8. 551 г / см ³
• Твердость по Виккерсу: 540 МПа

Характеристики

При относительно стабильном в воздухе при температуре окружающей среды металл диспрозия будет реагировать с холодной водой и быстро растворяется в контакте с кислотами.

В фтористоводородной кислоте тяжелый редкоземельный металл образует защитный слой фторида диспрозия (DyF ₃ ).

Основное применение мягкого серебристого металла - это постоянные магниты. Это связано с тем, что чистый диспрозий сильно парамагнитен выше -93 ° C (-136 ° F), что означает, что он притягивается к магнитным полям в широком диапазоне температур.

Наряду с гольмием диспрозий также имеет самый высокий магнитный момент (сила и направление тяги в результате воздействия магнитного поля) любого элемента.

Температура высокой температуры плавления и сечения поглощения нейтронов также позволяет использовать его в стержнях ядерного контроля.

В то время как диспрозий будет работать без искрения, он коммерчески не используется в качестве чистого металла или в конструкционных сплавах.

Как и другие элементы лантаноидов (или редкоземельных элементов), диспрозий чаще всего естественным образом ассоциируется в рудных телах с другими редкоземельными элементами.

История

Французский химик Пол-Эмиль Леког де Буасбадран впервые признал диспрозий как независимый элемент в 1886 году, когда он анализировал оксид эрбия.

Отражая интимную природу РЗЭ, де Буасбадран первоначально исследовал нечистый оксид иттрия, из которого он нарисовал эрбий и тербий с использованием кислоты и аммиака.

Было обнаружено, что сам оксид эрбия содержит два других элемента: гольмий и тулий.

В то время как де Буасбадран работал у себя дома, элементы начали проявляться как русские куклы, а после 32 кислотных последовательностей и 26 выпадений аммиака де Буасбадран смог идентифицировать диспрозий как уникальный элемент. Он назвал новый элемент после греческого слова dysprositos , что означает «трудно получить».

Более чистые формы элемента были подготовлены в 1906 году Жоржем Урбейном, а чистая форма (по сегодняшним меркам) элемента не была выпущена до 1950 года, после разработки методов обмена ионообменом и металлографии Фрэнка Гарольда Spedding, пионер исследований редкоземельных металлов, и его команда в Ames Laboratory.

Лаборатория Эймса вместе с Лабораторией Военно-морских боеприпасов также была центральной в разработке одного из первых основных применений для диспрозия, Терфенол-D.Магнитострикционный материал был исследован в 1970-х годах и коммерциализирован в 1980-х годах для использования в морских гидролокаторах, магнито-механических датчиках, приводах и преобразователях.

Использование диспрозия в постоянных магнитах также выросло с созданием магнитов неодима и железа-бора (NdFeB) в 1980-х годах. Исследования General Motors и Sumitomo Special Metals привели к созданию этих более прочных, более дешевых версий первых постоянных (самарий-кобальтовых) магнитов, которые были разработаны 20 лет назад.

Добавление от 3 до 6 процентов диспрозия (по весу) к магнитному сплаву NdFeB увеличивает точку Кюри магнита и коэрцитивность, тем самым улучшая стабильность и производительность при высоких температурах, а также уменьшая размагничивание.

Магниты NdFeB теперь являются стандартом в электронных приложениях и гибридных электромобилях.

РЗЭ, в том числе диспрозий, были направлены в глобальные средства массовой информации в 2009 году после того, как ограничения на китайский экспорт элементов привели к нехватке ресурсов и интересам инвесторов к металлам. Это, в свою очередь, привело к быстрому росту цен и значительным инвестициям в развитие альтернативных источников.

Производство

Недавнее внимание средств массовой информации, изучающее глобальную зависимость от китайского производства РЗЭ, часто подчеркивает тот факт, что на страну приходится примерно 90% мирового производства РЗЭ.

В то время как количество рудных типов, включая монацит и бастназит, может содержать диспрозий, источниками с самым высоким процентом содержащегося диспрозия являются ионные адсорбционные глины провинции Цзянси, Китая и ксенотимы в Южном Китае и Малайзии.

В зависимости от типа руды необходимо использовать различные гидрометаллургические методы для извлечения отдельных РЗЭ. Фротная флотация и обжарка концентратов являются наиболее распространенным методом экстракции редкоземельного сульфата, соединения-предшественника, которое, следовательно, может быть обработано путем ионного обмена. Полученные в результате ионы диспрозия затем стабилизируют фтором с образованием фторида диспрозия.

Фторид диспрозия может быть восстановлен в металлические слитки путем нагревания кальцием при высоких температурах в титановых тиглях.

Глобальное производство диспрозия ограничено примерно 1800 метрическими тоннами (включая диспрозий) ежегодно. Это составляет лишь около 1 процента всех редких земель, очищенных каждый год.

Крупнейшими производителями редкоземельных элементов являются Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp. и Aluminum Corp. из Китая (CHALCO).

Приложения

На сегодняшний день крупнейшим потребителем диспрозия является индустрия постоянных магнитов. Такие магниты доминируют на рынке высокоэффективных тяговых двигателей, которые используются в гибридных и электрических транспортных средствах, генераторах ветровых турбин и приводах жестких дисков.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о приложениях dysprosium.

_{Источники:}

_{Эмсли, Джон. Блоки здания природы: руководство A-Z к элементам .
Пресса Оксфордского университета; Новое издание издания (14 сентября 2011 г.)
Арнольд Магнитные технологии. Важная роль диспрозия в современных постоянных магнитах . 17 января 2012 г.
Британская геологическая служба. Элементы редкоземельных элементов . Ноябрь 2011.
URL: www. mineralsuk. com
Кингснорт, профессор Дадли. «Может ли выживать династия редких земель Китая». Конференция китайских промышленных минералов и рынков. Презентация: 24 сентября 2013 года.}

_{Следуйте за Теренцией в Google+}