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ジスプロシウム金属は、永久磁石に常磁性および高温耐久性のために使用される柔らかく光沢のある銀希土類元素(REE)です。
プロパティ
- 原子シンボル:Dy
- 原子番号:66
- 要素カテゴリー:ランタニド金属
- 原子重量:162.50
- 融点:1412℃
- 沸点:2567℃
- 密度:8.551g / cm 3
- ビッカース硬さ:540MPa
特性
周囲温度で空気中で比較的安定であるが、ジスプロシウム金属は冷水と反応し、酸と接触して急速に溶解する。
しかしながら、フッ化水素酸中では、重希土類金属はフッ化ディスプロシウム(DyF 3 )の保護層を形成する。
柔らかい銀色の金属の主な用途は永久磁石です。 これは、純粋なジスプロシウムが-93 ° C(-136 ° F)を超えると強磁性であることから、広範囲の温度で磁場に引き寄せられているためです。
ホルムウムとともに、ジスプロシウムは、あらゆる元素の最も高い磁気モーメント(磁場の影響を受ける引っ張りの強さおよび方向)も有する。
ジスプロシウムの高融点温度および中性子吸収断面積はまた、核制御棒に使用することを可能にする。
ジスプロシウムはスパークさせることなく機械加工するが、純金属または構造合金として商業的には使用されていない。
他のランタニド(または希土類)元素と同様に、ジスプロシウムは他の希土類元素と鉱物本体で最もよく結合する。
歴史
フランスの化学者Paul-Emile Lecoq de Boisbadranは、1886年に酸化ジルコニウムを分析しながら、ジスプロシウムを独立した元素として初めて認識しました。
REEsの親密な性質を反映して、de Boisbaudranは当初不純な酸化イットリウムを調査していました。そこから酸とアンモニアを使ってエルビウムとテルビウムを取り出しました。
酸化エルビウム自体は、ホルミウムとツリウムの2つの元素を含んでいることが判明した。
Boisbaudranが自宅で働いていたので、要素はロシアの人形のように自分自身を明らかにし始め、32の酸配列と26のアンモニア沈殿の後、de Boisbaudranは独特な要素としてジスプロシウムを特定することができました。 彼はギリシア語のディスプロシトスの後に新しい要素を命名した。
1906年にGeorges Urbainによってより純粋な形態の元素が調製されたが、1950年までは純粋な形態の元素(現在の基準による)は、Frank Harold Speddingによるio-希土類研究のパイオニア、エイムス研究所の彼のチーム。
エイムズ研究所と海軍兵士研究所は、ジスプロシウムTerfenol-Dの最初の主な用途の1つを発展させる中心でした。 磁歪材料は、1970年代に研究され、海軍ソナー、磁気機械センサ、アクチュエータ、トランスデューサでの使用のために1980年代に商品化されました。
ジスプロシウムの永久磁石での使用は、1980年代にネオジム - 鉄 - ホウ素 (NdFeB)磁石が生成されて成長しました。 ゼネラル・モーターズと住友金属の研究では、20年前に開発された永久磁石(サマリウム・コバルト )のより強力で安価な磁石の開発につながった。
ジスプロシウム(重量比)をNdFeB磁性合金に3~6%添加すると、磁石のキュリー点および保磁力が増加し、高温での安定性および性能が改善され、減磁も低減する。
NdFeB磁石は、現在、電子用途およびハイブリッド電気自動車の標準である。
ジスプロシウムを含むREEsは、要素の中国の輸出の制限が金属への不足と投資家の関心を供給するために導かれた後、2009年に世界のメディアの注目に突入した。 これは、急速に価格が上昇し、代替供給源の開発に多額の投資が行われました。
製造
中国のREE生産に世界的に依存している最近のメディアの注目は、その国が世界のREE生産のおよそ90%を占めているという事実を際立たせている。
モナザイトおよびバストネサイトを含むいくつかの鉱石タイプはジスプロシウムを含むことがあるが、含有ジスプロシウムの割合が最も高い供給源は中国江西省のイオン吸着クレーおよび中国南部およびマレーシアのゼノタイム鉱石である。
鉱石の種類に応じて、個々のREEを抽出するために様々な乾式冶金技術を使用しなければならない。 フロスト浮選および濃縮物の焙焼は、イオン交換置換によって最終的に処理することができる前駆化合物である希土類硫酸塩を抽出する最も一般的な方法である。 得られたジスプロシウムイオンは、フッ素で安定化されてフッ化ジスプロシウムを形成する。
ジスプロシウムフッ化物は、タンタルるつぼ内の高温でカルシウムと共に加熱することによって金属インゴットに還元することができる。
ジスプロシウムの世界的生産は、年間約1800メートルトン(ジスプロシウムを含む)に制限されている。 これは毎年精製されたすべての希土類の約1%しか占めていません。
中国最大の希土類生産会社は、バトゥー鉄希土類ハイテク、チャイナミンメタルズ、中国のアルミ(CHALCO)などです。
アプリケーション
ジスプロシウムの最大の消費者は永久磁石産業である。 このような磁石は、ハイブリッドおよび電気自動車、風力タービン発電機およびハードディスクドライブに使用される高効率トラクションモーターの市場を支配しています。
ジスプロシウムのアプリケーションの詳細については、 ここをクリックしてください。
ソース:
エムズリー、ジョン Nature's Building Blocks:アマゾンの詳細ページへ
Oxford University Press; 新版版(2011年9月14日)
アーノルド磁気技術。 最近の永久磁石におけるジスプロシウムの重要な役割 。 2012年1月17日
英国地質調査。 希土類元素 。 2011年11月
URL:www.mineralsuk.com
Kingsnorth、Dudley教授。 "中国の希土類は生き残れますか?" 中国の産業鉱物・市場会議。 プレゼンテーション:2013年9月24日。
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