مگنت های پیشرفته،نسل جدید آهنربا،دیسپروزیوم

عنصر کمياب #ديسپروزيوم و کاربردهاي آن در صنعت #مگنت های پیشرفته و #خودرو های نسل #آینده 
◄ ديسپروزيوم( Dysprosium)
ديسپروزيم، عنصر شيميايي است که با نشان Dy و عدد اتمي 66 در جدول تناوبي قرار دارد.

◄ تاريخچه:
Paul Emile Lecoq de Boisbaudranشيميدان فرانسوي، در سال 1886 در پاريس براي اولين بار ديسپروزيم را شناسايي نمود، اما تا قبل ازابداع روشهاي تبادل يوني و کاهش فلزنگاري در دهه 60، اين عنصر به شکل نسبتا خالص بدست نيامده بود. نام ديسپوزيم از واژه يوناني dysprositos به معني مشکل بدست آمدن گرفته شده است.

◄ پيدايش:
ديسپوزيم هرگز بصورت عنصري آزاد ديده نشده است، اما اغلب به همراه اربيوم و هولميوم يا ساير عناصر خاکي کمياب در بسياري از کانيها از جمله xenotime, fergusonite gadolinite, euxenite polycrase, blomstrandine, monazite, bastnasite يافت مي شود.

◄ خصوصيات قابل توجه:
ديسپروزيم، عنصر کميابي است که داراي رنگ نقرهاي درخشان و در حرارت اطاق نسبتا پايدار است، اما به سرعت در اسيدهاي معدني رقيق يا غليظ حل شده، هيدروژن آزاد مي کند. اين عنصر به قدري نرم است که با چاقو بريده مي شود و اگر زياد گرم نشود، بدون جرقه تراشيده مي شود. ويژگيهاي ديسپروزيم حتي با مقادير بسيار کمي ناخالصي تحت تاثير قرار مي گيرد.

◄ کاربردها:
از ديسپروزيم به همراه واناديم و عناصر ديگر در ساخت مواد ليزر استفاده مي شود، قابليت جذب بالاي نوترون حرارتي و نيز نقطه ذوبش، موجب کاربرد آن در ميله هاي کنترل اتمي شده است. ازاکسيد ديسپروزيم( نام ديگر آن dysprosia است)، به همراه ترکيبات چسبناک نيکل که در بمباران طولاني مدت نوترون بي هيچ افزايش يا کاهشي به آساني نوترون جذب ميکنند، درميله هاي خنک کننده موجود در رآکتورهاي اتمي استفاده مي شود. علاوه بر آن از ديسپروزيم در توليد لوحهاي فشرده(CD)و مگنت های پیشرفته استفاده ميگردد.

◄ ترکيبات:
• فلورايدها DyF3
• کلريدهــا DyCl2
• بروميدها DyBr2 - DyBr3
• يديدها DyI3 – DyI2
• اکسيدهـا Dy2O3
• سولفيدها Dy2S3
• نيتريدها DyN

◄ ايزوتوپ ها:
ديسپروزيوم بصورت طبيعي داراي 7 ايزوتوپ پايدار164-Dy،160-Dy ،158-Dy ،156-Dy
Dy –164 مي باشد که فراوان ترين آنها Dy-164 است( فراواني طبيعي 18/28%). براي اين عنصر 28 راديوايزوتوپ شناخته شده که پايدارترين آنها Dy-154 بانيمه عمر E+6 3/0 سال ,Dy-159 با نيمه عمر 4/144 روز وDy-166با نيمه عمر 6/81ساعت مي باشد. بقيه ايزوتوپهاي راديواکتيو اين عنصر ، نيمه عمري کمتر از 10 ساعت دارند که نيمه عمر اکثر آنها کمتر از 30 ثانيه است. همچنين ديسپوزيم داراي 5 حالت برانگيخته است که پايدارترينشان 165m-Dy با نيمه عمر257/1 دقيقه، 147m-Dy با نيمه عمر7/55 ثانيه و 145m-Dy با نيمه عمر 6/13 ثانيه مي باشد. حالت فروپاشي اصلي قبل از فراوانترين ايزوتوپ پايدار164-Dyجذب الکترون و روش اوليه بعد از آن فروپاشي کاهش بتا مي باشد. محصولات فروپاشي اوليه قبل از Dy-164 ايزوتوپ هاي عنصر Tb تربيوم و محصول اوليه بعد، ايزوتوپ هاي عنصر Ho هولميوم 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