Диспрозий в слитках ТУ 48-4-496-88 в Минске


Диспрозий в слитках ТУ 48-4-496-88: технические характеристики и применение

Диспрозий в слитках по ТУ 48-4-496-88 — редкоземельный металл иттриевой подгруппы, получаемый металлотермическим восстановлением из фторидных солей с последующей вакуумной переплавкой. Марка регламентирует массовую долю основного элемента не ниже 99,5 % и лимитирует примеси: тантал, медь, никель, кремний, кальций, железо, а также газообразующие — кислород, азот, водород. Слитки отличаются крупнокристаллической структурой с выраженной текстурой, что учитывается при механической обработке и дальнейшем переделе.

Нормативные параметры поставки

Технические условия устанавливают форму, размеры и состояние поверхности слитков, а также правила приёмки и отбора проб. Контроль химического состава выполняется атомно-эмиссионным и масс-спектральным методами, содержание газов — методом восстановительного плавления в инертном газе.

ПоказательЗначениеМетод контроляЕдиницаПримечание
Диспрозий, не менее99,5АЭС-ИСП% масс.основной элемент
Кислород0,05–0,15восстановительное плавление% масс.лимитируется
Железо 0,05АЭС-ИСП% масс.примесь
Тантал 0,01масс-спектрометрия% масс.типичная примесь
Температура плавления1407справочнаяCфизическая константа
Плотность8,55справочнаяг/смпри 20 C

Структура и физико-механические свойства

Слитковый диспрозий кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решётке. Металл парамагнитен, обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов и ярко выраженной температурной зависимостью магнитной восприимчивости. Твёрдость по Бринеллю для литого металла составляет 45–55 HB, предел прочности при растяжении — 90–120 МПа, относительное удлинение — 8–15 %. При нагреве выше 200 C на воздухе интенсивно образуется оксидная плёнка, поэтому механическая обработка и хранение выполняются в инертной среде или под слоем минерального масла.

Области применения

  • Управляющие стержни и выгорающие поглотители реакторных установок на тепловых нейтронах, включая ВВЭР и PWR.
  • Легирующая добавка в сплавы на основе неодима для повышения коэрцитивной силы постоянных магнитов NdFeB, работающих при 150–200 C.
  • Магнитострикционные материалы систем Tb–Dy–Fe для гидроакустических излучателей и прецизионных приводов.
  • Мишени для вакуумного магнетронного напыления функциональных покрытий в микроэлектронике.
  • Модифицирование жаропрочных никелевых и алюминиевых сплавов в авиадвигателестроении.
  • Эталонные образцы и шихта для получения галогенидов диспрозия в металлургии редких земель.

Условия эксплуатации и переработки

Слитки транспортируются в герметичной таре с инертным заполнением. Резка выполняется на ленточнопильных станках с СОЖ, исключающей пирофорное окисление стружки. При вакуумно-дуговом или индукционном переплаве в тиглях из оксида кальция температура расплава поддерживается в диапазоне 1450–1550 C. Готовые изделия сохраняют магнитные и ядерно-физические характеристики в интервале от –196 C до 400 C при отсутствии контакта с влагой и активными газами.

Вопросы и ответы

Какая минимальная чистота диспрозия регламентирована ТУ 48-4-496-88?

Массовая доля основного элемента — не менее 99,5 %. Суммарное содержание лимитируемых примесей, включая тантал, железо и газообразующие, не превышает 0,5 %.

Для чего диспрозий вводят в сплавы NdFeB?

Замещение неодима диспрозием повышает коэрцитивную силу и температурную стабильность магнитов, что критично для тяговых электродвигателей и датчиков, работающих при 150–200 C.

Как хранить слитки диспрозия?

В герметичной таре с инертной атмосферой или под слоем минерального масла при влажности не выше 60 %. Контакт с открытым воздухом приводит к росту оксидной плёнки.

Какое сечение захвата тепловых нейтронов у диспрозия?

Природный диспрозий имеет сечение захвата порядка 930 барн, что определяет его применение в стержнях СУЗ ядерных реакторов.