Dysprosiumin suurin kuluttaja

Dysprosiumin suurin kuluttaja on pitkälti kestomagneettiteollisuus. Tällaiset magneetit hallitsevat hybridi- ja sähköajoneuvoissa, tuuliturbiinigeneraattoreissa ja kovalevyissä käytettävien tehokkaiden vetomoottoreiden markkinoilla.

Dysprosium käsittää noin 3 - 6 prosenttia neodyymi-rauta-boorista (NdFeB) magneetteja (painon mukaan), joita käytetään erityisissä, tavallisesti korkeissa lämpötiloissa. Se on vakaa lämpötila-alueella ja pienentää magneettin painoa jopa 90 prosentilla. Tällaiset magneetit ovat kriittisiä kaikille hybridi- ja sähköajoneuvoille.

Kestomagneettisektorin kysyntä muodostaa arviolta 90 prosenttia kulutetusta dysprosiumista vuosittain.

Kestomagneettimarkkinat kasvoivat keskimäärin noin 13 prosentin keskimääräisellä nopeudella vuosien 2003 ja 2008 välillä, ja sen ennustetaan kasvavan edelleen 8-10 prosenttia vuodessa vuoteen 2019 mennessä.

Magneticsmagazinen mukaan. com, kestomagneettien maailmanlaajuisen myynnin arvioidaan kasvavan noin 15 miljardista dollarista vuonna 2012 yli 28 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuoteen 2019 mennessä.

Huolimatta pyrkimyksistä vähentää korkean lämpötilan kestomagneeteissa käytettävän dysprosiumin määrää on edelleen joka on kiinteä osa vuosittain maailmanlaajuisesti tuotettua noin 80 metrin tonnia NdFeB-magneetteja.

Ja vaikka dysprosiumia sisältävien NdFeB-magneettien ensisijaiset markkinat ovat vaihtoehtoisia energia-autoja, nämä magneetit löytyvät myös muista korkean lämpötilan moottoreista ja generaattoreista, kaupallisista ja teollisista generaattoreista, mukaan lukien tuuliturbiinit, sähköpolkupyörät ja energian varastointilaitteet maglev-junajärjestelmät, mittarit, releet ja kytkimet, magneettiset erotustyökalut, anturit, magneettikentät ja magneettiset jäähdytysyksiköt eri sovellusten joukossa.

Euroopan komission kriittisiin energiatekniikoihin tarvittavista materiaaleista tekemän tutkimuksen mukaan dysprosiumin kysyntä kaksinkertaistuu vuoteen 2020 mennessä, keskimäärin 9 prosentin vuotuisella kasvuvauhdilla. Loppujen lopuksi ryhmä ennustaa, että tämä johtaa 23 prosentin tarjonnan vähenemiseen vuoden loppuun mennessä.

Useiden organisaatioiden, mukaan lukien Yhdysvaltain energiaministeriö (DOE), ennustivat tulevan pulssin dysprosiumia harvinaisten maametallien toimitusvarmuuden vuoksi, joka johti näiden elementtien hintojen nousuun vuosina 2010 ja 2011. Tämän seurauksena on pyritty suunnittelemaan korkean lämpötilan kestomagneetteja ja tällaisista magneeteista riippuvia järjestelmiä vähentämään tarvittavan dysprosiumin määrää.

Vuonna 2012 Toshiba ilmoitti kehittämästä dysprosium-free samarium-koboltti korkean lämpötilan magneetteja.

Muita dysprosium-käyttökohteita ovat terferoli-D-kermettiseos (joka tarkoittaa sitä, mitä D tarkoittaa). Terfenoli-D: tä, joka sisältää myös rautaa ja terbiumia, on käytetty muuntimia, mekaanisia resonaattoreita ja tarkkoja nestemäisten polttoaineiden injektoreita.

Dysprodium-oksidi-nikkelikermeillä on osoitettu olevan korkea lämpö-neutronin imeytymispoikkileikkaus.

Miksi tämä on tärkeää? No, ydinreaktorit tarvitsevat materiaalia, jolla on tällaiset ominaisuudet, jotta saataisiin säätösauvat neutronien absorboimiseksi ja siten ydinreaktioprosessin jäähdyttämiseksi. Merkittävää on, että kermetit eivät turpoja tai sopimusta neutronipommituksen aikana, vaikka ne muuttavat muotoa magneettikentässä.

Radiumin lähteenä käytetään dysprosium-kadmiumkalkogeenejä erilaisten kemiallisten reaktioiden tutkimiseen.

Dysprosiumoksidia käytetään sen sijaan lisäaineena erikoistuneissa kondensaattoreissa elektroniikkateollisuudelle.

Harvinaisten maametallien kyky magnetisoida tekee siitä ihanteellisen myös kiintolevyjen ja muiden tietojen tallentamiseen.

Halidipurkauslamput ja laser-aineet, jotka yhdistävät dysprosium ja vanadiini, jotka käyttävät dysprosiumjodidia (DyI3), tuottavat erittäin voimakkaan, valkoisen valon.

Kalsiumsulfaatti- ja kalsiumfluoridikiteitä, jotka on doprofioitu dysprosiumilla, voidaan käyttää annosmittareissa, erikoistuneita välineitä ionisoivan säteilyn mittaamiseen. Tämä johtuu siitä, että dysprosium hehkuu, kun materiaali altistuu säteilylle. Lumensointitaso osoittaa ympäröivän säteilyn tason.

Lopuksi, joidenkin dysprosiumyhdisteiden nanofibrilla on osoitettu olevan suuri pinta-ala ja erittäin voimakas.

Nämä ominaisuudet voivat tehdä ne sopiviksi katalysaattoreiden ainesosille tai voimakkaille, korroosionkestäville sovelluksille.

Lähteet

Arnold Magnetic Technologies. Dysprosiumin tärkeä rooli nykyaikaisissa pysyväismagneereissa . 17 tammikuu 2012.
Kingsnorth, Prof. Dudley "Voiko Kiinan harvinainen maasto-dynastiikka selviytyä". Kiinan Industrial Minerals & Markets -konferenssi. Esitys: 24. syyskuuta 2013.