Aplikace kovového dysprosia

Zdá se, že největším spotřebitelem dysprosia je průmysl permanentních magnetů. Takové magnety dominují na trhu s vysoce účinnými trakčními motory, které se používají v hybridních a elektrických vozidlech, generátorech větrných turbín a pevných discích.

Dysprosium obsahuje asi 3 až 6 procent magnetů neodymu-železo-bor (NdFeB) (hmotnostně) používaných při specifických aplikacích obvykle s vysokou teplotou. Díky stabilitě v rozmezí teplot a snížení hmotnosti magnetu až o 90% jsou takové magnety rozhodující pro všechny hybridní a elektrické vozy.

Poptávka z odvětví permanentních magnetů představuje přibližně 90 procent veškerého spotřebovaného dysprosia ročně.

Trh s permanentními magnety vzrostl v letech 2003 až 2008 o odhadovanou průměrnou sazbu kolem 13 procent a předpokládá se, že do roku 2019 bude pokračovat v růstu o 8 až 10 procent ročně.

Podle společnosti Magneticsmagazine. com se odhaduje, že celosvětový prodej permanentních magnetů vzroste z přibližně 15 miliard USD v roce 2012 na více než 28 miliard dolarů do roku 2019. Navzdory úsilí snížit množství dysprosia používaného u permanentních magnetů s vysokou teplotou je stále nedílnou součástí zhruba 80 metrických tun NdFeB magnetů vyráběných po celém světě každý rok.

A zatímco primární trh s magnety NdFeB obsahujícími dysprosium jsou alternativními energetickými automobily, lze tyto magnety nalézt i v jiných vysokoteplotních motorech a generátorech, komerčních a průmyslových generátorech, včetně větrných turbín, elektrických jízdních kol a systémů pro skladování energie , maglevové vlakové systémy, měřidla, relé a spínače, magnetické separační nástroje, snímače, MRI a magnetické chladicí jednotky mezi různými dalšími aplikacemi.

Podle průzkumu provedeného Evropskou komisí o materiálech potřebných pro kritické energetické technologie se poptávka po dysprosiu do roku 2020 zdvojnásobí, což představuje průměrnou roční míru růstu 9%. Skupina nakonec předpovídá, že do konce dekády dojde k 23 procentnímu poklesu nabídky.

Po nedostatku dodávek vzácných zemin, který v letech 2010 a 2011 vedl k růstu cen těchto prvků na obloze, mnoho organizací, včetně ministerstva energetiky USA (DOE), předpovídalo hrozící nedostatek dysprosia. Jedním z výsledků je úsilí o rekonstrukci vysokoteplotních permanentních magnetů a systémů závislých na takových magnetích, aby se snížilo množství požadovaného dysprosia.

V roce 2012 společnost Toshiba oznámila vývoj vysokotepelných magnetů samarium-kobalt bez dysprosia.

Další aplikace pro dysprosium zahrnují cermetovou slitinu Terfenol-D (to znamená "D"). Terfenol-D, který také obsahuje železo a terbium, byl používán v převodnících, mechanických rezonátorech a přesných injektorech kapalných paliv.

Bylo prokázáno, že dysprodio-oxid-niklové cermety mají vysoký průřez absorpcí tepelně neutrony.

Proč je to důležité? Nukleární reaktory potřebují materiál s takovými vlastnostmi, aby vytvořili řídicí tyče pro absorpci neutronů a tím ochlazování jaderného reakčního procesu. Důležité je, že cermety se ani nenulují, ani se nesmí střídat při bombardování neutrony, přestože změní tvar uvnitř magnetického pole.

Jako zdroj radiu se používají chalkogenidy dysprosium-kadmium, které se používají ke studiu různých chemických reakcí.

Oxid dysprosia se mezitím používá jako dopant ve specializovaných kondenzátorech pro elektronický průmysl.

Schopnost vzácných zemin být magnetizována je také ideální pro komponenty na pevných discích a jiných úložištích dat.

Halidové výbojky a laserové materiály, které kombinují dysprosium a vanad, které využívají jodidu dysprosia (DyI3), produkují velmi intenzivní bílé světlo.

Krystaly síranu vápenatého a fluoridu vápenatého, které jsou dotovány dysprosiem, lze použít v dozimetrech, specializovaných nástrojích pro měření ionizujícího záření. Je to proto, že dysprosium bude svítit, když je materiál vystaven záření. Úroveň luminiscence indikuje okolní úroveň záření.

Nakonec se ukázalo, že nanovlákna některých sloučenin dysprosia mají velkou plochu a jsou extrémně silné.

Tyto vlastnosti mohou činit tyto materiály vhodné pro katalytické složky nebo pro aplikace s vysokou pevností a odolností proti korozi.

Zdroje

Arnold Magnetic Technologies.

Důležitá role dysprosia v moderních trvalých magnetech . 17. ledna 2012. Kingsnorth, prof. Dudley. "Může přežít dynastie Číňanů vzácných zemin". Konference o průmyslových nerostných surovinách a trzích v Číně. Prezentace: 24. září 2013.