למדו על דיספרוסיום וההיסטוריה, ההפקה והיישומים

מתכת דיספרוסיום היא כסף רך וזוהר יסוד אדמה נדיר (REE) המשמש במגנטים קבועים בגלל חוזקו הפרמגנטי ועמידות בטמפרטורה גבוהה.

• סמל אטומי: Dy
• מספר אטומי: 66
• קטגוריית אלמנטים: מתכת לנטניד
• משקל אטומי: 162.50
• נקודת התכה: 1412 מעלות צלזיוס
• נקודת רתיחה: 2567 מעלות צלזיוס
• צפיפות: 8.551 גרם / ס"מ³
• קשיות Vickers: 540 מגפ"ס

בעוד שיציב יחסית באוויר בטמפרטורות הסביבה, מתכת הדיפרוסיום תגיב במים קרים ומתמוססת במהירות במגע עם חומצות. בחומצה הידרפלואורית, לעומת זאת, המתכת האדמה הנדירה והכבדה תיצור שכבה מגנה של פלואוריד דיספרוזיום (DyF)₃).

היישום העיקרי של המתכת הרכה, בצבע כסף, הוא במגנטים קבועים. זה נובע מהעובדה שדיספרוסיום טהור הוא פרמגנטי מאוד מעל ל- 93°ג (-136°ו), כלומר היא נמשכת אליו מגנטי שדות בטווח טמפרטורות רחב.

יחד עם הולמיום, לדיספרוסיום יש גם הרגע המגנטי הגבוה ביותר (חוזק וכיוון המשיכה שנוצר כתוצאה משדה מגנטי) של כל יסוד.

טמפרטורת ההתכה הגבוהה של Dysprosium וחתך הקליטה של ​​הנויטרונים מאפשרים להשתמש גם במוטות בקרה גרעיניים.

בעוד שדיפרוזריום יתכוון ללא ניצוץ, הוא אינו משמש מסחרי כמתכת טהורה או כמבנית סגסוגות.

בדומה לאלמנטים אחרים של לנטניד (או אדמה נדירה), דיספרוזריום קשור לרוב באופן טבעי בגופי עפרות עם יסודות אדמה נדירים אחרים.

הכימאי הצרפתי Paul-Emile Lecoq de Boisbadran הכיר לראשונה ב- dysprosium כאל גורם עצמאי בשנת 1886 בזמן שהוא ניתח תחמוצת ארביום.

בהתחשב באופיים האינטימי של REEs, דה בויסבאודרן חקר בתחילה תחמוצת יטריום טמאית, משם שאב ארביום וטרביום באמצעות חומצה ואמוניה. נמצא כי תחמוצת הארביום עצמה מכילה שני יסודות נוספים, הולמיום ותוליום.

כאשר דה בויסבאודראן עבד הלאה בביתו, האלמנטים החלו להתגלות כמו בובות רוסיות, ואחרי כן 32 רצפי חומצה ו 26 משקעים של אמוניה, דה בויסבאודראן הצליח לזהות דיספרוזיום כאלמנט ייחודי. הוא קרא למרכיב החדש על שם המילה היוונית דיספרוזיטוס, כלומר 'קשה להשיג'.

צורות טהורות יותר של היסוד הוכנו בשנת 1906 על ידי ז'ורז 'אורביין, ואילו צורה טהורה (לפי ימינו תקנים) של האלמנט לא הופק עד 1950, לאחר התפתחות ההפרדה בין חילופי הדברים ו מטלוגרפי טכניקות הפחתה של פרנק הרולד ספדינג, חלוץ מחקרי כדור הארץ הנדיר וצוותו במעבדת איימס.

מעבדת איימס, יחד עם מעבדת החימוש הימי, הייתה אף היא מרכזית בפיתוח אחד השימושים העיקריים הראשונים לדיספרוסיום, טרפנול-ד. החומר המגנוטסטרקטיבי נחקר במהלך שנות השבעים והוסחר בשנות השמונים לשימוש בסונארים ימיים, חיישנים מגנטו-מכניים, מפעילים ומתמרים.

