تعرف على الديسبروسيوم

الحصول على معلومات عن التاريخ والإنتاج وتطبيقات هذا المعدن الناعم

يعد معدن الديسبروسيوم عنصرًا أرضيًا ناعماً فضيًا لامعًا (REE) يستخدم في المغناطيس الدائم نظرًا لقوته البارامغناطيسية ومتانة درجات الحرارة العالية.

الخصائص

• الرمز الذري: دي
• العدد الذري: 66
• فئة العنصر: معدن اللانثانيد
• الوزن الذري: 162.50
• نقطة الانصهار: 1412 درجة مئوية
• نقطة الغليان: 2567 درجة مئوية
• الكثافة: 8.551 غ / سم ³
• صلابة فيكرز: 540 ميجا باسكال

مميزات

وبينما يستقر معدن الديسبروسيوم نسبيا في الهواء في درجات الحرارة المحيطة ، فإنه يتفاعل مع الماء البارد ويذوب بسرعة عند ملامسته للأحماض.

في حمض الهيدروفلوريك ، ومع ذلك ، فإن المعادن الأرضية الثقيلة الثقيلة تشكل طبقة واقية من فلوريد الديسبروسيوم (DyF ₃ ).

التطبيق الرئيسي المعدني الناعم والفضي هو في المغناطيس الدائم. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الديسبروسيوم النقي هو بقوة فوق -93 درجة مئوية (-136 درجة فهرنهايت) ، وهذا يعني أنه ينجذب إلى المجالات المغناطيسية ضمن مجموعة واسعة من درجات الحرارة.

جنبا إلى جنب مع الهولميوم ، ديسبروسيوم أيضا لديه أعلى عزم مغناطيسي (قوة واتجاه السحب الناتجة عن مجال مغناطيسي) من أي عنصر.

تسمح درجة الحرارة المرتفعة لذرّة الإذابة الديسبروسيومية والامتصاص النيوتروني أيضًا باستخدامها في قضبان التحكم النووية.

في حين أن آلة الديسبروسيوم لا تعمل بدون إشعال ، فإنها لا تستخدم تجارياً كمعدن نقي أو في سبائك هيكلية.

وكغيره من عناصر اللانثانيد (أو الأرض النادرة) ، فإن الديسبروسيوم يرتبط في الغالب بطبيعة الحال بأجسام الركاز مع العناصر الأرضية النادرة الأخرى.

التاريخ

فقد اعترف الكيميائي الفرنسي بول إيميل لوكوك دي بويسبادران لأول مرة بالديسبروسيوم كعنصر مستقل في عام 1886 أثناء تحليله لأكسيد الإربيوم.

وفي ضوء الطبيعة الحميمية للكريات الأرضية ، كان دي بواسباودان يقوم في البداية بالتحري عن أوكسيد الإيتريوم النجمي ، حيث قام برسم الإربيوم والتيربيوم باستخدام الحمض والأمونيا.

وجد أن أكسيد الإربيوم ، نفسه ، يؤوي عنصرين آخرين ، هما الهولميوم والثوليوم.

وبينما كان دي بواسباودان يعمل في منزله ، بدأت العناصر في الكشف عن نفسها مثل الدمى الروسية ، وبعد تسلسل 32 حامضًا و 26 عملية ترسب للأمونيا ، كان دي بواسبوران قادرا على تحديد الديسبروسيوم كعنصر فريد. سمى العنصر الجديد بعد الكلمة اليونانية dysprositos ، وهذا يعني "من الصعب الحصول عليه".

تم إعداد أشكال أكثر نقاءً للعنصر في عام 1906 من قبل جورج أوربين ، في حين لم يتم إنتاج الشكل النقي (وفقًا لمقاييس اليوم) للعنصر حتى عام 1950 ، بعد تطوير تقنيات الفصل التبادلي وتقليل المعادن عن طريق فرانك هارولد سبدينغ ، وهو رائد البحوث الأرضية النادرة ، وفريقه في مختبر Ames.

مختبر Ames ، جنبا إلى جنب مع مختبر الذخائر البحرية ، كان أيضا مركزيا في تطوير واحدة من الاستخدامات الرئيسية الأولى ل dysprosium ، Terfenol-D. تم بحث المادة المغنطيسية خلال السبعينيات وتم تسويقها في الثمانينيات لاستخدامها في سونار البحرية ، وأجهزة الاستشعار الميكانيكية-المغنطيسية ، والمحركات ، والمحولات.

