Tìm hiểu về Dysprosium

Dysprosium kim loại là một nguyên tố đất hiếm mềm mại, mềm mại (REE) được sử dụng trong nam châm vĩnh cửu do độ bền của paramagnetic và độ bền nhiệt độ cao.

Tài sản

• Tên nguyên tử: Dy
• Số nguyên tử: 66
• Loại nguyên tố: Lanthanide kim loại
• Trọng lượng nguyên tử: 162.50
• Điểm nóng chảy: 1412 ° C
• Điểm sôi: 2567 ° C
• Mật độ: 8. 551g / cm ³
• Vickers Độ cứng: 540 MPa

Các đặc tính

Trong khi không khí ở nhiệt độ môi trường tương đối ổn định, chất rắn lơ lửng sẽ phản ứng với nước lạnh và tan nhanh khi tiếp xúc với axit.

Tuy nhiên, trong axit flofluoric, kim loại đất hiếm nặng sẽ tạo thành một lớp bảo vệ fluorit dysprosi (DyF

3 _).

Ứng dụng chính của kim loại mềm, màu bạc là ở nam châm vĩnh cửu. Điều này là do thực tế là chất dyspros tinh khiết rất cao so với -93

C (-136 F), có nghĩa là nó bị thu hút bởi từ trường trong phạm vi nhiệt độ rộng. Cùng với holmium, dysprosium cũng có thời điểm từ cao nhất (sức mạnh và hướng kéo gây ra bởi một từ trường) của bất kỳ phần tử nào. Nhiệt độ nóng chảy cao và sự hấp thụ neutron của Dysprosium cũng cho phép nó được sử dụng trong các thanh điều khiển hạt nhân. Trong khi dysprosium sẽ không gây tia lửa, nó không được sử dụng để làm thương mại như một kim loại tinh khiết hoặc trong các hợp kim kết cấu.

Cũng giống như các thành phần khác của lantanide (hoặc đất hiếm), dysprosium thường liên quan một cách tự nhiên trong các thân quặng với các nguyên tố đất hiếm khác. Nhà hoá học người Pháp Paul-Emile Lecoq de Boisbadran lần đầu tiên công nhận dysprosium là một phần tử độc lập vào năm 1886 trong khi ông đang phân tích erbium oxide.

Phản ánh bản chất thân mật của các REE, de Boisbaudran bước đầu điều tra oxit yttrium không tinh khiết, từ đó ông đã thu hút erbium và terbium bằng axit và amoniac.

Erbium oxide, chính nó, được tìm thấy là chứa hai yếu tố khác, holmi, và thulium.

Như Boisbaudran đã làm việc ở nhà, các yếu tố bắt đầu lộ ra giống như con búp bê Nga, và sau 32 chuỗi axit và 26 giọt amoniac, de Boisbaudran đã có thể xác định được chất dysprosi như là một yếu tố độc nhất. Ông đặt tên cho yếu tố mới sau chữ Hy Lạp

dysprositos

, có nghĩa là 'khó có thể có được'.

Georges Urbain chuẩn bị vào năm 1906 bởi nguyên mẫu Georges Urbain trong khi mẫu nguyên chất (theo các tiêu chuẩn hiện nay) không được sản xuất cho đến năm 1950, sau khi phát minh ra kỹ thuật tách io và kỹ thuật cắt kim loại của Frank Harold Spedding, nhà tiên phong nghiên cứu về đất hiếm và nhóm nghiên cứu của ông tại Phòng thí nghiệm Ames.

Phòng thí nghiệm Ames, cùng với Phòng thí nghiệm Hải quân Hải quân, cũng là trung tâm trong việc phát triển một trong những ứng dụng chủ yếu đầu tiên của dysprosium, Terfenol-D.Vật liệu từ tính đã được nghiên cứu trong những năm 1970 và được thương mại hóa vào những năm 1980 để sử dụng trong các loại sonar hải quân, cảm biến cơ magneto, cơ cấu chấp hành và đầu dò.

