تعرف على Dysprosium والتاريخ والإنتاج والتطبيقات

معدن Dysprosium من الفضة اللامعة اللامعة عنصر الأرض النادرة (REE) المستخدمة في المغناطيس الدائم بسبب قوته المغناطيسية ومتانة درجات الحرارة العالية.

• الرمز الذري: Dy
• الرقم الذري: 66
• عنصر الفئة: معدن اللانثينيد
• الوزن الذري: 162.50
• نقطة الانصهار: 1412 درجة مئوية
• درجة الغليان: 2567 درجة مئوية
• الكثافة: 8.551 جم / سم³
• صلابة فيكرز: 540 ميجا باسكال

على الرغم من استقراره نسبيًا في الهواء في درجات الحرارة المحيطة ، فإن معدن الديسبروسيوم سيتفاعل مع الماء البارد ويذوب سريعًا عند ملامسة الأحماض. ومع ذلك ، في حمض الهيدروفلوريك ، سيشكل المعدن الأرضي النادر الثقيل طبقة واقية من فلوريد الديسبروسيوم (DyF₃).

التطبيق الرئيسي للمعدن الناعم ذو اللون الفضي في مغناطيس دائم. هذا يرجع إلى حقيقة أن الديسبروسيوم النقي هو فوق مغناطيسي بقوة فوق -93°ج (-136°و) ، بمعنى أنه ينجذب إليها مغناطيسي الحقول ضمن مجموعة واسعة من درجات الحرارة.

إلى جانب الهولميوم ، يمتلك الديسبروسيوم أيضًا أعلى عزم مغناطيسي (قوة واتجاه السحب الناتج عن المجال المغناطيسي) لأي عنصر.

كما تسمح درجة حرارة الانصهار العالية للديسبروسيوم والمقطع العرضي لامتصاص النيوترونات باستخدامه في قضبان التحكم النووية.

في حين أن الديسبروسيوم سيتم تصنيعه بدون شرارة ، فإنه لا يستخدم تجاريًا كمعدن نقي أو في البناء سبائك.

مثل عناصر اللانثينيد الأخرى (أو الأرضية النادرة) ، غالبًا ما يرتبط الديسبروسيوم بشكل طبيعي في أجسام خام بعناصر أرضية نادرة أخرى.

اعترف الكيميائي الفرنسي Paul-Emile Lecoq de Boisbadran لأول مرة بالديسبروسيوم كعنصر مستقل في عام 1886 بينما كان يحلل أكسيد الإربيوم.

يعكس الطبيعة الحميمة لـ REEs ، كان de Boisbaudran يبحث في البداية عن أكسيد الإيتريوم النجس ، الذي استنبط منه الإربيوم والتيربيوم باستخدام الحمض والأمونيا. تم العثور على أكسيد الإربيوم نفسه ، الذي يحتوي على عنصرين آخرين ، الهولميوم والثوليوم.

بينما عمل دي بويسبودران بعيدًا في منزله ، بدأت العناصر تكشف عن نفسها مثل الدمى الروسية ، وبعد ذلك 32 تسلسل حمض و 26 ترسبات الأمونيا ، تمكن دي Boisbaudran من تحديد الديسبروسيوم كعنصر فريد. سمى العنصر الجديد بعد الكلمة اليونانية ديسبروسيتوس، تعني "صعوبة الحصول عليها".

تم إعداد أشكال أكثر نقاء للعنصر في عام 1906 من قبل جورج أوربين ، بينما شكل نقي (بحلول اليوم لم يتم إنتاج معايير) العنصر حتى عام 1950 ، بعد تطوير فصل التبادل الأيوني و علم المعادن تقنيات الحد من قبل فرانك هارولد سبيدنج ، رائد أبحاث الأرض النادرة وفريقه في مختبر أميس.

كان معمل أميس ، جنبًا إلى جنب مع مختبر الذخائر البحرية ، مركزًا أيضًا في تطوير أحد الاستخدامات الرئيسية الأولى للديسبروسيوم ، Terfenol-D. تم البحث عن المواد المحصنة المغناطيسية خلال السبعينيات وتم تسويقها تجاريًا في الثمانينيات لاستخدامها في السونار البحري وأجهزة الاستشعار المغناطيسية الميكانيكية والمحركات والمحولات.

