Aplicații ale dispsiuiului metalic

Motoarele cu magnet permanent folosesc magneți cu conținut de disprosiu. Sursa imaginii: Machinedesign.com

De departe, cel mai mare consumator de disposium este industria magnetului permanent. Astfel de magneți domină piața motoarelor de tracțiune de înaltă eficiență care sunt utilizate în vehiculele hibride și electrice, generatoarele de turbine eoliene și unitățile de discuri cu greutăți.

Disprosiul cuprinde aproximativ 3 până la 6 procente din magneți de neodim- fier - bor (NdFeB) (în greutate) utilizați în aplicații specifice, de obicei la temperaturi înalte. Fiind stabili într-o gamă de temperaturi și reducând greutatea magneților cu până la 90%, astfel de magneți sunt critici pentru toate vehiculele hibride și electrice.

Cererea din sectorul magnetului permanent reprezintă aproximativ 90% din totalul disposiului consumat anual.

Piața magnetului permanent a crescut cu o rată medie estimată de aproximativ 13% între 2003 și 2008 și se preconizează că va continua să se extindă între 8 și 10% pe an până în 2019.

Potrivit Magneticsmagazine.com, vânzările globale de magneți permanenți se estimează că vor crește de la aproximativ 15 miliarde USD în 2012 la peste 28 miliarde USD până în 2019.

În ciuda eforturilor de reducere a cantității de disprosiu utilizate în magneții permanenți cu temperatură ridicată, acesta este încă o parte integrantă a celor aproximativ 80 de tone metrice de magneți NdFeB produse în fiecare an în lume.

În timp ce piața primară a magneților NdFeB cu conținut de disposium sunt automobile alternative, acești magneți se găsesc și în alte motoare și generatoare de temperatură ridicată, generatoare comerciale și industriale, inclusiv turbine eoliene, biciclete electrice și sisteme de stocare a energiei, maglev train sisteme, manometre, relee și comutatoare, unelte de separare magnetică, senzori, RMN și unități de refrigerare magnetice, printre diverse alte aplicații.

Conform cercetărilor efectuate de Comisia Europeană asupra materialelor necesare tehnologiilor critice de energie, cererea de disprosium se va dubla până în 2020, în medie cu o rată anuală de creștere de 9%. În cele din urmă, grupul prezice că acest lucru va duce la un deficit de aprovizionare de 23% până la sfârșitul deceniului.

În urma unor lipsuri de aprovizionare cu pământuri rare care au condus la creșterea prețurilor pentru aceste elemente în 2010 și 2011, multe organizații, inclusiv Departamentul Energiei din SUA (DOE), au prezis o lipsă iminentă de disprosium. Un rezultat al acestui lucru a fost eforturile de a re-proiecta magneți permanenți cu temperatură ridicată și sisteme dependente de astfel de magneți pentru a diminua cantitatea de disprosiu necesară.

În 2012, Toshiba a anunțat dezvoltarea unui magnet de temperatură de înaltă temperatură cu samariu- cobalt fără temperatură de dispropoziu.

Alte aplicații pentru disprosium includ aliajul cermet Terfenol-D (adică "D"). Terfenol-D, care conține de asemenea fier și terbiu, a fost utilizat în traductoare, rezonatoare mecanice și injectoare de precizie pentru combustibil lichid.

S-au dovedit a avea cermeturi de nichel -oxid de disodiu-oxid care au o secțiune transversală cu absorbție termică neutronică.

De ce este important acest lucru? Ei bine, reactoarele nucleare au nevoie de un material cu astfel de proprietăți pentru a face tije de control pentru a absorbi neutronii și, prin urmare, pentru a răci procesul de reacție nucleară. Este important faptul că cermeturile nu se umflă și nu se contractă sub bombardament neutron, deși schimbă forma într-un câmp magnetic.

Ca sursă de radiație, chalcogenidele disprosium-cadmiu sunt folosite pentru a studia diferite reacții chimice.

În același timp, oxidul de oxid de dioxid de siliciu este folosit ca dopant în condensatori specializați pentru industria electronică.

Capacitatea pământului de a fi magnetizată face de asemenea ideală pentru componentele din hard disk și pentru alte stocări de date.

Lămpile cu descărcare halidică și materialele laser care combină dysprosium și vanadiu care utilizează iodura de disprosiu (DyI3) produc o lumină albă foarte intensă.

Cristalele de sulfat de calciu și fluorură de calciu dopate cu disprosium pot fi utilizate în dozimetre, instrumente specializate pentru măsurarea radiațiilor ionizante. Acest lucru se datorează faptului că disprosiul va străluci atunci când materialul este expus la radiații. Nivelul luminiscenței indică nivelul de radiație înconjurător.

În cele din urmă, nanofibrele anumitor compuși de dispsie au demonstrat că posedă o suprafață mare și sunt extrem de puternici.

Aceste proprietăți le pot face potrivite pentru ingrediente catalizatoare sau aplicații rezistente la coroziune .

surse

Arnold Magnetic Technologies. Rolul important al disprosiumului în magneți permanenți moderni . 17 ianuarie 2012.
Kingsnorth, Prof. Dudley. "Dinastia rară a Pământului din China poate supraviețui". Conferința Minelor și piețelor industriale din China. Prezentare: 24 septembrie 2013.