Få info om historien, produksjonen, applikasjonene til dette myke metallet
Dysprosiummetall er et mykt, glatt sølv sjeldne jordartsmateriale (REE) som brukes i permanente magneter på grunn av dens paramagnetiske styrke og høy temperatur holdbarhet.
Egenskaper
- Atomisk symbol: Dy
- Atomenummer: 66
- Element Kategori: Lantanidmetall
- Atomvekt: 162,50
- Smeltepunkt: 1412 ° C
- Kokepunkt: 2567 ° C
- Tetthet: 8.551g / cm3
- Vickers Hardness: 540 MPa
Kjennetegn
Mens 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 tungt sjeldne jordartsmetallet danne et beskyttende lag av dysprosiumfluorid (DyF 3 ).
Det myke, sølvfarvede metallets hovedapplikasjon er i permanente magneter. Dette skyldes det faktum at rent dysprosium er sterkt paramagnetisk over -93 ° C, 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 av trekk 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, blir det ikke kommersielt brukt som et rent metall eller i strukturelle legeringer .
Som andre lanthanid- eller sjeldne jordartsmetaller 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 reflekterte den intime karakteren av REIS, og undersøkte i utgangspunktet uren 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 heter det nye elementet etter det greske ordet dysprositos , noe som betyr "vanskelig å få".
Mer 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 magneter av neodym- jern - bor (NdFeB) på 1980-tallet. Forskning fra General Motors og Sumitomo Special Metals førte til etableringen av disse sterkere og billigere versjoner av de første permanente (samarium- kobolt ) magneter som ble 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 forbedrer dermed 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 det globale mediefokuset 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 bastnasitt, 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 metallbakterier ved oppvarming med kalsium ved høye temperaturer i tantalkomponenter.
Den globale produksjonen 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 sjeldne jordprodusentene inkluderer Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co, Kina Minmetals Corp, og Aluminum Corp. of China (CHALCO).
applikasjoner
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 AZ-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+