Uporaba kovinskega disprozija

Motorji s trajnim magnetom uporabljajo magnete, ki vsebujejo dispropij. Vir slike: Machinedesign.com

Daleč največji potrošnik disprozija je industrija trajnega magneta . Takšni magneti prevladujejo na trgu za visoko učinkovite vlečne motorje, ki se uporabljajo v hibridnih in električnih vozilih, generatorjih vetrne turbine in pogonih trdega diska.

Disprozij obsega okoli 3 do 6 odstotkov magnetov neodim- železo - bor (NdFeB) (po teži), ki se uporabljajo pri specifičnih, običajno visokotemperaturnih aplikacijah. Ker so stabilni v različnih temperaturah in zmanjšujejo težo magneta do 90 odstotkov, so ti magneti ključni za vsa hibridna in električna vozila.

Povpraševanje iz sektorja permanentnega magneta pomeni približno 90% vseh disprozija, porabljenih letno.

Trg stalnih magnetov se je med letoma 2003 in 2008 povečal s povprečno ocenjeno stopnjo približno 13 odstotkov in se predvidoma še naprej širi med 8 in 10 odstotki na leto do leta 2019.

Po mnenju Magneticsmagazine.com se bo po ocenah svetovna prodaja trajnih magnetov povečala s približno 15 milijard ameriških dolarjev v letu 2012 na več kot 28 milijard ameriških dolarjev do leta 2019.

Kljub prizadevanjem za zmanjšanje količine disprozija, ki se uporablja pri visokotemperaturnih permanentnih magnetih, je še vedno sestavni del približno 80 metričnih ton magnetov NdFeB, proizvedenih po vsem svetu vsako leto.

In medtem ko je primarni trg magnetov NdFeB, ki vsebujejo dispropij, alternativni energetski avtomobili, ti magneti lahko najdemo tudi pri drugih visokotemperaturnih motorjih in generatorjih, trgovskih in industrijskih generatorjih, vključno s turbinami na veter, električnimi kolesi in sistemi za shranjevanje energije, vlakom Maglev sistemi, merilniki, releji in stikala, magnetna ločilna orodja, senzorji, MRI in magnetne hladilne enote med različnimi drugimi aplikacijami.

Glede na raziskave, ki jih je izvedla Evropska komisija o materialih, potrebnih za kritične energetske tehnologije, se bo povpraševanje po disproziju do leta 2020 podvojilo, v povprečju pa bo znašala 9-odstotna letna stopnja rasti. Skupina napoveduje, da bo do konca desetletja to povzročilo 23-odstotno zmanjšanje ponudbe.

Po redkih pomanjkljivostih pri oskrbi z električno energijo, ki so v letu 2010 in 2011 povzročile višje cene teh elementov, so mnoge organizacije, vključno z Ministrstvom za energijo ZDA (DOE), napovedale skorajšnje pomanjkanje disprozija. Eden od rezultatov tega je bil prizadevanje za preoblikovanje visokotemperaturnih trajnih magnetov in sistemov, odvisnih od takšnih magnetov, da bi zmanjšali količino zahtevanega disprozija.

Leta 2012 je Toshiba napovedala razvoj visoko-temperaturnih magnetov samarij- kobalta brez disproizija.

Druge aplikacije za disprozij vključujejo v cermet zlitine Terfenol-D (to je tisto, kar pomeni "D"). Terfenol-D, ki vsebuje tudi železo in terbij, je bil uporabljen v pretvornikih, mehanskih resonatorjih in preciznih injektorjih za tekoče gorivo.

Dokazano je, da imajo kermeti disperzijevega oksida- niklja visok presek absorpcije toplotnega nevtrona.

Zakaj je to pomembno? No, jedrski reaktorji potrebujejo material s takšnimi lastnostmi, da bi kontrolne palice absorbirale nevtrone in s tem ohlajale proces jedrske reakcije. Pomembno je, da se kermeti niti ne vrtijo niti se ne podvajajo pod nevtronsko bombardiranjem, čeprav se spreminja oblika v magnetnem polju.

Kot vir radija, disprozij-kadmijevih halogenidov, se uporabljajo za preučevanje različnih kemijskih reakcij.

Dysprozijev oksid se medtem uporablja kot dopant v specializiranih kondenzatorjih za elektronsko industrijo.

Zaradi zmožnosti redkih zemelj, da se magnetizira, je idealna tudi za komponente na trdih diskih in za shranjevanje podatkov.

Halogenske žarnice za razsvetljavo in laserski materiali, ki združujejo disprozij in vanadij, ki uporabljajo disprozijev jodid (DyI3), proizvajajo zelo intenzivno belo svetlobo.

Kristali kalcijevega sulfata in kalcijevega fluorida, ki so dopirani z disprozijem, se lahko uporabljajo v dozimetrih, specializiranih orodjih za merjenje ionizirajočega sevanja. To je zato, ker bo disprozij svetil, ko je material izpostavljen sevanju. Raven luči kaže na okoliško raven sevanja.

Nazadnje so pokazale, da imajo nanofibri določene spojine disprozije veliko površino in so izredno močni.

Te lastnosti so lahko primerne za sestavine katalizatorja ali za visoke trdnosti, odporne proti koroziji .

Viri

Arnold Magnetic Technologies. Pomembna vloga disprozija v sodobnih permanentnih magnetih . 17. januar 2012.
Kingsnorth, prof. Dudley. "Ali lahko preživi dinastija redkih držav Kitajske." Kitajska konferenca o industrijskih mineralih in trgih. Predstavitev: 24. september 2013.