Aplikace kovového dysprosia

Motory s permanentními magnety využívají magnety obsahující dysprosium. Zdroj obrázku: Machinedesign.com

Zdánlivě největším spotřebitelem dysprosia je průmysl permanentních magnetů . Takové magnety dominují na trhu s vysoce účinnými trakčními motory, které se používají v hybridních a elektrických vozidlech, generátorech větrných turbín a pevných discích.

Dysprosium obsahuje asi 3 až 6 procent magnetů neodymu, železa a bóru (NdFeB) (hmotnostně), které se používají při specifických aplikacích obvykle s vysokou teplotou. Díky stabilitě v rozmezí teplot a snížení hmotnosti magnetu až o 90% jsou takové magnety rozhodující pro všechny hybridní a elektrické vozy.

Poptávka z odvětví permanentních magnetů představuje přibližně 90 procent všech spotřebovaných dysprosií ročně.

Trh s permanentními magnety vzrostl v odhadované průměrné sazbě přibližně 13 procent mezi roky 2003 a 2008 a předpokládá se, že do roku 2019 bude pokračovat v růstu o 8 až 10 procent ročně.

Podle Magneticsmagazine.com se celosvětový prodej permanentních magnetů odhaduje z přibližně 15 miliard amerických dolarů v roce 2012 na více než 28 miliard dolarů do roku 2019.

Navzdory úsilí snížit množství dysprosia používaného u vysokoteplotních permanentních magnetů je stále nedílnou součástí zhruba 80 metrických tun NdFeB magnetů vyráběných po celém světě každý rok.

A zatímco primární trh s magnety NdFeB obsahujícími dysprosium jsou alternativními energetickými automobily, lze tyto magnety nalézt i v jiných vysokoteplotních motorech a generátorech, komerčních a průmyslových generátorech, včetně větrných turbín, elektrických jízdních kol a systémů pro ukládání energie, systémy, měřidla, relé a spínače, magnetické separační nástroje, snímače, MRI a magnetické chladicí jednotky mezi různými dalšími aplikacemi.

Podle průzkumu provedeného Evropskou komisí o materiálech potřebných pro kritické energetické technologie se poptávka po dysprosiu do roku 2020 zdvojnásobí, přičemž průměrná roční míra růstu činí 9 procent. Skupina nakonec předpovídá, že do konce dekády dojde k 23 procentnímu poklesu nabídky.

Po nedostatku dodávek vzácných zemin, který v letech 2010 a 2011 vedl k růstu cen těchto prvků na obloze, mnoho organizací, včetně Ministerstva energetiky USA (DOE), předpovídalo hrozící nedostatek dysprosia. Jedním z výsledků je úsilí o rekonstrukci vysokoteplotních permanentních magnetů a systémů závislých na takových magnetích, aby se snížilo množství požadovaného dysprosia.

V roce 2012 společnost Toshiba oznámila vývoj vysokotepelných magnetů samarium- kobalt bez dysprosia.

Další aplikace pro dysprosium zahrnují cermetovou slitinu Terfenol-D (to znamená "D"). Terfenol-D, který také obsahuje železo a terbium, byl použit v převodnících, mechanických rezonátorech a přesných injektorech kapalných paliv.

Bylo prokázáno, že dysprodio-oxid- niklové cermety mají vysoký absorpční průřez termo-neutrony.

Proč je toto důležité? Nukleární reaktory potřebují materiál s takovými vlastnostmi, aby vytvořili řídicí tyče pro absorpci neutronů a tím ochlazování jaderného reakčního procesu. Důležité je, že cermety se ani nenulují, ani se nesmí střídat při bombardování neutrony, přestože změní tvar uvnitř magnetického pole.

Jako zdroj radiu se používají chalkogenidy dysprosium-kadmium, které se používají ke studiu různých chemických reakcí.

Dysprosium oxide se mezitím používá jako dopant ve specializovaných kondenzátorech pro elektronický průmysl.

Možnost magnetizace vzácných zemin je také ideální pro komponenty na pevných discích a jiných úložištích dat.

Halogenidové výbojky a laserové materiály, které kombinují dysprosium a vanad, které využívají jodidu dysprosia (DyI3), produkují velmi intenzivní bílé světlo.

Krystaly síranu vápenatého a fluoridu vápenatého, které jsou dotovány dysprosiem, lze použít v dozimetrech, specializovaných nástrojích pro měření ionizujícího záření. Je to proto, že dysprosium bude svítit, když je materiál vystaven záření. Úroveň luminiscence indikuje okolní úroveň záření.

Nakonec se ukázalo, že nanovlákna některých dysprosových sloučenin mají velkou plochu a jsou extrémně silná.

Tyto vlastnosti je mohou činit vhodnými pro katalytické složky nebo pro aplikace s vysokou pevností a odolností proti korozi .

Zdroje

Arnold Magnetic Technologies. Důležitá role dysprosia v moderních trvalých magnetech . 17. ledna 2012.
Kingsnorth, prof. Dudley. "Může přežít dynastie Číňanů vzácných zemin." Konference o průmyslových nerostných surovinách a trzích v Číně. Prezentace: 24. září 2013.