Диспрозий в слитках ДиМ-3 в Минске

Диспрозий в слитках ДиМ-3: характеристики, применение и поставка

Диспрозий в слитках марки ДиМ-3 — редкоземельный металл иттриевой подгруппы, получаемый металлотермическим восстановлением фторида диспрозия кальцием с последующей вакуумной переплавкой. Марка ДиМ-3 нормирует содержание основного элемента не менее 99,3 % и регламентирует примеси по ГОСТ 23862.1–79 и ГОСТ 23862.2–79. Слитки отличаются крупнокристаллической структурой с выраженной текстурой, что учитывается при механической обработке и последующем легировании.

Технические параметры марки ДиМ-3

Металл сохраняет гексагональную плотноупакованную решётку до точки Кюри 85 K и обладает одним из наиболее высоких сечений захвата тепловых нейтронов среди редкоземельных элементов. Температура плавления диспрозия — 1412 C, температура кипения — 2567 C, плотность — 8,55 г/см. Упругость пара при 1200 C достаточна для эффективного испарения в вакуумных камерах, что используется в технологиях геттерной очистки.

Структура слитка и механическая обработка

Слитки ДиМ-3 отливаются в водоохлаждаемые изложницы, что формирует столбчатую кристаллическую структуру с направленной ориентацией зёрен вдоль оси слитка. Такая морфология повышает анизотропию механических свойств: предел прочности при растяжении вдоль оси достигает 150–180 МПа, поперёк — на 20–25 % ниже. Обработка резанием затруднена из-за склонности диспрозия к схватыванию с режущим инструментом; применяют твердосплавный инструмент с износостойкими покрытиями и обильное охлаждение.

Для получения шихты под вакуумно-дуговой или электронно-лучевой переплав слитки дробят гидравлическим прессом или фрезеруют в стружку. Перед загрузкой в печь поверхность очищают от оксидной плёнки травлением в азотной кислоте с последующей промывкой в дистиллированной воде и сушкой в вакуумном шкафу.

Области применения

• Постоянные магниты систем Nd–Fe–B с повышенной коэрцитивной силой для тяговых электродвигателей и ветрогенераторов.
• Поглощающие стержни и выгорающие поглотители в реакторах на тепловых нейтронах (DyO–TiO, Dy–Hf).
• Магнитострикционные сплавы Terfenol-D на основе Dy–Tb–Fe для гидроакустических излучателей и прецизионных приводов.
• Легирование жаропрочных никелевых и кобальтовых сплавов для лопаток газотурбинных установок.
• Геттеры в вакуумных системах и газоразрядных приборах для связывания остаточных кислорода и водорода.
• Металлотермические восстановители и добавки в спекаемых порошковых композициях.

Условия эксплуатации и хранения

Диспрозий химически активен: на воздухе покрывается рыхлой оксидной плёнкой, при нагреве выше 400 C окисляется интенсивно, а в дисперсном состоянии пирофорен. Слитки хранят в герметичной таре с инертным газом или под слоем минерального масла при влажности не выше 60 %. Транспортировка осуществляется в металлических контейнерах, исключающих контакт с влагой и активными газами.

В высокотемпературных процессах, таких как вакуумное напыление или индукционная плавка в тиглях из оксида алюминия, диспрозий взаимодействует с материалом тигля, поэтому применяют гарнисажную плавку или холодный тигель. При работе с расплавом требуется защитная атмосфера аргона и контроль парциального давления кислорода на уровне не выше 10 Па.

Вопросы и ответы