Learn about Dysprosium

Il metallo di Dysprosium è un elemento di terra rara argentato argento lucido (REE) che viene utilizzato nei magneti permanenti grazie alla sua resistenza paramagnetica e alla durata ad alta temperatura.

Peso atomico: 162. 50

• Punto di fusione: 1412 ° C
• Punto di ebollizione:
• Proprietà
• Atomic Symbol: Dy
• Numero Atomico: 66 < 2567 ° C
• Densità: 8. 551g / cm
• 3 ^{Durezza Vickers: 540 MPa}

Caratteristiche

Mentre relativamente stabile nell'aria a temperature ambiente, il metallo di dispprosi reagirà con acqua fredda e si dissolve rapidamente a contatto con gli acidi.

In acido fluoridrico, tuttavia, il metallo pesante di terre pesanti creerà uno strato protettivo di fluoruro di dispprosi (DyF

3 _).

L'applicazione principale del metallo morbido e argentato è in magneti permanenti. Ciò è dovuto al fatto che il disprosi puro è fortemente paramagnetico superiore a -93

° C (-136 ° F), il che significa che è attratto da campi magnetici all'interno di un'ampia gamma di temperature. Insieme con l'olmio, il disprosium ha anche il momento magnetico più alto (la forza e la direzione del tiro risultante da un campo magnetico) di qualsiasi elemento.

La temperatura elevata di fusione di Dysprosium e la sezione trasversale di assorbimento del neutrone permettono anche l'utilizzo nelle aste di controllo nucleari.

Mentre il dysprosium lavorerà senza scintilla, non viene commercialmente utilizzato come metallo puro o in leghe strutturali.

Come altri elementi di lanthanide (o rare terra), il disprosium è spesso associato naturalmente ai corpi di minerali con altri elementi di terre rare.

Storia

Il chimico francese Paul-Emile Lecoq de Boisbadran ha riconosciuto per la prima volta un disprosium come elemento indipendente nel 1886 mentre stava analizzando l'ossido di erbium.

Riflettendo sulla natura intima delle REE, de Boisbaudran inizialmente stava studiando l'ossido di ittrio impuro, da cui disegnava erbium e terbium usando acido e ammoniaca.

L'ossido di erbium, in sé, è stato trovato per avere due altri elementi, olmium e tium.

Mentre de Boisbaudran lavorava via in casa sua, gli elementi cominciarono a rivelarsi come bambole russe, e dopo 32 sequenze acide e 26 precipitazioni di ammoniaca, de Boisbaudran era in grado di identificare il dysprosium come elemento unico. Ha chiamato il nuovo elemento dopo la parola greca

dysprositos , il che significa "difficile da ottenere". Forme più pure dell'elemento sono state preparate nel 1906 da Georges Urbain, mentre una forma pura (per gli standard di oggi) dell'elemento non è stata prodotta fino al 1950, dopo lo sviluppo della separazione i-scambio e le tecniche di riduzione metallografica di Frank Harold Spedding, pioniere della ricerca sulla terra rara, e la sua squadra presso l'Ames Laboratory.

Il Laboratorio di Ames, insieme al Laboratorio dell'Ordinanza Navale, è stato anche centrale nello sviluppo di uno dei primi principali usi del disprosium Terfenol-D.Il materiale magnetostrittivo è stato ricercato negli anni '70 e commercializzato negli anni '80 per l'impiego in sonar navali, sensori magnetotermici, attuatori e trasduttori.

L'uso di disperosio nei magneti permanenti è cresciuto anche con la creazione di magneti al neodimio-ferro-boro (NdFeB) negli anni '80. La ricerca di General Motors e Sumitomo Special Metals ha portato alla creazione di queste versioni più forti e più economiche dei primi magneti permanenti (samarium-cobalto), sviluppati 20 anni prima.

L'aggiunta di 3-12 percento di disprosium (in peso) alla lega magnetica NdFeB aumenta il punto Curie e la coercitività del magnete, migliorando così la stabilità e le prestazioni a temperature elevate, riducendo anche la demagnetizzazione.

I magneti NdFeB sono ora lo standard delle applicazioni elettroniche e dei veicoli elettrici ibridi.

I REE, compreso il dysprosium, sono stati spinti nel riflettore dei media mondiali nel 2009, dopo che i limiti sulle esportazioni cinesi degli elementi hanno portato a fornire scarsità e interesse degli investitori nei metalli. A sua volta, ciò ha portato ad un rapido aumento dei prezzi e agli investimenti significativi nello sviluppo di fonti alternative.

Produzione

L'attenzione dei media più recente che esamina la dipendenza globale dalla produzione cinese REE mette in evidenza il fatto che il paese rappresenta circa il 90% della produzione REE globale.

Mentre alcuni tipi di minerali, compresi il monazite e il bastnasite, possono contenere disprosium, le fonti con la più alta percentuale di disprosi contenute sono gli argille di adsorbimento ionico della provincia di Jiangxi, Cina e xenotime minerali nella Cina meridionale e in Malesia.

A seconda del tipo di minerale, occorre utilizzare varie tecniche idrometallurgiche per estrarre singoli REE. La flottazione e la tostatura di concentrati di schiuma è il metodo più comune per estrarre solfato di terre rare, un composto precursore che può quindi essere trasformato mediante lo spostamento dello scambio ionico. Gli ioni disprosiali risultanti vengono quindi stabilizzati con fluoro per formare fluoruro di disprosium.

Il fluoruro di disperzo può essere ridotto in lingotti metallici riscaldando con calcio ad alta temperatura nei crogioli di tantalio.

La produzione globale di dysprosium è limitata a circa 1800 tonnellate (contenuta di dispprosi) ogni anno. Ciò rappresenta solo l'1% di tutte le terre rare raffinate ogni anno.

I maggiori produttori di terre rare includono Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., Cina Minmetals Corp. e Aluminum Corp. of China (CHALCO).

Applicazioni

Di gran lunga, il più grande consumatore di disprosium è l'industria a magneti permanenti. Tali magneti dominano il mercato dei motori a trazione ad alta efficienza utilizzati in veicoli ibridi e elettrici, generatori di turbine eoliche e dischi rigidi.

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Fonti:

_{Emsley, John.}

_{Blocchi di costruzione della natura: una guida A-Z agli elementi . Oxford University Press; Edizione nuova edizione (14 settembre 2011)
Arnold Magnetic Technologies.
Il ruolo importante del disperosio nei magneti permanenti moderni . 17 gennaio 2012. Indagine Geologica Britannica.
Elementi Terra Rara . Novembre 2011. URL: www. mineralsuk. com
Kingsnorth, Prof. Dudley "Può sopravvivere la dinastia rara della Cina". Conferenza mineraria e mercati industriali della Cina. Presentazione: 24 settembre 2013.
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