การประยุกต์ใช้โลหะ Dysprosium

มอเตอร์แม่เหล็กถาวรช่วยในการใช้แม่เหล็กที่มีสสารที่มีไดโพรโพลียม แหล่งที่มาของภาพ: Machinedesign.com

โดยไกลผู้บริโภคที่ใหญ่ที่สุดของ dysprosium เป็นอุตสาหกรรม แม่เหล็ก ถาวร แม่เหล็กดังกล่าวครองตลาดมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้ากังหันลมผลิตและฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์

Dysprosium มีส่วนประกอบของแม่เหล็ก neodymium- iron - boron (NdFeB) ประมาณ 3 ถึง 6 เปอร์เซ็นต์ (โดยน้ำหนัก) ที่ใช้เฉพาะในอุณหภูมิสูงโดยเฉพาะการใช้งาน มีเสถียรภาพในช่วงอุณหภูมิและลดน้ำหนักแม่เหล็กได้สูงสุด 90 เปอร์เซ็นต์แม่เหล็กชนิดนี้มีความสำคัญต่อรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้าทั้งหมด

ความต้องการจากภาคแม่เหล็กถาวรคิดเป็นประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของ dysprosium ที่บริโภคทุกปี

ตลาดแม่เหล็กถาวรขยายตัวที่อัตราเฉลี่ยประมาณประมาณร้อยละ 13 ระหว่างปี 2003 ถึงปี 2008 และคาดว่าจะขยายตัวต่อเนื่องระหว่าง 8 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ต่อปีจนถึงปีพ. ศ. 2562

Magneticsmagazine.com กล่าวว่ายอดขายทั่วโลกของแม่เหล็กถาวรจะเพิ่มขึ้นจากประมาณ 15 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี 2012 เป็นกว่า 28 พันล้านเหรียญสหรัฐภายในปีพ. ศ. 2562

แม้จะมีความพยายามที่จะลดปริมาณ dysprosium ที่ใช้ในแม่เหล็กถาวรที่อุณหภูมิสูง แต่ก็ยังคงเป็นส่วนสำคัญของการผลิตแม่เหล็ก NdFeB ประมาณ 80 เมตริกตันที่ผลิตขึ้นทั่วโลกในแต่ละปี

และในขณะที่ตลาดหลักสำหรับแม่เหล็กที่มีสสารที่ประกอบด้วยไดรฟ์ซึ่งมีตัว NdFeB เป็นตัวขับเคลื่อนพลังงานทดแทนแม่เหล็กเหล่านี้สามารถพบได้ในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูงอื่น ๆ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมรวมถึงกังหันลมจักรยานไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงาน maglev train ระบบเครื่องวัดรีเลย์และสวิทช์เครื่องมือแยกแม่เหล็กเซ็นเซอร์ MRIs และหน่วยทำความเย็นแบบแม่เหล็กในระหว่างโปรแกรมประยุกต์อื่น ๆ

ตามการวิจัยที่ดำเนินการเป็นวัสดุที่จำเป็นสำหรับเทคโนโลยีพลังงานที่สำคัญโดยคณะกรรมาธิการยุโรปความต้องการดิสโพรเซียมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2563 โดยเฉลี่ยอัตราการเติบโตปีละ 9 เปอร์เซ็นต์ ในท้ายที่สุดกลุ่มคาดการณ์ว่าเรื่องนี้จะนำไปสู่การขาดแคลนอุปทาน 23 เปอร์เซ็นต์ภายในสิ้นทศวรรษ

หลังจากการขาดแคลนอุปทานของแผ่นดินที่หายากซึ่งส่งผลให้ราคาองค์ประกอบเหล่านี้พุ่งสูงขึ้นในปีพ. ศ. 2553 และ พ.ศ. 2554 องค์กรหลายแห่งรวมทั้งกระทรวงพลังงานสหรัฐฯได้คาดการณ์ว่าจะมีปัญหาการขาดแคลน dysprosium ผลที่ได้จากการทดลองนี้คือการออกแบบใหม่ของแม่เหล็กถาวรอุณหภูมิสูงและระบบขึ้นอยู่กับแม่เหล็กดังกล่าวเพื่อลดปริมาณของ dysprosium ที่ต้องการ

