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鏑金屬是一種柔軟的有光澤的銀稀土元素(REE),由於其順磁性強度和高溫耐久性而被用於永磁體。
屬性
- 原子符號:Dy
- 原子序數:66
- 元素分類:鑭係金屬
- 原子量:162.50
- 熔點:1412℃
- 沸點:2567°C
- 密度:8.551g / cm 3
- 維氏硬度:540MPa
特點
雖然在環境溫度下空氣相對穩定,但鏑金屬會與冷水反應並迅速溶解並與酸接觸。
然而,在氫氟酸中,重稀土金屬將形成氟化鏑(DyF 3 )的保護層。
這種柔軟的銀色金屬的主要應用是永久磁鐵。 這是由於純鏑在-93 ° C(-136 ° F)以上強烈順磁性,這意味著它在很寬的溫度範圍內被磁場吸引。
與hol一起,鏑也具有最高的磁矩(由磁場影響的拉力的強度和方向)的任何元素。
鏑的高熔化溫度和中子吸收截面也允許它用於核控制棒。
雖然鏑將在沒有火花的情況下加工,但它不作為純金屬或結構合金商業使用。
像其他鑭系元素(或稀土元素)一樣,鏑在礦體中與其他稀土元素最為常見。
歷史
法國化學家Paul-Emile Lecoq de Boisbadran在1886年分析氧化鉺時首先將鏑作為獨立元素。
de Boisbaudran最初研究不純氧化釔,從中利用酸和氨吸取鉺和铽,反映稀土的親密性。
氧化鉺本身被發現含有兩種其他元素,hol和th。
當德Boisbaudran在家中工作時,元素開始顯示自己像俄羅斯娃娃,經過32酸序列和26氨沉澱,de Boisbaudran能夠確定鏑作為一個獨特的元素。 他在希臘詞dysprositos之後命名新元素,意思是'很難得到'。
1906年Georges Urbain準備了更純的元素形式,直到1950年,在Frank Harold Spedding開發了io交換分離和金相還原技術之後,元素的純形式(按今天的標準)才生產出來,直到1950年稀土研究的先驅和他在艾姆斯實驗室的團隊。
埃姆斯實驗室和海軍軍械實驗室一樣,也是開發鏑Terfenol-D的首要主要用途之一。 磁致伸縮材料在20世紀70年代進行了研究,並於20世紀80年代商業化,用於海軍聲納,磁機械傳感器,致動器和傳感器。
20世紀80年代,鏑在永磁體中的應用也隨著釹鐵硼(NdFeB)磁體的誕生而增長。 通用汽車公司和住友特殊金屬公司的研究促成了這些更強大,更便宜的20年前開發的第一批永久性(釤鈷 )磁鐵的生產。
在NdFeB磁性合金中添加3%-6%的鏑(按重量計)增加了磁體的居里點和矯頑力,從而提高了高溫下的穩定性和性能,同時還減少了退磁。
釹鐵硼磁體現在是電子應用和混合動力電動車輛的標準配置。
包括鏑在內的稀土在2009年受到全球媒體的關注,因為中國出口這些元素限制了供應短缺和投資者對金屬的興趣。 這反過來又導致價格迅速上漲,並在開發替代能源方面投入了大量資金。
生產
最近媒體關注全球對中國稀土生產依賴性的研究,經常強調該國約佔全球稀土生產總量的90%。
雖然包括獨居石和氟碳鈰礦在內的多種礦石類型可能含有鏑,但含鏑量最高的來源是江西省的離子吸附粘土,中國和中國南部和馬來西亞的釔石礦。
根據礦石的類型,必須採用各種濕法冶金技術來提取單個稀土。 泡沫浮选和精礦焙燒是最常見的提取稀土硫酸鹽的方法,稀土硫酸鹽是一種前體化合物,因此可以通過離子交換置換進行處理。 然後所得的鏑離子用氟穩定以形成氟化鏑。
通過在鉭坩堝中在高溫下用鈣加熱可將鏑氟化物還原成金屬錠。
全球鏑的產量每年限制在約1800公噸(含鏑)。 這僅佔每年提煉的稀土總量的大約1%。
最大的稀土生產商包括包鋼稀土高科技公司,中國五礦集團和中國鋁業(中國鋁業)。
應用
到目前為止,鏑的最大消費者是永磁產業。 這種磁鐵在混合動力和電動車輛,風力渦輪發電機和硬盤驅動器中使用的高效率牽引電機的市場中佔據主導地位。
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資料來源:
Emsley,約翰。 Nature's Building Blocks:元素指南 。
牛津大學出版社; 新版本(2011年9月14日)
阿諾德磁技術。 鏑在現代永磁體中的重要作用 。 2012年1月17日。
英國地質調查局。 稀土元素 。 2011年11月。
網址:www.mineralsuk.com
金斯諾思,達德利教授。 “中國稀土王朝能否倖存下去”。 中國工業礦物和市場會議。 介紹:2013年9月24日。
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