نما استخدام الديسبروسيوم في المغناطيس الدائم أيضًا مع إنشاء النيوديميوم-حديد-البورون (ندفيب) مغناطيسات في الثمانينيات. أدى البحث الذي أجرته شركة جنرال موتورز وسوميتومو سبيشال ميتالز إلى إنشاء هذه الإصدارات الأقوى والأرخص من الإصدار الأول الدائم (السماريوم-الكوبالت) مغناطيس ، تم تطويره قبل 20 عامًا.

إضافة ما بين 3 إلى 6 بالمائة من الديسبروسيوم (بالوزن) إلى سبائك NdFeB المغناطيسية تزيد من كوري المغناطيس نقطة والإكراه ، وبالتالي تحسين الاستقرار والأداء في درجات الحرارة العالية مع تقليل أيضا إزالة المغنطة.

تعد مغناطيسات NdFeB الآن المعيار في التطبيقات الإلكترونية والسيارات الكهربائية الهجينة.

تم دفع REEs ، بما في ذلك الديسبروسيوم ، إلى دائرة الضوء في وسائل الإعلام العالمية في عام 2009 بعد أن أدت القيود المفروضة على الصادرات الصينية للعناصر إلى نقص المعروض واهتمام المستثمرين بالمعادن. وأدى ذلك بدوره إلى ارتفاع الأسعار بسرعة واستثمارات كبيرة في تطوير مصادر بديلة.

غالبًا ما يسلط الاهتمام الإعلامي الأخير بفحص الاعتماد العالمي على إنتاج الطاقة المتجددة في الصين الضوء على حقيقة أن الدولة تمثل ما يقرب من 90 ٪ من إنتاج الطاقة المتجددة في العالم.

في حين أن عددًا من أنواع الخام ، بما في ذلك monazite و bastnasite ، قد تحتوي على dysprosium ، فإن المصادر ذات أعلى نسبة النسبة المئوية للديسبروسيوم المحتوي هي الطين الامتزاز الأيوني لمقاطعة جيانغشي ، الصين وخامات xenotime في جنوب الصين و ماليزيا.

اعتمادًا على نوع الركاز ، يجب استخدام مجموعة متنوعة من تقنيات المعادن المائية من أجل استخلاص خلايا الطاقة المتجددة الفردية. تعويم الرغوة وتحميصها المركزات هي الطريقة الأكثر شيوعًا لاستخراج كبريتات الأرض النادرة ، مركب السلائف الذي يمكن معالجته بالتالي عن طريق التبادل الأيوني الإزاحة. يتم بعد ذلك تثبيت أيونات الديسبروسيوم الناتجة بالفلور لتشكيل فلوريد الديسبروسيوم.

يمكن اختزال فلوريد الديسبروسيوم في سبائك معدنية عن طريق التسخين بالكالسيوم في درجات حرارة عالية في بوتقة التنتالوم.

يقتصر الإنتاج العالمي من الديسبروسيوم على حوالي 1800 طن متري (الديسبروسيوم المحتوي) سنويًا. وهذا يمثل حوالي 1 في المائة فقط من جميع الأراضي النادرة المكررة كل عام.

ومن أكبر منتجي الأرض النادرة شركة باوتو ستيل للأرض النادرة للتكنولوجيا الفائقة وشركة تشاينا مينميتالز كوربوريشن وشركة ألمنيوم كورب. الصين (شالكو).

حتى الآن ، أكبر مستهلك للديسبروسيوم هو صناعة المغناطيس الدائم. تهيمن مثل هذه المغناطيس على السوق لمحركات الجر عالية الكفاءة التي تستخدم في السيارات الهجينة والكهربائية ومولدات توربينات الرياح ومحركات الأقراص الصلبة.

انقر هنا لقراءة المزيد عن تطبيقات الديسبروسيوم.

_مصادر:

_{إمسلي ، جون. كتل بناء الطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر.
مطبعة جامعة أكسفورد؛ إصدار الطبعة الجديدة (سبتمبر 14 2011)
تقنيات أرنولد المغناطيسية. الدور المهم للديسبروسيوم في المغناطيس الدائم الحديث. 17 يناير 2012.
المسح الجيولوجي البريطاني. العناصر الأرضية النادرة. نوفمبر 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth ، الأستاذ دادلي. "هل تستطيع أسرة الصين النادرة البقاء على قيد الحياة". مؤتمر المعادن والأسواق الصناعية في الصين. عرض تقديمي: 24 سبتمبر 2013.}

_{اتبع تيرينس على Google+}