Metallist düsprosiumi rakendused

Püsimagnetmootorid kasutavad düsproosiumi sisaldavaid magnete. Pildi allikas: Machinedesign.com

Suurim düsprosiumi tarbija on kaugeltki püsimagnetite tööstus. Sellised magnetid domineerivad kõrgefektiivsete veotiismootorite turul, mida kasutatakse hübriid- ja elektrisõidukites, tuuleturbiini generaatorites ja kõvaketta ajamites.

Düsproosium sisaldab ligikaudu 3-6% neodüüm- raua - boori (NdFeB) magnetit (massi järgi), mida kasutatakse spetsiifilistes, tavaliselt kõrgel temperatuuril rakendustes. Sellised magnetid on kõigi hübriid- ja elektrisõidukite jaoks kriitilise tähtsusega, mis on stabiilne mitmesuguste temperatuuride juures ja vähendab magneti kaalu kuni 90%.

Alamagneti sektori nõudlus moodustab ligikaudu 90% kogu düsproosiumi aastas tarbitavast.

Alamagneti turg kasvas aastatel 2003-2008 hinnanguliselt keskmiselt umbes 13 protsendini ning prognoositakse, et see jätkub 2019. aastaks 8-10 protsendini aastas.

Magneticsmagazine.com sõnul kasvab püsimagnetite ülemaailmne müük ligikaudu 15 miljardilt USA dollarilt 2012. aastal 2019. Aastaks üle 28 miljardi USA dollari.

Vaatamata jõupingutustele kõrgsurvepõhiste magnetidel kasutatava düsprosiumi hulga vähendamiseks on see ikkagi lahutamatu osa aastas üle 80 miljoni tonni NdFeB-i magnetit.

Kuigi Düsprotsiumi sisaldavate NdFeB-magnetid on esmasel turul alternatiivenergia autod, on neid magnetid leidnud ka teistes kõrgtemperatuurilistes mootorites ja generaatorites, kaubanduslikes ja tööstuslikes generaatorites, kaasa arvatud tuuleturbiinid, elektrilised jalgrattad ja energiasalvestussüsteemid, maglevi rong süsteemid, gabariidid, releed ja lülitid, magnetseparaatorid, andurid, MRI-d ja magnetilised külmutusseadmed mitmesugustes muudes rakendustes.

Euroopa Komisjoni kriitiliste energiatehnoloogiate jaoks vajalike materjalide uuringute kohaselt suureneb nõudlus düsprosiumi järele 2020. aastaks, keskmiselt 9 protsendi aastane kasvumäär. Lõppkokkuvõttes prognoosib grupp, et see põhjustab kümne aasta lõpuks pakkumise puudujäägi 23 protsenti.

Pärast haruldaste muldmetallide pakkumise puudujääki, mis tõid 2010. ja 2011. aastaks nende elementide hinnatõusu, on paljud organisatsioonid, sealhulgas USA energeetikaministeerium (DOE), ennustanud düsprosiumi eelseisvat puudujääki. Ühe tulemusena on tehtud jõupingutusi selliste kõrgekvaliteediliste püsimagnete ja nende magnetidest sõltuvate süsteemide ümberkujundamiseks, et vähendada vajalikku düsprosiumi kogust.

2012. aastal teatas Toshiba düsprosiumi vaba samariumi- koobalti kõrge temperatuuriga magnetite arendamisest.

Muud düsprosiumirakendused hõlmavad terfenool-D keraamilist sulamist (see tähendab "D" tähistab). Terfenool-D, mis sisaldab ka rauda ja terbiumit, on kasutatud andurites, mehaanilistes resonaatorites ja täppis-vedelkütuse pihustites.

Düsprodiiumoksiid- nikkelmetermaterjalid on osutunud kõrge neutronkiirguse neeldumisratasteks.

Miks see on tähtis? Noh, tuumaenergia reaktorid vajavad selliseid omadusi omavat materjali, et teha juhtnöörid neutronite neelamiseks ja tuumaenergia reageerimise protsessi jahutamiseks. Tähtis on see, et metallkeraamika ei paisuks neutraalse pommitamise ajal ega lepiks kokku, kuigi see muudab kuju magnetväljas.

Erinevate keemiliste reaktsioonide uurimiseks kasutatakse raadiumiallikana düsprosiumi-kaadmiumi halogeniide.

Vahepeal kasutatakse dünaamikana dünaamikat elektroonikatööstuses kasutatavates eriotstarbelistes kondensaatorites.

Haruldaste muldade võime magnetiseerida muudab selle ideaalseks ka kõvaketta komponentide ja muude andmete säilitamiseks.

Halogeniidlampide ja lasermaterjalid, mis sisaldavad düsprosiumi jodiidi (DyI3) kasutatavat düsprosiumi ja vanaadiumi, tekitavad väga intensiivset valget valgust.

Düsprosiumi abil leotatud kaltsiumsulfaati ja kaltsiumfluoriidi kristalle võib kasutada doseerimissüsteemides, spetsiaalsetes tööriistades ioniseeriva kiirguse mõõtmiseks. Seda seetõttu, et düsproosium hõõgub materjali kiirguse suhtes. Luminestsentsi tase näitab kiirguse ümbritsevat taset.

Lõpuks on näidatud, et teatud düsproosiumühendite nanofiibril on suur pindala ja need on äärmiselt tugevad.

Need omadused võivad muuta need sobivaks katalüsaatorite koostisosade või suure tugevusega, korrosioonikindlate rakendustega.

Allikad

Arnold Magnetic Technologies. Düsprosiumi tähtis roll kaasaegsetel püsimagnetidel . 17. jaanuar 2012.
Kingsnorth, prof. Dudley. "Kas Hiina haruldaste muldade dünastia võib ellu jääda?" Hiina tööstusliku mineraalide ja turgude konverents. Esitlus: 24. september 2013.