השימוש של דיספרוסיום במגנטים קבועים גדל גם הוא עם יצירת ניאודימיום-ברזל-בורון (NdFeB) מגנטים בשנות השמונים. מחקר של ג'נרל מוטורס ומתכות מיוחדות של סומיטומו הוביל ליצירת גרסאות חזקות וזולות יותר של הקבוע הראשון (samarium-קובלט) מגנטים, שפותחו 20 שנה קודם לכן.

תוספת של בין 3 ל 6 אחוז דיספרוזריום (לפי משקל) לסגסוגת המגנטית NdFeB מגדילה את קירי המגנט נקודה וכפייה, ובכך, שיפור היציבות והביצועים בטמפרטורות גבוהות תוך הפחתה דמגניטציה.

מגנטים NdFeB הם כיום התקן ביישומים אלקטרוניים ורכבים חשמליים היברידיים.

ה- REE, כולל דיספרוזריום, הושלכו באור הזרקורים התקשורתי העולמי בשנת 2009, לאחר שמגבלות על הייצוא הסיני של היסודות הובילו למחסור באספקה ​​ולעניין המשקיעים במתכות. זה, בתורו, הביא לעלייה מהירה במחירים והשקעה משמעותית בפיתוח מקורות אלטרנטיביים.

תשומת לב תקשורתית אחרונה שבוחנת את התלות העולמית בייצור REE הסיני מדגישה לעיתים קרובות את העובדה שהמדינה מהווה בערך 90% מייצור ה- REE העולמי.

בעוד שמספר סוגי עפרות, כולל מונאזיט ובסטנסייט, עשויים להכיל דיספרוזריום, המקורות עם הגבוה ביותר אחוז הדיספרוזריום הכלול הם חרסות ספיחת היונים של מחוז ג'יאנגשי, סין ועפרות קסנוטימה בדרום סין ו מלזיה.

בהתאם לסוג העפרות, יש להשתמש במגוון טכניקות הידרומט-כירורגיות על מנת לחלץ REEs בודדים. הנחת קצף וצלייה של תרכיז היא השיטה הנפוצה ביותר לחילוץ סולפט אדיר נדיר, תרכובת מבשר הניתנת לעיבוד באמצעות חילופי יונים. עקירה. לאחר מכן מייצבים יוני הדיספרוזריום עם פלואור ליצירת פלואוריד דיספרוזיום.

ניתן להפחית את הדיספרוזיום פלואוריד למטילי מתכת על ידי חימום בסידן בטמפרטורות גבוהות בכור היתוך טנטלום.

הייצור העולמי של דיספרוזיום מוגבל לכ- 1800 טון מטרי (המכיל דיספרוזריום) בשנה. זה מהווה רק אחוז אחד מכל כדור הארץ הנדיר המזוקק בכל שנה.

יצרני האדמה הנדירים הגדולים ביותר כוללים Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp., and Aluminum Corp. של סין (CHALCO).

ללא ספק הצרכן הגדול ביותר של דיספרוסיום הוא תעשיית המגנטים הקבועים. מגנטים כאלה חולשים על השוק של מנועי משיכה בעלי יעילות גבוהה המשמשים בכלי רכב היברידיים וחשמליים, מחוללי טורבינת רוח וכונני דיסק קשיח.

לחץ כאן לקרוא עוד על יישומי דיספרוזיום.

_{מקורות:}

_{אמסלי, ג'ון. אבני הבניין של הטבע: מדריך A-Z למרכיבים.
הוצאת אוניברסיטת אוקספורד; מהדורה מהדורה חדשה (ספטמבר 14 2011)
ארנולד טכנולוגיות מגנטיות. התפקיד החשוב של דיספרוזיום במגנטים קבועים מודרניים. 17 בינואר, 2012.
הסקר הגיאולוגי הבריטי. אלמנטים אדירים נדירים. נובמבר 2011.
כתובת אתר: www.mineralsuk.com
קינגסנורת ', פרופ. דודלי. "האם שושלת כדור הארץ הנדירה של סין יכולה לשרוד". ועידת מינרלים ושווקים תעשייתיים בסין. מצגת: 24 בספטמבר 2013.}

_{עקוב אחר טרנס ב Google+}