ジスプロシウムについて学ぶ
この軟質金属の歴史、生産、用途に関する情報を得る
純粋なジスプロシウム金属インゴット。画像著作権 Strategic Metal Investments Ltd.
ジスプロシウム金属は、柔らかく光沢のある銀です。 希土類元素 (REE) は、その常磁性強度と高温耐久性により、永久磁石に使用されます。
プロパティ
- 原子記号: Dy
- 原子番号: 66
- 要素カテゴリ: ランタニド金属
- 原子量: 162.50
- 融点：1412℃
- 沸点：2567℃
- 密度: 8.551g/cm3
- ビッカース硬度：540MPa
特徴
ジスプロシウム金属は、周囲温度の空気中では比較的安定していますが、冷水と反応し、酸と接触すると急速に溶解します。しかし、フッ化水素酸では、重希土類金属がフッ化ジスプロシウム (DyF3）。
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以上で強い常磁性であるという事実によるものです ° C (-136 ° F) に惹かれることを意味する 磁気 広い温度範囲のフィールド。
ホルミウムに加えて、ジスプロシウムはどの元素よりも高い磁気モーメント (磁場の影響を受ける強さと方向) を持っています。
ジスプロシウムの高い融点と中性子吸収断面積により、核制御棒にも使用できます。
ジスプロシウムは火花を発生させずに加工できますが、純粋な金属として、または構造材料として商業的に使用されることはありません。 合金 .
他のランタニド (または希土類) 元素と同様に、ジスプロシウムはほとんどの場合、他の希土類元素と鉱体で自然に関連付けられています。
歴史
フランスの化学者ポール＝エミール・ルコック・ド・ボアバドランは、1886 年に酸化エルビウムを分析していたときに、ジスプロシウムを独立元素として初めて認識しました。
REE 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、そこから酸とアンモニアを使用し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には、ホルミウムとツリウムという 2 つの元素が含まれていることがわかりました。
de Boisbaudran が自宅で作業をしていると、元素がロシア人形のように姿を現し始め、32 回の酸シーケンスと 26 回のアンモニアの沈殿の後、de Boisbaudran はジスプロシウムを固有の元素として特定することができました。彼はギリシャ語にちなんで新しい要素に名前を付けました ディスプロシトス 、「入手困難」を意味します。
要素のより純粋な形は 1906 年に Georges Urbain によって準備されましたが、要素の純粋な形 (今日の基準による) は 1950 年まで生成されませんでした。 金属組織学 レアアース研究のパイオニアであるフランク・ハロルド・スペディングとエイムズ研究所の彼のチームによる還元技術。
エイムズ研究所は、海軍兵器研究所とともに、ジスプロシウムの最初の主要用途の 1 つであるテルフェノール D の開発においても中心的な役割を果たしました。磁歪材料は 1970 年代に研究され、1980 年代に海軍ソナー、磁気機械センサー、アクチュエーター、トランスデューサーで使用するために商品化されました。
永久磁石でのジスプロシウムの使用も、ネオジムの作成とともに成長しました。 鉄 - ボロン 1980 年代の (NdFeB) 磁石。ゼネラルモーターズと住友特殊金属による研究により、最初のパーマネント (サマリウム- コバルト ）20年前に開発された磁石。
NdFeB 磁性合金に 3 ～ 6 パーセントのジスプロシウム (重量) を追加すると、磁石のキュリー点と保磁力が増加し、それによって減磁を減らしながら、高温での安定性と性能が向上します。
NdFeB 磁石は現在、電子機器やハイブリッド電気自動車の標準となっています。
ジスプロシウムを含む REE は、2009 年に世界のメディアの注目を集めました。これは、中国による元素の輸出制限により、供給不足と金属への投資家の関心がもたらされたためです。これにより、価格が急速に上昇し、代替ソースの開発に多額の投資が行われました。
製造
中国の REE 生産への世界的な依存度を調べている最近のメディアの注目は、中国が世界の REE 生産の約 90% を占めているという事実を強調することがよくあります。
モナザイトやバストネサイトを含む多くの種類の鉱石にジスプロシウムが含まれている可能性がありますが、含まれるジスプロシウムの割合が最も高いのは、中国の江西省のイオン吸着粘土と、中国南部とマレーシアのゼノタイム鉱石です。
個々の REE を抽出するには、鉱石の種類に応じて、さまざまな湿式製錬技術を使用する必要があります。濃縮物のフロス浮遊選鉱と焙煎は、希土類硫酸塩を抽出する最も一般的な方法です。希土類硫酸塩は、イオン交換置換によって処理できる前駆体化合物です。得られたジスプロシウム イオンは、次にフッ素で安定化され、フッ化ジスプロシウムを形成します。
フッ化ジスプロシウムは、タンタルるつぼ内でカルシウムとともに高温で加熱することにより、金属インゴットに還元できます。
ジスプロシウムの世界的な生産量は、年間約 1800 トン (ジスプロシウムを含む) に制限されています。これは、毎年精製される希土類全体の約 1% にすぎません。
最大の希土類生産者には、包頭鋼鉄希土類高科技有限公司、中国ミンメタルズ社、中国アルミニウム社 (CHALCO) が含まれます。
アプリケーション
ジスプロシウムの最大の消費者は、永久磁石産業です。このような磁石は、ハイブリッド車や電気自動車、風力タービン発電機、ハードディスク ドライブで使用される高効率トラクション モーターの市場を独占しています。
ジスプロシウムの用途について詳しくは、ここをクリックしてください。
ソース:
エムスリー、ジョン。 自然の構成要素: 要素の A-Z ガイド .
オックスフォード大学出版局;新版（2011.9.14）
アーノルド・マグネティック・テクノロジーズ。 現代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。
英国地質調査所。 希土類元素 . 2011 年 11 月。
URL: www.mineralsuk.com
キングスノース、ダドリー教授。 「中国の希土類王朝は生き残れるか」中国の工業用鉱物および市場会議。プレゼンテーション: 2013 年 9 月 24 日。