Việc sử dụng Dysprosium trong nam châm vĩnh cửu cũng tăng lên cùng với việc tạo ra các nam châm neodymium-iron-boron (NdFeB) vào những năm 1980. Nghiên cứu của General Motors và Sumitomo Special Metals đã dẫn đến việc tạo ra các loại nam châm vĩnh cửu đầu tiên (samarium-cobalt) đầu tiên được phát triển 20 năm trước.

Việc bổ sung từ 3-6% dysprosi (theo trọng lượng) vào hợp kim từ NdFeB tăng điểm Curie của vật nam châm và coercivity, qua đó cải thiện tính ổn định và hiệu suất ở nhiệt độ cao đồng thời giảm sự khử từ. nam châm NdFeB bây giờ là tiêu chuẩn trong các ứng dụng điện tử và xe điện lai. Các REE, bao gồm dysprosium, đã bị đẩy vào sự chú ý của giới truyền thông toàn cầu vào năm 2009 sau khi các giới hạn xuất khẩu của Trung Quốc về các nguyên tố dẫn tới sự thiếu hụt nguồn cung và sự quan tâm của các nhà đầu tư vào kim loại. Điều này dẫn đến tăng giá nhanh chóng và đầu tư đáng kể vào việc phát triển các nguồn khác.

Sản xuất

Sự chú ý của các phương tiện truyền thông gần đây quan sát sự phụ thuộc toàn cầu vào việc sản xuất REE của Trung Quốc thường nhấn mạnh thực tế rằng nước này chiếm khoảng 90% sản lượng REE toàn cầu.

Trong khi một số loại quặng, kể cả monazite và bastnasit, có thể chứa chất dysprosi, các nguồn có tỷ lệ chứa dysprosium cao nhất là đất sét hấp thụ ion của tỉnh Giang Tây, Trung Quốc và quặng xenotime ở Nam Trung Quốc và Malaysia.

Tùy thuộc vào loại quặng, cần phải sử dụng nhiều kỹ thuật thuỷ công khác nhau để trích xuất các REE riêng lẻ. Phốt bọt và rang các tinh thể là phương pháp phổ biến nhất để chiết xuất sulfat đất hiếm, một hợp chất tiền thân, do đó có thể được chế biến thông qua trao đổi ion trao đổi. Các ion xít dysprosi sau đó được ổn định với flo để hình thành chất dysprosi florua.

Dysprosi florua có thể được giảm thành các thỏi kim loại bằng cách nung nóng với canxi ở nhiệt độ cao trong nồi nấu tantali.

Sản lượng dysprosium toàn cầu được giới hạn trong khoảng 1800 tấn (chứa chất dysprosi) hàng năm. Điều này chỉ chiếm khoảng 1% lượng tinh luyện đất hiếm mỗi năm.

Các nhà sản xuất đất hiếm lớn nhất bao gồm Công ty Công nghệ cao Baotou Thép hiếm, China Minmetals Corp. và Aluminum Corp. of China (CHALCO).

Ứng dụng

Cho đến nay, người tiêu dùng lớn nhất của dysprosium là ngành công nghiệp nam châm vĩnh cửu. Những nam châm như vậy chiếm ưu thế trên thị trường động cơ kéo có hiệu suất cao được sử dụng trong xe hybrid và điện, máy phát điện tua bin gió và ổ đĩa cứng.

Nhấp vào đây để đọc thêm về các ứng dụng của dysprosi.

Nguồn:

Emsley, John.

Các khối xây dựng của thiên nhiên: Hướng dẫn A-Z cho các yếu tố

.

Nhà xuất bản Đại học Oxford; Ấn bản mới (ngày 14 tháng 9 năm 2011)

Công nghệ từ trường Arnold.

_{Vai trò quan trọng của Dysprosium trong Nam châm vĩnh cửu Hiện đại}

_{. 17 tháng 1 năm 2012. Khảo sát Địa chất Anh. Các nguyên tố đất hiếm
. Tháng 11 năm 2011.
URL: www. khoáng chất. com Kingsnorth, Giáo sư Dudley "Có thể Triều đại Trắng hiếm của Trung Quốc sống sót". Hội nghị Khoáng sản & Thị trường Công nghiệp Trung Quốc. Bài thuyết trình: 24 tháng 9 năm 2013. Theo dõi Terence trên Google+}