למד על Dysprosium

קבל מידע על ההיסטוריה, ייצור, יישומים של מתכת רכה

מתכת Dysprosium הוא אלמנט נדיר, רך, כסף נדיר אדמה (REE) המשמש מגנטים קבועים בשל חוזק פרמגנטי שלה עמידות טמפרטורה גבוהה.

נכסים

• סמל אטומי: דיי
• מספר אטומי: 66
• אלמנט קטגוריה: מתכת לנתן
• משקל אטומי: 162.50
• נקודת התכה: 1412 ° C
• נקודת רתיחה: 2567 ° C
• צפיפות: 8.551g / cm ³
• קשיות ויקרס: 540 מגפ"ס

מאפיינים

בעוד יציב יחסית באוויר בטמפרטורות הסביבה, מתכת dysprosium יגיב עם מים קרים במהירות מתמוסס במגע עם חומצות.

ב חומצה הידרופלואורית, עם זאת, מתכת כבדה נדיר הארץ יהוו שכבת מגן של פלואוריד dysprosium (Dyf ₃ ).

היישום העיקרי של מתכת רכה, בצבע כסף, נמצא במגנטים קבועים. זאת בשל העובדה כי dysprosium טהור הוא פרמגנטי מאוד מעל -93 מעלות צלזיוס (-136 מעלות צלזיוס), כלומר זה נמשך שדות מגנטיים בתוך מגוון רחב של טמפרטורות.

יחד עם holmium, dysprosium יש גם את הרגע המגנטי הגבוה ביותר (כוח וכיוון של משיכת וכתוצאה מכך מושפע שדה מגנטי) של אלמנט כלשהו.

טמפרטורת ההיתוך הגבוהה של Dysprosium וקליטת הנויטרונים גם מאפשרים לו להשתמש במוטות בקרה גרעיניים.

בעוד dysprosium יהיה מכונה ללא ניצוץ, זה לא משמש מסחרית כמו מתכת טהורה או סגסוגות מבניות.

כמו אחרים lanthanide (או נדיר Earth) אלמנטים, dysprosium הוא בדרך כלל קשור באופן טבעי בגופים עפרות עם אלמנטים נדיר אחרים כדור הארץ.

הִיסטוֹרִיָה

הכימאי הצרפתי פול-אמיל לקוק דה בויסבאדרן הכיר לראשונה את הדיספרוזיום כאלמנט עצמאי בשנת 1886, בעודו מנתח תחמוצת ארביום.

המשקף את אופי אינטימי של REEs, דה Boisbaudran היה בתחילה חקר תחמוצת איטריום טמא, שממנו הוא צייר erbium ו terbium באמצעות חומצה ואמוניה.

תחמוצת ארביום, עצמה, נמצאה כמקבלת שני אלמנטים נוספים, הולמיום ותוליום.

כאשר דה בויסבאדראן עבד על ביתו, החלו היסודות לגלות את עצמם כמו בובות רוסיות, ולאחר 32 רצפי חומצה ו -26 משקעים של אמוניה, הצליח דה בויסבאדרן לזהות דיספרוזיום כאלמנט ייחודי. הוא קרא את האלמנט החדש אחרי המילה היוונית dysprositos , כלומר "קשה להגיע".

צורות טהורות יותר של האלמנט הוכנו ב -1906 על ידי ז'ורז 'אורביין, ואילו טופס טהור (על פי אמות המידה של היום) של האלמנט לא הופק עד 1950, לאחר פיתוח טכניקות הפחתת הפרדה והפרדה מטלוגרפית על ידי פרנק הרולד ספדינג, חלוץ של מחקר כדור הארץ נדיר, וצוותו במעבדה איימס.

מעבדת איימס, יחד עם מעבדת החימוש הימית, הייתה מרכזית גם בפיתוח אחד השימושים העיקריים הראשונים עבור dysprosium, Terfenol-D. החומר magnetostrictive נחקר בשנות ה -70 ומסחור בשנות ה -80 לשימוש בסונרים ימיים, חיישנים מגנטו-מכניים, מפעילים ומתמרים.

