Disprosyum metal yumuşak, parlak-gümüştür nadir toprak elementi (REE), paramanyetik mukavemeti ve yüksek sıcaklık dayanıklılığı nedeniyle kalıcı mıknatıslarda kullanılır.
Özellikleri
- Atom Sembolü: Dy
- Atom Numarası: 66
- Eleman Kategorisi: Lantanid metal
- Atom Ağırlığı: 162.50
- Erime Noktası: 1412 ° C
- Kaynama Noktası: 2567 ° C
- Yoğunluk: 8.551 g / cm3
- Vickers Sertliği: 540 MPa
Özellikleri
Ortam sıcaklıklarında havada nispeten stabil olmasına rağmen, disprosyum metal soğuk su ile reaksiyona girecek ve asitlerle temas halinde hızla çözünecektir. Bununla birlikte, hidroflorik asitte, ağır nadir toprak metali koruyucu bir disprosyum florür tabakası oluşturacaktır (DyF3).
Yumuşak, gümüş renkli metalin ana uygulaması kalıcı mıknatıslardır. Bu saf displazi -93'ün üzerinde güçlü bir paramanyetik olmasından kaynaklanmaktadır°C (-136°F), yani manyetik geniş bir sıcaklık aralığı içindeki alanlar.
Holmiyum ile birlikte, disprosyum da herhangi bir elementin en yüksek manyetik momentine (manyetik alandan etkilenen çekme kuvveti ve yönü) sahiptir.
Disporsiyumun yüksek erime sıcaklığı ve nötron soğurma kesiti ayrıca nükleer kontrol çubuklarında kullanılmasına izin verir.
Disprosyum kıvılcım çıkarmadan işleyecek olsa da, ticari olarak saf metal veya yapısal olarak kullanılmaz. alaşımlar.
Diğer lantanid (veya nadir toprak) elementleri gibi, disprosyum da çoğunlukla cevher kütlelerinde diğer nadir toprak elementleri ile doğal olarak ilişkilidir.
Tarih
Fransız kimyager Paul-Emile Lecoq de Boisbadran, displaziyi ilk olarak 1886'da erbiyum oksiti analiz ederken bağımsız bir element olarak tanıdı.
REE'lerin samimi doğasını yansıtan de Boisbaudran, başlangıçta asit ve amonyak kullanarak erbium ve terbium çektiği saf olmayan itriyum oksit araştırıyordu. Erbium oksidin kendisi, holmiyum ve tülyum olmak üzere iki element daha barındırdığı bulunmuştur.
De Boisbaudran evinde çalışırken, öğeler Rus bebekleri gibi kendini göstermeye başladı ve sonra 32 asit dizisi ve 26 amonyak çökeltisi olan de Boisbaudran, disprosumu benzersiz bir element olarak tanımlayabilmiştir. Yeni öğeyi Yunanca kelimeden sonra adlandırdı dysprositos"anlamı zor" anlamına gelir.
Elemanın daha saf formları 1906'da Georges Urbain tarafından, saf bir form (bugünün ) değişim ayrıldıktan sonra 1950 yılına kadar üretilmemiştir. ve metalografik Nadir toprak araştırmalarının öncüsü Frank Harold Spedding ve Ames Laboratuarındaki ekibi tarafından azaltma teknikleri.
Ames Laboratuvarı, Donanma Mühimmat Laboratuvarı ile birlikte, disprosyumun ilk büyük kullanımlarından biri olan Terfenol-D'nin geliştirilmesinde de merkezi olmuştur. Manyetostriktif malzeme 1970'lerde araştırılmış ve 1980'lerde deniz sonarlarında, manyetomekanik sensörler, aktüatörler ve dönüştürücülerde kullanılmak üzere ticarileştirilmiştir.
