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Le Dysprosium Metal est un élément des terres rares (REE) doux et lustré qui est utilisé dans les aimants permanents en raison de sa résistance paramagnétique et de sa durabilité à haute température.
Propriétés
- Atomique Symbole: Dy
- Numéro atomique: 66
- Element Catégorie: Métal de lanthanide
- Poids atomique: 162. 50
- Point de fusion: 1412 ° C
- Point d'ébullition: 2567 ° C
- Densité: 8. 551g / cm 3
- Vickers Dureté: 540 MPa
Caractéristiques
Bien que relativement stable dans l'air à température ambiante, le dysprosium métallique réagit avec l'eau froide et se dissout rapidement au contact des acides.
Dans l'acide fluorhydrique, cependant, le métal des terres rares lourdes formera une couche protectrice de fluorure de dysprosium (DyF 3 ).
L'application principale du métal argenté est dans des aimants permanents. Ceci est dû au fait que le dysprosium pur est fortement paramagnétique au-dessus de -93 ° C (-136 ° F), ce qui signifie qu'il est attiré par les champs magnétiques dans une large gamme de températures.
Avec l'holmium, le dysprosium possède également le moment magnétique le plus élevé (la force et la direction de la traction résultant du champ magnétique) de n'importe quel élément.
La section efficace du dysprosium à température de fusion et d'absorption des neutrons permet également son utilisation dans les barres de contrôle nucléaires.
Alors que le dysprosium usinera sans faire d'étincelles, il n'est pas utilisé dans le commerce comme métal pur ou dans des alliages structuraux.
Comme d'autres éléments des lanthanides (ou terres rares), le dysprosium est le plus souvent naturellement associé dans les corps minéralisés avec d'autres éléments des terres rares.
Histoire
Le chimiste français Paul-Emile Lecoq de Boisbadran reconnut le dysprosium comme élément indépendant en 1886 alors qu'il analysait l'oxyde d'erbium.
Reflétant la nature intime des terres rares, de Boisbaudran étudiait d'abord l'oxyde d'yttrium impur, dont il tirait de l'erbium et du terbium avec de l'acide et de l'ammoniaque.
L'oxyde d'Erbium, lui-même, contenait deux autres éléments, l'holmium et le thulium.
Alors que de Boisbaudran travaillait chez lui, les éléments se sont révélés comme des poupées russes, et après 32 séquences d'acide et 26 précipitations d'ammoniac, de Boisbaudran a pu identifier le dysprosium comme un élément unique. Il a nommé le nouvel élément après le mot grec dysprositos , signifiant «difficile à obtenir».
Des formes plus pures de l'élément ont été préparées en 1906 par Georges Urbain, tandis qu'une forme pure (selon les normes actuelles) de l'élément n'a été produite qu'en 1950, après le développement des techniques de séparation par échange d'io et de réduction métallographique par Frank Harold Spedding, un pionnier de la recherche sur les terres rares, et son équipe au laboratoire d'Ames.
Le laboratoire d'Ames, ainsi que le Naval Ordnance Laboratory, ont également joué un rôle central dans le développement de l'une des premières utilisations majeures du dysprosium, le terfenol-D.Le matériel magnétostrictif a été étudié dans les années 1970 et commercialisé dans les années 1980 pour être utilisé dans les sonars navals, les capteurs magnéto-mécaniques, les actionneurs et les transducteurs.
L'utilisation du dysprosium dans les aimants permanents a également augmenté avec la création d'aimants au néodyme-fer-bore (NdFeB) dans les années 1980. Les recherches menées par General Motors et Sumitomo Special Metals ont mené à la création de ces versions plus puissantes et moins chères des premiers aimants permanents (samarium-cobalt), développés 20 ans plus tôt.
L'addition de 3 à 6% de dysprosium (en poids) à l'alliage magnétique NdFeB augmente le point de Curie et la coercivité de l'aimant, améliorant ainsi la stabilité et la performance à haute température tout en réduisant la démagnétisation.
Les aimants NdFeB sont désormais la norme dans les applications électroniques et les véhicules électriques hybrides.
Les REE, y compris le dysprosium, ont fait l'objet d'une attention médiatique mondiale en 2009 après que les limites des exportations chinoises des éléments aient provoqué des déficits d'approvisionnement et l'intérêt des investisseurs pour les métaux. Ceci, à son tour, a conduit à une augmentation rapide des prix et à des investissements importants dans le développement de sources alternatives.
Production
L'attention récente des médias sur la dépendance mondiale vis-à-vis de la production chinoise d'ÉTR met souvent en évidence le fait que le pays représente environ 90% de la production mondiale d'ÉTR.
Bien qu'un certain nombre de types de minerai, dont la monazite et la bastnasite, contiennent du dysprosium, les plus fortes concentrations de dysprosium sont les argiles d'adsorption ionique de la province du Jiangxi en Chine et les minerais xénotimiques en Chine méridionale et en Malaisie.
Selon le type de minerai, diverses techniques hydrométallurgiques doivent être employées pour extraire des terres rares. La flottation par moussage et le grillage des concentrés est la méthode la plus courante d'extraction du sulfate de terre rare, un composé précurseur qui peut par conséquent être traité par déplacement d'échange d'ions. Les ions dysprosium résultants sont ensuite stabilisés avec du fluor pour former du fluorure de dysprosium.
Le fluorure de dysprosium peut être réduit en lingots métalliques en chauffant avec du calcium à haute température dans des creusets en tantale.
La production mondiale de dysprosium est limitée à environ 1 800 tonnes métriques (dysprosium contenu) par an. Cela représente seulement environ 1% de toutes les terres rares raffinées chaque année.
Les plus grands producteurs de terres rares sont Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp., et Aluminum Corp. of China (CHALCO).
Applications
Le plus grand consommateur de dysprosium est de loin l'industrie des aimants permanents. Ces aimants dominent le marché des moteurs de traction à haut rendement utilisés dans les véhicules hybrides et électriques, les générateurs à turbine éolienne et les disques durs.
Cliquez ici pour en savoir plus sur les applications de dysprosium.
Sources:
Emsley, John. Blocs de construction de la nature: Guide A-Z des éléments .
Oxford University Press; Nouvelle édition d'édition (14 septembre 2011)
Arnold Magnetic Technologies. Le rôle important du dysprosium dans les aimants permanents modernes . 17 janvier 2012.
British Geological Survey. Éléments de terres rares . Novembre 2011.
URL: www. Minérauxuk. com
Kingsnorth, Prof. Dudley: "La dynastie chinoise des terres rares peut-elle survivre?" Conférence sur les minéraux industriels et les marchés de la Chine. Présentation: 24 septembre 2013.
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Applications du Metal Dysprosium
Le plus grand consommateur de dysprosium est l'industrie des aimants permanents. Ces aimants dominent le marché des moteurs de traction à haut rendement.