ในปีพ. ศ. 2555 โตชิบาได้ประกาศการพัฒนาอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูงแบบ samara - โคบอลต์ แบบไม่ใช้สตรูฮีม

แอพพลิเคชันอื่น ๆ สำหรับ dysprosium รวมอยู่ใน โลหะผสม cermet Terfenol-D (นั่นคือสิ่งที่ "D" หมายถึง) Terfenol-D ซึ่งมีธาตุเหล็กและเทอร์บิวรีได้ถูกนำมาใช้ในตัวแปลงสัญญาณเครื่อง resonator เชิงกลและหัวฉีดเชื้อเพลิงเหลวที่มีความแม่นยำ

ไดซ์สปอร์ - ออกไซด์ - นิเกิล cermets ได้รับการพิสูจน์ว่ามีการดูดกลืนความร้อนสูง - นิวตรอนหน้าตัด

เหตุใดจึงสำคัญ? ดีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำเป็นต้องมีวัสดุที่มีคุณสมบัติดังกล่าวเพื่อให้แกนควบคุมสำหรับการดูดซับนิวตรอนและทำให้เย็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ สิ่งสำคัญคือ cermets ไม่บวมหรือหดตัวภายใต้การทิ้งระเบิดนิวตรอนแม้ว่ามันจะเปลี่ยนรูปร่างภายในสนามแม่เหล็ก

ใช้เป็นแหล่งกำเนิดของเรเดียมคลอโรมีเทนแคดเมียมในร่างกายเพื่อศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกัน

ขณะนี้ Dysprosium Oxide ใช้เป็นตัวเจือปนในตัวเก็บประจุเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

ความสามารถในการทำให้แผ่นดินถดถอยสามารถทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบในฮาร์ดดิสก์และข้อมูลอื่น ๆ ที่จัดเก็บได้

โคมไฟปลดประจำการและวัสดุเลเซอร์ที่รวมดิสโพรเซียมและวาเนเดียมที่ทำให้การใช้สารไดออกไซด์ไอโอดีน (DyI3) ทำให้เกิดแสงสีขาวที่รุนแรงมาก

แคลเซียมซัลเฟตและแคลเซียมฟลูออไรด์คริสตัลที่เจือด้วย dysprosium สามารถใช้ใน dosimeters เครื่องมือพิเศษสำหรับการวัดรังสีรังสี เนื่องจากสมรรถนะของดิสโพรเซียมจะเรืองแสงเมื่อวัสดุสัมผัสกับรังสี ระดับการเรืองแสงแสดงระดับรังสีโดยรอบ

ในที่สุด nanofibers ของสารประกอบ dysprosium บางชนิดแสดงให้เห็นว่ามีพื้นที่ผิวที่ใหญ่และแข็งแรงมาก

คุณสมบัติเหล่านี้อาจทำให้เหมาะสำหรับส่วนผสมของตัวเร่งปฏิกิริยาหรือความแข็งแรงสูง การ ใช้งานที่ทนทานต่อ การกัดกร่อน

แหล่งที่มา

Arnold Magnetic Technologies บทบาทสำคัญของ Dysprosium ในแม่เหล็กถาวรสมัยใหม่ 17 มกราคม 2012
Kingsnorth ศาสตราจารย์ดัดลีย์ "ราชอาณาจักรของราชอาณาจักรที่หายากของจีนสามารถมีชีวิตรอดได้หรือไม่" การประชุม Minerals อุตสาหกรรมและตลาดของจีน งานนำเสนอ: 24 กันยายน 2013