Диспрозий в слитках НО-Ж в Минске


Диспрозий в слитках НО-Ж: характеристики, марки и применение

Диспрозий в слитках НО-Ж — металл редкоземельной группы, поставляемый в виде компактных слитков, полученных вакуумно-дуговым или индукционным плавлением. Маркировка НО-Ж указывает на металл высокой чистоты (основной компонент — диспрозий) с регламентированным содержанием примесей: кислорода, углерода, азота, железа и других РЗЭ. Такой продукт предназначен для дальнейшего передела — легирования сплавов, изготовления мишеней, шихты для спекания и производства постоянных магнитов.

Технические параметры слитков

Слитки диспрозия НО-Ж имеют серебристо-серую поверхность с характерным металлическим блеском, склонны к окислению на воздухе с образованием плотной оксидной плёнки. Металл парамагнитен, обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов, что определяет его применение в ядерной энергетике. Температура плавления диспрозия — 1412 C, плотность — 8,55 г/см, модуль упругости — около 61 ГПа.

ПараметрЗначениеМетод контроляВлияние на переделПримечание
Чистота по Dy99,5–99,9 %ICP-MSСтабильность магнитных свойствПо ТУ изготовителя
Кислород 0,05 %Восстановительное плавлениеСнижение охрупчиванияКритично для мишеней
Углерод 0,03 %Спектральный анализОбразование карбидовКонтроль шихты
Железо 0,10 %Атомно-абсорбционныйФерромагнитные включенияЛимитируется
Масса слитка0,5–5,0 кгВзвешиваниеЗагрузка тигляПо заказу

Марки и формы поставки

Диспрозий металлический выпускается в нескольких градациях чистоты, различающихся содержанием газовых примесей и редкоземельных элементов. Слитки НО-Ж относятся к категории металла с нормированным остаточным содержанием кислорода и углерода, что важно при вводе в расплавы на основе неодим–железо–бор.

  • ДиДр-1 — диспрозий металлический повышенной чистоты, сумма РЗЭ 99,9 %
  • ДиДр-2 — технический диспрозий, сумма РЗЭ 99,5 %
  • НО-Ж — слитки с регламентированным кислородом и углеродом
  • Диспрозий-Д — дистиллированный металл для мишеней магнетронного напыления
  • Шихта ДиДр — дроблёный металл для вакуумно-индукционной плавки

Применение в промышленности

Основной потребитель диспрозия в слитках НО-Ж — производство высококоэрцитивных постоянных магнитов системы Nd–Fe–B. Введение 2–7 % Dy повышает коэрцитивную силу спечённых магнитов и сохраняет магнитные параметры при нагреве до 180–200 C. Слитки загружают в вакуумно-индукционные печи совместно с неодимом, железом и бором, либо используют для приготовления лигатуры Dy–Fe.

В атомной энергетике диспрозий применяется как выгорающий поглотитель в регулирующих стержнях и тепловыделяющих сборках реакторов на тепловых нейтронах. Высокое сечение захвата (около 930 барн) позволяет управлять реактивностью без частого перемещения органов СУЗ. Слитки переплавляют в стержни или таблетки методом порошковой металлургии.

В электронной промышленности диспрозий служит материалом мишеней для магнетронного распыления плёнок Dy в тонкоплёночных структурах, а также компонентом люминофоров и лазерных кристаллов. В металлургии его вводят в жаропрочные магниевые и алюминиевые сплавы для повышения предела ползучести при 250–350 C.

Условия хранения и обращения

Слитки НО-Ж хранят в герметичной таре под слоем инертного газа или в вакуумной упаковке. Контакт с влажным воздухом приводит к образованию гидроксида диспрозия и потере массы при переплаве. При механической обработке (резка, дробление) применяют защитную атмосферу аргона, поскольку мелкая стружка диспрозия пирофорна. Температурный режим складского хранения — от –20 до +40 C при относительной влажности не выше 60 %.

Вопросы и ответы

Чем диспрозий НО-Ж отличается от технического диспрозия?

Маркировка НО-Ж предполагает нормированное содержание кислорода и углерода, тогда как технический металл может иметь повышенное газосодержание. Это критично при вводе в расплавы Nd–Fe–B, где примеси внедрения снижают коэрцитивную силу.

Какая чистота диспрозия требуется для постоянных магнитов?

Для спечённых магнитов системы Nd–Fe–B применяют диспрозий с суммой РЗЭ не ниже 99,5 % и содержанием кислорода не более 0,05 %. Более высокие примеси приводят к росту немагнитной фазы и падению остаточной индукции.

Почему слитки диспрозия хранят в инертной среде?

Диспрозий активно окисляется на воздухе, особенно при нагреве. Оксидная плёнка и гидроксид нарушают стехиометрию шихты при плавке, поэтому слитки изолируют от влаги и кислорода.

Можно ли дробить слитки НО-Ж на открытом воздухе?

Нет. Мелкая стружка и пыль диспрозия пирофорны. Дробление и резку выполняют в среде аргона или в вакуумных камерах с последующей герметизацией продукта.