نما استخدام الديسبروسيوم في مغناطيس دائم مع خلق مغناطيس النيوديميوم - الحديد - البورون (ندفيب) في الثمانينيات. وقد أدت الأبحاث التي أجرتها جنرال موتورز و Sumitomo Special Metals إلى إنشاء هذه النسخ الأرخص والأرخص من أول مغناطيس دائم (samarium- cobalt ) ، والذي تم تطويره قبل 20 عامًا.

تؤدي إضافة ما بين 3 إلى 6٪ ديسبروسيوم (بالوزن) إلى سبيكة المغناطيسية NdFeB إلى زيادة نقطة الكوري المغناطيسية والاكراهية ، وبالتالي تحسين الاستقرار والأداء عند درجات الحرارة المرتفعة مع الحد أيضًا من إزالة المغنطة.

أصبحت مغناطيسات NdFeB الآن هي المعيار في التطبيقات الإلكترونية والمركبات الكهربائية الهجينة.

وقد تم إدخال REEs ، بما في ذلك الديسبروسيوم ، في أضواء وسائل الإعلام العالمية في عام 2009 بعد أن أدت القيود المفروضة على الصادرات الصينية من العناصر إلى نقص العرض واهتمام المستثمرين في المعادن. هذا ، بدوره ، أدى إلى ارتفاع الأسعار بسرعة واستثمار كبير في تطوير مصادر بديلة.

إنتاج

وكثيراً ما يلفت اهتمام وسائل الإعلام الحديثة الذي يفحص الاعتماد العالمي على إنتاج الطاقة المتجددة في الصين حقيقة أن البلاد تستحوذ على ما يقرب من 90٪ من الإنتاج العالمي للري - REE.

في حين أن عددا من أنواع الركاز ، بما في ذلك مونازايت و bastnasite ، قد تحتوي على الديسبروسيوم ، فإن المصادر التي تحتوي على أعلى نسبة من الديسبروسيوم المحتوي هي أصداف الإدمصاص الأيوني لمقاطعة جيانغشي ، الصين و خامات xenotime في جنوب الصين وماليزيا.

اعتمادا على نوع من الركاز ، يجب استخدام مجموعة متنوعة من التقنيات المائية من أجل استخراج REEs الفردية. يعد تعويم الزبد وتحميص المركز أكثر الطرق شيوعًا لاستخراج كبريتات الأرض النادرة ، وهو مركب أولي يمكن معالجته عبر تشريد التبادل الأيوني. ثم استقرت أيونات الديسبروسيوم الناتجة مع الفلور لتشكيل فلوريد الديسبروسيوم.

يمكن خفض فلوريد الديسبروسيوم إلى سبائك معدنية عن طريق التسخين مع الكالسيوم عند درجات حرارة عالية في بوتقة التنتالوم.

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

أكبر منتجي الأرض النادرة تشمل شركة باوتو ستيل هير إيرث هاي تك ، وشركة مينميتالز الصينية ، وشركة الألمنيوم الصينية (شالكو).

تطبيقات

إلى حد بعيد ، فإن أكبر مستهلك للديسبروسيوم هو صناعة المغناطيس الدائم. تهيمن هذه المغناطيسات على السوق لمحركات الجر ذات الكفاءة العالية التي تستخدم في السيارات الهجينة والكهربائية ومولدات توربينات الرياح ومحركات الأقراص الصلبة.

انقر هنا لقراءة المزيد عن تطبيقات الديسبروسيوم.

_مصادر:

_{ايمسلي ، جون. كتل الطبيعة في الطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر .
مطبعة جامعة أكسفورد؛ إصدار الطبعة الجديدة (14 سبتمبر 2011)
أرنولد المغناطيسي تكنولوجيز. دور هام من الديسبروسيوم في المغناطيس الدائم الحديث . 17 يناير 2012.
هيئة المسح الجيولوجي البريطانية. عناصر أرضية نادرة . تشرين الثاني 2011.
عنوان URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth ، البروفيسور دادلي. "هل تستطيع الصين سلالة الأرض النادرة البقاء على قيد الحياة". مؤتمر الصين للمعادن الصناعية والأسواق. العرض التقديمي: 24 أيلول (سبتمبر) 2013.}

_{اتبع Terence على Google+}