השימוש של Dysprosium במגנטים קבועים גדל גם עם יצירת מגנטים של ניאודימיום - בורון (NdFeB) בשנות השמונים. מחקר על ידי ג 'נרל מוטורס ו Sumitomo מיוחדים מתכות הובילה ליצירת אלה גרסאות חזקות יותר, זול יותר של קבוע (samarium קובלט ) מגנטים, אשר פותחה 20 שנה קודם לכן.

תוספת של בין 3 ל -6% dysprosium (לפי משקל) לסגסוגת המגנטית NdFeB מגדילה את נקודת ה- Curie של מגנט וכפיפותה, ובכך משפרת את היציבות והביצועים בטמפרטורות גבוהות, תוך צמצום הדמגניזציה.

מגנטים NdFeB כיום תקן ביישומים אלקטרוניים וכלי רכב חשמליים היברידיים.

רייס, כולל dysprosium, נדחקו לתוך הזרקור התקשורת העולמית בשנת 2009 לאחר מגבלות על היצוא הסיני של האלמנטים הובילו מחסור באספקה ​​ואת עניין המשקיעים המתכות. זה, בתורו, הובילה במהירות מחירים גוברים והשקעה משמעותית בפיתוח של מקורות חלופיים.

הפקה

לאחרונה תשומת לב תקשורתית לבחון את התלות הגלובלית הייצור הסיני REE לעתים קרובות מדגיש את העובדה כי המדינה חשבונות עבור כ 90% של הייצור העולמי REE.

בעוד מספר סוגי עפרות, כולל monazite ו bastnasite, עשוי להכיל dysprosium, המקורות עם אחוז הגבוה ביותר של dysprosium הכלול הם יון ספיחה טיט של פרובינציית יאנגשי, סין xenotime עפרות בדרום סין ומלזיה.

בהתאם לסוג של עפרות, מגוון של טכניקות hydrometallurgical חייב להיות מועסק על מנת לחלץ REEs הפרט. הצפה קצף וצלייה של מתרכז היא השיטה הנפוצה ביותר של חילוץ גופרתי כדור הארץ נדיר, תרכובת מבשר, כי אז יכול להיות מעובד באמצעות תזוזה יון החליפין. יונים dysprosium וכתוצאה מכך התייצב עם פלואור כדי ליצור פלואוריד dysprosium.

פלואוריד Dysprosium יכול להיות מופחת מטילי מתכת על ידי חימום עם סידן בטמפרטורות גבוהות ב crucibles טנטלום.

הייצור הגלובלי של dysprosium מוגבל ל 1800 טון מטרי (הכלול dysprosium) מדי שנה. זה מהווה רק 1 אחוז מכלל כדור הארץ נדיר מעודן מדי שנה.

המפיקים הגדולים בעולם נדיר כוללים Baotou פלדה נדיר כדור הארץ היי טק ושות ', סין Minmetals קורפ, אלומיניום קורפ של סין (CHALCO).

יישומים

עד כה, הצרכן הגדול ביותר של dysprosium הוא מגנט קבוע בתעשייה. מגנטים כאלה שולטים בשוק עבור מנועים המתייצבים ביעילות גבוהה המשמשים כלי רכב היברידיים וחשמליים, גנרטורים טורבינת רוח וכונני דיסק קשיח.

לחץ כאן כדי לקרוא עוד על יישומים dysprosium.

_{מקורות:}

_{אמסלי, ג'ון. אבני הבניין של הטבע: מדריך AZ אלמנטים .
הוצאת אוניברסיטת אוקספורד; מהדורת מהדורה חדשה (14 בספטמבר 2011)
ארנולד טכנולוגיות מגנטיות. תפקיד חשוב של Dysprosium במגנטים קבועים המודרנית . 17 בינואר 2012.
הסקר הגיאולוגי הבריטי. אלמנטים נדירים של כדור הארץ . נובמבר 2011.
כתובת האתר: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, פרופ 'דודלי. "האם אפשר לשרוד את שושלת כדור הארץ הנדירה של סין". סין תעשייתי של מינרלים & שווקים כנס. מצגת: 24 בספטמבר 2013.}

_{עקוב אחר Terence ב- Google+}