Applikasjoner av Metal Dysprosium

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.

Dysprosium omfatter ca. 3 til 6 prosent magneter av neodym-jern-bor (NdFeB) (i vekt) som anvendes i spesifikke, vanligvis høytemperatur-anvendelser. Å være stabil over en rekke temperaturer og redusere magnetvekten med opptil 90 prosent, er slike magneter avgjørende for alle hybrid- og elbiler.

Etterspørselen fra permanentmagnetsektoren står for en estimert 90 prosent av all dysprosium som forbrukes årlig.

Markedet for permanentmagnet vokste til en estimert gjennomsnitt på rundt 13 prosent mellom 2003 og 2008, og forventes å fortsette å øke mellom 8 og 10 prosent per år gjennom 2019.

Ifølge Magneticsmagazine. com, globale salg av permanente magneter anslås å vokse fra rundt 15 milliarder dollar i 2012 til over 28 milliarder dollar innen 2019.

Til tross for innsats for å redusere mengden av dysprosium som brukes i høy temperatur permanent magneter, er det fortsatt en integrert del av de omtrent 80 metriske tonn NdFeB magneter produsert over hele verden hvert år. Selv om det primære markedet for dysprosiumholdige NdFeB-magneter er alternative energibiler, kan disse magnetene også finnes i andre høytemperaturmotorer og generatorer, kommersielle og industrielle generatorer, inkludert vindturbiner, elektriske sykler og energilagringssystemer , maglev togsystemer, måleinstrumenter, reléer og brytere, magnetiske separasjonsverktøy, sensorer, MR, og magnetiske kjøleenheter blant forskjellige andre applikasjoner.

Ifølge forskningen utført i materialer som trengs for kritisk energiteknologi av EU-kommisjonen, vil etterspørselen etter dysprosium fordobles i 2020, med en gjennomsnittlig vekst på 9 prosent. Til syvende og sist forutser gruppen at dette vil føre til en forsyningstap på 23 prosent innen utgangen av tiåret.

Følgende mangel på sjeldne jordforsyninger har kjørt priser på disse elementene i 2010 og 2011, og mange organisasjoner, inkludert US Department of Energy (DOE), spådde en forestående mangel på dysprosium. Et resultat av dette har vært anstrengelser for å omforme høytemperatur permanentmagneter og systemer som er avhengige av slike magneter for å redusere mengden dysprosium som kreves.

I 2012 annonserte Toshiba utviklingen av en dysprosiumfri samarium-kobolt høytemperaturmagneter.

Andre applikasjoner for dysprosium inkluderer i cermet-legeringen Terfenol-D (det er det som "D" står for). Terfenol-D, som også inneholder jern og terbium, har blitt brukt i transdusere, mekaniske resonatorer og presisjon flytende brenselinsprøytere.

Dysprodium-oksid-nikkel-cermets har vist seg å ha et høyt termisk nøytronabsorbsjons-tverrsnitt.

Hvorfor er dette viktig? Vel, kjernereaktorer trenger et materiale med slike egenskaper for å lage kontrollstenger for å absorbere nøytroner og dermed avkjøle kjernereaksjonsprosessen. Det er viktig at cermets ikke svulmer eller kontrakt under nøytronbombardement, selv om det endrer form innenfor et magnetfelt.

Som kilde til radium, dysprosium-kadmiumkalkogenider, brukes til å studere forskjellige kjemiske reaksjoner.

Dysprosiumoksid, i mellomtiden, brukes som dopemiddel i spesialiserte kondensatorer til elektronikkindustrien.

Den sjeldne jordens evne til å bli magnetisert gjør den også ideell for komponenter i harddisker og annen datalagring.

Halidutladningslamper og lasermaterialer som kombinerer dysprosium og vanadium som benytter dysprosiumjodid (DyI3), gir et svært intens hvitt lys.

Kalsiumsulfat og kalsiumfluoridkrystaller som er dopet med dysprosium, kan brukes i dosimetre, spesialverktøy for måling av ioniserende stråling. Dette skyldes at dysprosiet vil lyse når materialet er utsatt for stråling. Nivået på luminescens indikerer det omgivende nivået av stråling.

Endelig har nanofibre av visse dysprosiumforbindelser vist seg å ha et stort overflateareal og være ekstremt sterke.

Disse egenskapene kan gjøre dem egnet for katalysatorbestanddeler eller høyfaste, korrosjonsbestandige applikasjoner.

Kilder

Arnold Magnetic Technologies.

Dysprosiums viktige rolle i moderne permanente magneter . 17. januar 2012. Kingsnorth, prof. Dudley. "Kan Kinas sjeldne jordens dynasti overleve". Kinas industrielle mineraler og markedskonferanse. Presentasjon: 24. september 2013.