Applications du Metal Dysprosium

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.

Le dysprosium comprend environ 3 à 6% d'aimants néodyme-fer-bore (NdFeB) (en poids) utilisés dans des applications spécifiques, généralement à haute température. Étant stables sur une plage de températures et réduisant le poids des aimants jusqu'à 90%, ces aimants sont essentiels à tous les véhicules hybrides et électriques.

La demande du secteur des aimants permanents représente environ 90 pour cent de tous les dysprosium consommés chaque année.

Le marché des aimants permanents a progressé à un taux moyen estimé d'environ 13% entre 2003 et 2008 et devrait continuer à progresser entre 8 et 10% par an jusqu'en 2019.

Selon Magneticsmagazine. com, les ventes mondiales d'aimants permanents devraient passer d'environ 15 milliards de dollars en 2012 à plus de 28 milliards de dollars en 2019.

Malgré les efforts visant à réduire la quantité de dysprosium utilisée dans les aimants permanents à haute température, une partie intégrante des quelque 80 tonnes métriques d'aimants NdFeB produites dans le monde chaque année.

Et, alors que le marché primaire des aimants NdFeB contenant du dysprosium sont des automobiles à énergie alternative, ces aimants peuvent également être trouvés dans d'autres moteurs et générateurs à haute température, générateurs commerciaux et industriels, y compris éoliennes, bicyclettes électriques et systèmes de stockage d'énergie , des systèmes de train magnétique, des jauges, des relais et des commutateurs, des outils de séparation magnétique, des capteurs, des IRM et des unités de réfrigération magnétiques parmi diverses autres applications.

Selon les recherches menées par la Commission européenne sur les matériaux nécessaires aux technologies énergétiques critiques, la demande de dysprosium doublera d'ici 2020, avec un taux de croissance annuel moyen de 9%. En fin de compte, le groupe prévoit que cela entraînera un déficit d'approvisionnement de 23% d'ici la fin de la décennie.

À la suite des pénuries d'approvisionnement en terres rares qui ont fait flamber les prix de ces éléments en 2010 et 2011, de nombreuses organisations, dont le Département de l'énergie des États-Unis, ont prédit une pénurie imminente de dysprosium. Un résultat de ceci a été des efforts pour re-concevoir des aimants permanents à haute température et des systèmes dépendants de tels aimants pour réduire la quantité de dysprosium requise.

En 2012, Toshiba a annoncé le développement d'aimants haute température sans samarium-cobalt sans dysprosium.

D'autres applications du dysprosium incluent l'alliage de cermet Terfenol-D (c'est ce que le "D" signifie). Le terfenol-D, qui contient également du fer et du terbium, a été utilisé dans les transducteurs, les résonateurs mécaniques et les injecteurs de précision à carburant liquide.

Il a été prouvé que les cermets au Dysprodium-oxyde-nickel ont une section efficace d'absorption thermique-neutronique élevée.

Pourquoi est-ce important? Eh bien, les réacteurs nucléaires ont besoin d'un matériau ayant de telles propriétés pour fabriquer des tiges de commande pour absorber les neutrons et, ainsi, refroidir le processus de réaction nucléaire. Fait important, les cermets ne se gonflent pas et ne se contractent pas sous un bombardement de neutrons, bien qu'ils changent de forme dans un champ magnétique.

En tant que source de radium, les chalcogénures de dysprosium-cadmium sont utilisés pour étudier différentes réactions chimiques.

L'oxyde de dysprosium, quant à lui, est utilisé comme dopant dans les condensateurs spécialisés pour l'industrie électronique.

La capacité de la terre rare à être magnétisée le rend également idéal pour les composants dans les disques durs et d'autres stockage de données.

Les lampes à décharge aux halogénures et les matériaux laser qui combinent le dysprosium et le vanadium qui utilisent l'iodure de dysprosium (DyI3) produisent une lumière blanche très intense.

Les cristaux de sulfate de calcium et de fluorure de calcium dopés au dysprosium peuvent être utilisés dans les dosimètres, outils spécialisés de mesure des rayonnements ionisants. C'est parce que le dysprosium brillera lorsque le matériau est exposé aux radiations. Le niveau de luminescence indique le niveau de rayonnement environnant.

Enfin, les nanofibres de certains composés dysprosium se sont avérées posséder une grande surface et être extrêmement fortes.

Ces propriétés peuvent les rendre appropriées aux ingrédients de catalyseur ou aux applications résistantes à la corrosion et à haute résistance.

Sources

Arnold Magnetic Technologies. Le rôle important du dysprosium dans les aimants permanents modernes . 17 janvier 2012.
Kingsnorth, professeur 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.