Bei weitem der größte Verbraucher von Dysprosium ist die Permanentmagnet- Industrie. Solche Magnete dominieren den Markt für hocheffiziente Traktionsmotoren, die in Hybrid- und Elektrofahrzeugen, Windkraftgeneratoren und Festplattenlaufwerken eingesetzt werden.
Dysprosium umfasst etwa 3 bis 6 Prozent Neodym- Eisen- Bor (NdFeB) -Magnete (bezogen auf das Gewicht), die in speziellen, üblicherweise Hochtemperaturanwendungen verwendet werden. Diese Magnete sind über einen Temperaturbereich stabil und reduzieren das Magnetgewicht um bis zu 90 Prozent. Daher sind sie für alle Hybrid- und Elektrofahrzeuge von entscheidender Bedeutung.
Die Nachfrage aus dem Permanentmagnetsektor macht schätzungsweise 90 Prozent des gesamten jährlich konsumierten Dysprosiums aus.
Der Markt für Permanentmagnete wuchs zwischen 2003 und 2008 mit einer geschätzten durchschnittlichen Rate von etwa 13 Prozent und wird voraussichtlich bis 2019 zwischen 8 und 10 Prozent pro Jahr wachsen.
Nach Angaben von Magneticsmagazine.com wird der weltweite Umsatz mit Permanentmagneten von rund 15 Milliarden US-Dollar im Jahr 2012 auf über 28 Milliarden US-Dollar bis 2019 geschätzt.
Trotz der Bemühungen, die Menge an Dysprosium, die in Hochtemperatur-Permanentmagneten verwendet wird, zu reduzieren, ist es immer noch ein integraler Bestandteil der etwa 80 Tonnen NdFeB-Magnete, die jährlich weltweit produziert werden.
Und während der Primärmarkt für dysprosiumhaltige NdFeB-Magnete alternative Energieautos sind, können diese Magnete auch in anderen Hochtemperaturmotoren und Generatoren, kommerziellen und industriellen Generatoren, einschließlich Windturbinen, Elektrofahrrädern und Energiespeichersystemen, Magnetschwebebahn, gefunden werden Systeme, Messgeräte, Relais und Schalter, magnetische Trennwerkzeuge, Sensoren, MRI und magnetische Kühleinheiten unter verschiedenen anderen Anwendungen.
Laut einer von der Europäischen Kommission durchgeführten Studie zu Materialien, die für kritische Energietechnologien benötigt werden, wird sich die Nachfrage nach Dysprosium bis 2020 verdoppeln und im Durchschnitt eine jährliche Wachstumsrate von 9 Prozent erreichen. Letztendlich prognostiziert die Gruppe, dass dies bis zum Ende des Jahrzehnts zu einem Versorgungsengpass von 23 Prozent führen wird.
Aufgrund von Lieferengpässen bei Seltenen Erden, die die Preise für diese Elemente 2010 und 2011 in die Höhe trieb, sagten viele Organisationen, darunter das US-Energieministerium (Department of Energy, DOE), einen drohenden Mangel an Dysprosium voraus. Ein Ergebnis davon waren Bemühungen, Hochtemperatur-Permanentmagnete und Systeme, die von solchen Magneten abhängen, neu zu entwerfen, um die erforderliche Menge an Dysprosium zu verringern.
Im Jahr 2012 kündigte Toshiba die Entwicklung eines dysprosiumfreien Samarium- Cobalt -Hochtemperaturmagneten an.
Andere Anwendungen für Dysprosium umfassen in der Cermet- Legierung Terfenol-D (für das steht das "D"). Terfenol-D, das auch Eisen und Terbium enthält, wurde in Wandlern, mechanischen Resonatoren und Präzisions-Flüssigbrennstoffinjektoren verwendet.
Es wurde nachgewiesen, dass Dyspro- diumoxid- Nickel- Cermets einen hohen thermischen Neutronenabsorptionsquerschnitt aufweisen.
Warum ist das wichtig? Nun, Kernreaktoren benötigen ein Material mit solchen Eigenschaften, um Kontrollstäbe zum Absorbieren von Neutronen und dadurch zum Abkühlen des Kernreaktionsprozesses zu bilden. Wichtig ist, dass die Cermets unter Neutronenbombardement weder anschwellen noch kontrahieren, obwohl sie ihre Form innerhalb eines Magnetfeldes ändern.
Als Radiumquelle werden Dysprosium-Cadmium-Chalkogenide zur Untersuchung verschiedener chemischer Reaktionen eingesetzt.
Dysprosiumoxid wird unterdessen als Dotierstoff in spezialisierten Kondensatoren für die Elektronikindustrie verwendet.
Die Fähigkeit der Seltenen Erde, magnetisiert zu werden, macht sie auch ideal für Komponenten in Festplatten und anderen Datenspeichern.
Halogenid-Entladungslampen und Lasermaterialien, die Dysprosium und Vanadium kombinieren, die Dysprosiumiodid (DyI3) verwenden, erzeugen ein sehr intensives, weißes Licht.
Calciumsulfat- und Calciumfluoridkristalle, die mit Dysprosium dotiert sind, können in Dosimetern, spezialisierten Werkzeugen zur Messung ionisierender Strahlung, verwendet werden. Dies liegt daran, dass das Dysprosium leuchten wird, wenn das Material Strahlung ausgesetzt wird. Das Lumineszenzniveau gibt das umgebende Strahlungsniveau an.
Schließlich haben Nanofasern bestimmter Dysprosiumverbindungen gezeigt, dass sie eine große Oberfläche besitzen und extrem stark sind.
Diese Eigenschaften können sie für Katalysatorbestandteile oder hochfeste korrosionsbeständige Anwendungen geeignet machen.
Quellen
Arnold Magnetische Technologien. Die wichtige Rolle von Dysprosium in modernen Permanentmagneten . 17. Januar 2012.
Kingsnorth, Prof. Dudley. "Kann Chinas Rare Earths Dynastie überleben?" Chinas Konferenz für industrielle Mineralien und Märkte. Präsentation: 24. September 2013.