عنصر کمیاب #دیسپروزیوم و کاربردهای آن در صنعت #مگنت های پیشرفته و #خودرو های نسل #آینده
◄ دیسپروزیوم( Dysprosium)
دیسپروزیم، عنصر شیمیایی است که با نشان Dy و عدد اتمی 66 در جدول تناوبی قرار دارد.
◄ تاریخچه:
Paul
Emile Lecoq de Boisbaudranشیمیدان فرانسوی، در سال 1886 در پاریس برای
اولین بار دیسپروزیم را شناسایی نمود، اما تا قبل ازابداع روشهای تبادل
یونی و کاهش فلزنگاری در دهه 60، این عنصر به شکل نسبتا خالص بدست نیامده
بود. نام دیسپوزیم از واژه یونانی dysprositos به معنی مشکل بدست آمدن
گرفته شده است.
◄ پیدایش:
دیسپوزیم
هرگز بصورت عنصری آزاد دیده نشده است، اما اغلب به همراه اربیوم و هولمیوم
یا سایر عناصر خاکی کمیاب در بسیاری از کانیها از جمله xenotime,
fergusonite gadolinite, euxenite polycrase, blomstrandine, monazite,
bastnasite یافت می شود.
◄ خصوصیات قابل توجه:
دیسپروزیم،
عنصر کمیابی است که دارای رنگ نقرهای درخشان و در حرارت اطاق نسبتا پایدار
است، اما به سرعت در اسیدهای معدنی رقیق یا غلیظ حل شده، هیدروژن آزاد می
کند. این عنصر به قدری نرم است که با چاقو بریده می شود و اگر زیاد گرم
نشود، بدون جرقه تراشیده می شود. ویژگیهای دیسپروزیم حتی با مقادیر بسیار
کمی ناخالصی تحت تاثیر قرار می گیرد.
◄ کاربردها:
از
دیسپروزیم به همراه وانادیم و عناصر دیگر در ساخت مواد لیزر استفاده می
شود، قابلیت جذب بالای نوترون حرارتی و نیز نقطه ذوبش، موجب کاربرد آن در
میله های کنترل اتمی شده است. ازاکسید دیسپروزیم( نام دیگر آن dysprosia
است)، به همراه ترکیبات چسبناک نیکل که در بمباران طولانی مدت نوترون بی
هیچ افزایش یا کاهشی به آسانی نوترون جذب میکنند، درمیله های خنک کننده
موجود در رآکتورهای اتمی استفاده می شود. علاوه بر آن از دیسپروزیم در
تولید لوحهای فشرده(CD)و مگنت های پیشرفته استفاده میگردد.
◄ ترکیبات:
• فلورایدها DyF3
• کلریدهــا DyCl2
• برومیدها DyBr2 - DyBr3
• یدیدها DyI3 – DyI2
• اکسیدهـا Dy2O3
• سولفیدها Dy2S3
• نیتریدها DyN
◄ ایزوتوپ ها:
دیسپروزیوم بصورت طبیعی دارای 7 ایزوتوپ پایدار164-Dy،160-Dy ،158-Dy ،156-Dy
Dy
–164 می باشد که فراوان ترین آنها Dy-164 است( فراوانی طبیعی 18/28%).
برای این عنصر 28 رادیوایزوتوپ شناخته شده که پایدارترین آنها Dy-154
بانیمه عمر E+6 3/0 سال ,Dy-159 با نیمه عمر 4/144 روز وDy-166با نیمه عمر
6/81ساعت می باشد. بقیه ایزوتوپهای رادیواکتیو این عنصر ، نیمه عمری کمتر
از 10 ساعت دارند که نیمه عمر اکثر آنها کمتر از 30 ثانیه است. همچنین
دیسپوزیم دارای 5 حالت برانگیخته است که پایدارترینشان 165m-Dy با نیمه
عمر257/1 دقیقه، 147m-Dy با نیمه عمر7/55 ثانیه و 145m-Dy با نیمه عمر 6/13
ثانیه می باشد. حالت فروپاشی اصلی قبل از فراوانترین ایزوتوپ
پایدار164-Dyجذب الکترون و روش اولیه بعد از آن فروپاشی کاهش بتا می باشد.
محصولات فروپاشی اولیه قبل از Dy-164 ایزوتوپ های عنصر Tb تربیوم و محصول
اولیه بعد، ایزوتوپ های عنصر Ho هولمیوم هستند
مراحل تهیه #آهنربای #نئودیمیوم
1-فراهم سازی مواد جهت انجام واکنش
ترکیب
اصلی بسیاری از آهن رباهای نئودیمیوم Nd2Fe14B می باشد.در واکنش زیر یکی
از متداولترین واکنش های تولید مگنت نئودیمیوم آورده شده است.
57Fe + 8 B + 10 Fe2O3 + 7.5 Nd2O3 + 52.5 Ca -> Nd15Fe77B8 + 52.5 CaO
هنگامیکه
کمی از آهن با کبالت جایگزین شود مقاومت گرمایی آهنربا را افزایش می دهد
اما باید توجه داشت که از خاصیت وادارندگی ذرات کاسته و موجب شکنندگی
آهنربا می شود، برای رفع این مشکل از عنصر #دیسپروزیوم (Dy ) استفاده می
شود.در نتیجه برای بهبود کیفیت آهنربا از هر دو عنصر کبالت و #دیسپروزیوم
استفاده می شود.
2- مرحله ذوب
واکنش فوق در یک کوره القایی خلا انجام شده و با ایجاد جریان گردابی واکنش گرم می شود
3- فرز
ماده حاصل توسط یک جت فرز به ذرات بسیار کوچک تبدیل می شوند، متوسط اندازه ذرات 3 میکرو متر است.
4- فشار
پودر
حاصل دارای جهت گیری مغناطیسی است، در این روش پودر تحت فشار و دمای بالا
در یک قالب شکل خاصی به خود گرفته ، سپس در قالب گسترده تری قرار داده و
تحت فشار قرار می دهند.
5-پخت
پخت
یک فرایند مشترک در متالوژی پودر است. این ماده در دمای بالا (1080 درجه
سانتی گراد) تحت فشار قرار داده میشوند تا ذرات به یکدیگر بچسبند
6- ماشین کاری
در این مرحله توسط ماشین آلات مجهز ماده به دست آمده در مرحله 5 را پرداخت می کنند
7- آبکاری (نیکل - مس - نیکل)
قطعه مورد نظر را با سه لایه آبکاری می کنند، بدلیل اینکه آهنربا در حضور رطوبت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد.
8-فرایند آهنربا کردن
در
این مرحله قطعه مذکور را برای لحظه های کوتاه در یک میدان مغناطیسی بسیار
قوی قرار می دهند که این میدان مغناطیسی توسط سیم پیچ، بانک خازن و...
ایجاد می شود.
9- کنترل کیفی
آهنربای بدست آمده را از جنبه های مختلف بررسی می کنند مانند بررسی ضخامت لایه آبکاری، مقاومت گرمایی و ...
کلید واژه: مراحل تولید آهنربا, نئودیمیوم, مگنت, تولید آهنربا, نحوه تولید آهنربا نئودیمیوم, فرمول نئودیمیوم