Disporsiyumun kalıcı mıknatıslarda kullanımı da neodimyumun yaratılmasıyla artmıştır.Demir-bor 1980'lerde (NdFeB) mıknatıslar. General Motors ve Sumitomo Special Metals tarafından yapılan araştırmalar, ilk kalıcı ürünün daha güçlü, daha ucuz versiyonlarının (samaryum-kobalt) 20 yıl önce geliştirilmiş mıknatıslar.
NdFeB manyetik alaşımına yüzde 3 ila 6 arasında displazi (ağırlıkça) eklenmesi mıknatısın Curie'sini arttırır nokta ve zorlama, böylece yüksek sıcaklıklarda kararlılığı ve performansı arttırırken demagnetization.
NdFeB mıknatıslar artık elektronik uygulamalarda ve hibrit elektrikli araçlarda standarttır.
Disprosyum da dahil olmak üzere REE'ler, Çin'in element ihracatı üzerindeki sınırlar arz eksikliğine ve yatırımcıların metallere ilgisine yol açtıktan sonra 2009 yılında küresel medyaya odaklandı. Bu da hızla artan fiyatlara ve alternatif kaynakların geliştirilmesine önemli yatırım yapılmasına yol açtı.
Üretim
Çin REE üretimine küresel bağımlılığı inceleyen son medya ilgisi, genellikle ülkenin küresel REE üretiminin yaklaşık% 90'ını oluşturduğunu vurgulamaktadır.
Monazit ve bastnasit de dahil olmak üzere bir dizi cevher türü, en yüksek kaynaklara sahip olan disprosumu içerebilir. içerdiği displazi yüzdesi Jiangxi Eyaleti, Çin ve Güney Çin'deki ksenotim cevherlerinin iyon adsorpsiyon killeridir ve Malezya.
Cevherin türüne bağlı olarak, bireysel REE'leri çıkarmak için çeşitli hidrometalurjik teknikler kullanılmalıdır. Köpük yüzdürme ve kavurma konsantreleri, iyon değişimi yoluyla işlenebilen öncü bir bileşik olan nadir toprak sülfatının ekstraksiyonunun en yaygın yöntemidir. yer değiştirme. Elde edilen disprosyum iyonları daha sonra disprosyum florür oluşturmak üzere flor ile stabilize edilir.
Disprosyum florür, tantal potalarda yüksek sıcaklıklarda kalsiyum ile ısıtılarak metal külçelere indirgenebilir.
Küresel displazi üretimi yılda yaklaşık 1800 metrik ton (displazi içerir) ile sınırlıdır. Bu, her yıl rafine edilmiş tüm nadir toprakların sadece yüzde 1'ini oluşturmaktadır.
En büyük nadir toprak üreticileri Baotou Çelik Nadir Toprak Hi-Tech Co., Çin Minmetals Corp. ve Alüminyum Corp. Çin (CHALCO).
Uygulamalar
Disprosyumun en büyük tüketicisi, sürekli mıknatıs endüstrisidir. Bu tür mıknatıslar, hibrid ve elektrikli araçlarda, rüzgar türbini jeneratörlerinde ve sabit disk sürücülerinde kullanılan yüksek verimli çekiş motorları için pazara hakimdir.
Buraya Tıkla disprosyum uygulamaları hakkında daha fazla okumak için.
Kaynaklar:
Emsley, John. Doğanın Yapı Taşları: Elementlere A-Z Rehberi.
Oxford University Press; Yeni Baskı (Eylül. 14 2011)
Arnold Manyetik Teknolojiler. Modern Kalıcı Mıknatıslarda Disporsiyumun Önemli Rolü. 17 Ocak 2012.
İngiliz Jeoloji Araştırması. Nadir Dünya elementleri. Kasım 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, Prof. Dudley. "Çin'in Nadir Toprak Hanedanı Hayatta Kalabilir". Çin Endüstriyel Mineraller ve Piyasalar Konferansı. Sunum: 24 Eylül 2013.
Terence takip edin Google+