Verreweg de grootste consument van dysprosium is de permanente magneetindustrie . Dergelijke magneten domineren de markt voor hoogrenderende tractiemotoren die worden gebruikt in hybride en elektrische voertuigen, windturbinegeneratoren en harde schijven.
Dysprosium omvat ongeveer 3 tot 6 procent neodymium- ijzer - boor (NdFeB) -magneten (in gewicht) die worden gebruikt in specifieke, meestal hoge temperatuur, toepassingen. Omdat ze stabiel zijn over een reeks temperaturen en het magneetgewicht met maximaal 90 procent verminderen, zijn dergelijke magneten van cruciaal belang voor alle hybride en elektrische voertuigen.
De vraag vanuit de permanente magneetsector vertegenwoordigt naar schatting 90 procent van alle jaarlijks geconsumeerde dysprosium.
De markt voor permanente magneten groeide tussen 2003 en 2008 met een geschatte gemiddelde van ongeveer 13 procent en zal naar verwachting tot 2019 blijven groeien van 8 tot 10 procent per jaar.
Volgens Magneticsmagazine.com groeit de wereldwijde verkoop van permanente magneten naar schatting van ongeveer US $ 15 miljard in 2012 tot meer dan US $ 28 miljard in 2019.
Ondanks pogingen om de hoeveelheid dysprosium die wordt gebruikt in permanente magneten met hoge temperatuur te verminderen, is het nog steeds een integraal onderdeel van de ongeveer 80 ton NdFeB-magneten die elk jaar wereldwijd worden geproduceerd.
En hoewel de primaire markt voor dysprosiumhoudende NdFeB-magneten alternatieve energie-auto's zijn, zijn deze magneten ook te vinden in andere hoge-temperatuurmotoren en -generatoren, commerciële en industriële generatoren, waaronder windturbines, elektrische fietsen en energieopslagsystemen, magneettreinen systemen, meters, relais en schakelaars, magnetische scheidingstools, sensoren, MRI's en magnetische koeleenheden tussen verschillende andere toepassingen.
Volgens onderzoek dat is uitgevoerd naar materialen die de Europese Commissie nodig heeft voor kritische energietechnologieën, zal de vraag naar dysprosium tegen 2020 verdubbelen, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 9 procent. Uiteindelijk voorspelt de groep dat dit zal leiden tot een voorzieningstekort van 23 procent aan het eind van het decennium.
Na schaarste aan zeldzame aardmetalen die de prijzen voor deze elementen omhoog stuwden in 2010 en 2011, voorspelden vele organisaties, waaronder het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE), een dreigend tekort aan dysprosium. Eén resultaat hiervan is pogingen om permanente magneten en systemen van hoge temperatuur opnieuw te ontwerpen afhankelijk van dergelijke magneten om de vereiste hoeveelheid dysprosium te verminderen.
In 2012 kondigde Toshiba de ontwikkeling aan van een dysprosiumvrije samarium- kobalt -hogetemperatuurmagneten.
Andere toepassingen voor dysprosium zijn onder meer in de cermet- legering Terfenol-D (dat is waar de "D" voor staat). Terfenol-D, dat ook ijzer en terbium bevat, is gebruikt in transducers, mechanische resonatoren en precieze vloeistof-brandstofinjectoren.
Van dysprodium-oxide- nikkel- cermets is bewezen dat ze een hoge dwarsdoorsnede van de thermische neutronenabsorptie hebben.
Waarom is dit belangrijk? Welnu, kernreactoren hebben een materiaal met dergelijke eigenschappen nodig om controlestaven te maken voor het absorberen van neutronen en daarmee het koelen van het nucleaire reactieproces. Belangrijk is dat de cermets niet zwellen of inkrimpen onder neutronenbombardement, hoewel het wel van vorm verandert binnen een magnetisch veld.
Als bron van radium worden dysprosium-cadmium chalcogeniden gebruikt om verschillende chemische reacties te bestuderen.
Dysprosium oxide, ondertussen, wordt gebruikt als een doteermiddel in gespecialiseerde condensatoren voor de elektronica-industrie.
Het vermogen van de zeldzame aarde om te worden gemagnetiseerd, maakt het ook ideaal voor componenten in harde schijven en andere gegevensopslag.
Halide ontladingslampen en lasermaterialen die dysprosium en vanadium combineren die gebruik maken van dysprosium jodide (DyI3) produceren een zeer intens, wit licht.
Calciumsulfaat en calciumfluoride kristallen die zijn gedoteerd met dysprosium kunnen worden gebruikt in dosimeters, gespecialiseerde gereedschappen voor het meten van ioniserende straling. Dit komt omdat het dysprosium gaat gloeien als het materiaal wordt blootgesteld aan straling. Het niveau van luminescentie geeft het omringende stralingsniveau aan.
Tenslotte hebben nanovezels van bepaalde dysprosiumverbindingen een groot oppervlak en zijn ze extreem sterk.
Deze eigenschappen kunnen ze geschikt maken voor katalysatoringrediënten of hoge sterkte, corrosiebestendige toepassingen.
bronnen
Arnold Magnetic Technologies. De belangrijke rol van dysprosium in moderne permanente magneten . 17 januari 2012.
Kingsnorth, prof. Dudley. "Kan de zeldzame aardse dynastie van China overleefen." China's industriële mineralen & markten conferentie. Presentatie: 24 september 2013.