Lær om dysprosium

Dysprosiummetall er et mykt, glatt sølv sjeldne jordartsmateriale (REE) som brukes i permanente magneter på grunn av dets paramagnetiske styrke og høy temperatur holdbarhet.

Egenskaper

• Atomisk symbol: Dy
• Atomisk nummer: 66
• Element Kategori: Lantanidmetall
• Atom Vekt: 162. 50
• Smeltepunkt: 1412 ° C
• Kokepunkt: 2567 ° C
• Tetthet: 8. 551g / cm ³
• Vickers Hardness: 540 MPa

Egenskaper

Selv om det er relativt stabilt i luft ved omgivelsestemperaturer, vil dysprosiummetall reagere med kaldt vann og raskt oppløses i kontakt med syrer.

I flussyre vil det tunge sjeldne jordartsmetallet danne et beskyttende lag av dysprosiumfluorid (DyF ₃ ).

Den myke, sølvfarvede metallets hovedapplikasjon er i permanente magneter. Dette skyldes det faktum at rent dysprosium er sterkt paramagnetisk over -93 ° C (-136 ° F), noe som betyr at det tiltrekkes av magnetfelter innenfor et bredt temperaturområde.

Sammen med holmium har dysprosium også det høyeste magnetiske øyeblikket (styrken og retningen som trekkes som påvirkes av et magnetfelt) av ethvert element.

Dysprosiums høye smeltetemperatur og nøytronabsorpsjons-tverrsnitt tillater det også å brukes i kjernekontrollstenger.

Mens dysprosium vil maskine uten gnist, brukes det ikke kommersielt som et rent metall eller i strukturelle legeringer.

Som andre lantanid- eller sjeldne jordarter, er dysprosium oftest naturlig forbundet med malmkropp med andre sjeldne jordartsmetaller.

Historie

Den franske kjemikeren Paul-Emile Lecoq de Boisbadran anerkjente først dysprosium som et selvstendig element i 1886 mens han analyserte erbiumoksid.

De Boisbaudran, som gjenspeiler den intime naturen, undersøkte i første omgang urent yttriumoksyd, hvorfra han trakk erbium og terbium ved hjelp av syre og ammoniakk.

Erbiumoksid, i seg selv, ble funnet å inneholde to andre elementer, holmium og thulium.

Da Boisbaudran jobbet hjemmefra, begynte elementene å avsløre seg som russiske dukker, og etter 32 syresekvenser og 26 ammoniakkutfelling var de Boisbaudran i stand til å identifisere dysprosium som et unikt element. Han kalte det nye elementet etter det greske ordet dysprositos , noe som betyr "vanskelig å få".

Flere rene former av elementet ble utarbeidet i 1906 av Georges Urbain, mens en ren form (etter dagens standarder) av elementet ikke ble produsert før 1950, etter utviklingen av io-bytte separasjon og metallografisk reduksjon teknikker av Frank Harold Spedding, en pioner innen sjeldne jordforskning, og hans team på Ames Laboratory.

Ames Laboratory, sammen med Naval Ordnance Laboratory, var også sentral i å utvikle en av de første store bruksområder for dysprosium, Terfenol-D.Det magnetostriktive materialet ble undersøkt i løpet av 1970-tallet og kommersialisert på 1980-tallet for bruk i marine sonarer, magneto-mekaniske sensorer, aktuatorer og transdusere.

Dysprosiums bruk i permanente magneter vokste også med dannelsen av neodymium-jern-bor (NdFeB) magneter på 1980-tallet. Forskning fra General Motors og Sumitomo Special Metals førte til etableringen av disse sterkere, billigere versjoner av de første permanente (samarium-kobolt) magneter, som hadde blitt utviklet 20 år tidligere.

Tilsetningen av mellom 3 og 6 prosent dysprosium (i vekt) til NdFeB magnetisk legering øker magnetens Curie-punkt og koercivitet, og derved forbedrer stabiliteten og ytelsen ved høye temperaturer samtidig som det reduserer demagnetiseringen.

NdFeB magneter er nå standarden i elektroniske applikasjoner og hybrid elektriske kjøretøyer.

REEene, inkludert dysprosium, ble stilt inn i den globale mediafokuseringen i 2009 etter at grenser for kinesisk eksport av elementene førte til forsyning av mangler og investorinteresse i metaller. Dette førte igjen til raskt økende priser og betydelige investeringer i utvikling av alternative kilder.

Produksjon

Nylig medieoppmerksomhet som undersøker global avhengighet av kinesisk REE-produksjon, fremhever ofte det faktum at landet står for rundt 90% av den globale REE-produksjonen.

Mens en rekke malmtyper, inkludert monazit og bastnasit, kan inneholde dysprosium, er kildene med den høyeste prosentandel av inneholdt dysprosium ionadsorpsjonsleirene i Jiangxi-provinsen, Kina og xenotimmalmene i Sør-Kina og Malaysia.

Avhengig av typen malm, må en rekke hydrometallurgiske teknikker benyttes for å trekke ut individuelle REEer. Skumflotasjon og steking av konsentrater er mest den vanligste metoden for ekstraksjon av sjeldne jordalsulfater, en forløperforbindelse som følgelig kan behandles via ionbytterforskyvning. De resulterende dysprosiumioner blir deretter stabilisert med fluor for å danne dysprosiumfluorid.

Dysprosiumfluorid kan reduseres til metallbørster ved oppvarming med kalsium ved høye temperaturer i tantalkomponenter.

Global produksjon av dysprosium er begrenset til ca. 1800 metriske tonn (inneholdt dysprosium) årlig. Dette utgjør kun om lag 1 prosent av all sjeldne jordarter raffinert hvert år.

De største produsenter av sjeldne jordarter inkluderer Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co, Kina Minmetals Corp, og Aluminium Corp. i Kina (CHALCO).

Programmer

Den største forbrukeren av dysprosium er langt den permanente magnetindustrien. Slike magneter dominerer markedet for høyeffektive trekkmotorer som brukes i hybrid- og elbiler, vindturbinegeneratorer og harddiskstasjoner.

Klikk her for å lese mer om dysprosium applikasjoner.

_Kilder:

_{Emsley, John. Naturens byggeblokker: En A-Z-guide til elementene .
Oxford University Press; Ny utgave utgave (14. september 2011)
Arnold Magnetic Technologies. Dysprosiums viktige rolle i moderne permanente magneter . 17. januar 2012.
British Geological Survey. Sjeldne jordelementer . November 2011.
URL: www. mineralsuk. com
Kingsnorth, Prof. Dudley. "Kan Kinas sjeldne jordens dynasti overleve". Kinas industrielle mineraler og markedskonferanse. Presentasjon: 24. september 2013.}

_{Følg Terence på Google+}