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ジスプロシウム
Dy 66

ジスプロシウム Dysprosium

ジスプロシウム(ジスプロシウム)は化学元素であり、元素記号 Dy、原子番号 66 である。銀白色の柔らかい稀土金属である。工業的にジスプロシウムはほぼ 100% ネオジム鉄ホウ素磁石のドープに使用される——3-5% のジスプロシウムを添加すると磁石の保磁力を顕著に高め、180°C までの高温でも磁化を維持するため、電気自動車駆動モーターのかけがえのない核心材料である。

ランタン系(希土類) USGS 2025 銀白色
原子番号 66Z
原子量 162.5u
価電子 2
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
密度
8.54g/cm³
融点
1407°C
地殻存在量
5.2ppm
年間生産量
500tonnes REO
リサイクル率
1%(低いリサイクル率;ネオジム磁石(Dy-Nd-Fe-B)から回収

なぜ使われるか

ジスプロシウムの添加(3-5%)により、ネオジム-鉄-ホウ素(NdFeB)永久磁石の高温での保磁力が劇的に向上——180℃まで動作する電気自動車の駆動モーターで熱による減磁を防ぐ。この役割によりジスプロシウムは最重要鉱物と位置付けられ、生産量の95%が中国から供給されている。

用途

NdFeB magnet additiveLasers

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

ジスプロシウムは重希土類の中でも特に戦略的価値の高い元素の一つであり、その用途のほぼすべてが高級 NdFeB 磁石と結びついている。普通の NdFeB 磁石は 100 °C を超えたあたりから目立って減磁するのに対し、電気自動車の駆動モーター、風力発電機、産業用サーボモーターは高温・強振動下で連続運転される。磁石の粒界に数パーセントのジスプロシウムを添加すると、技術者は磁気結晶異方性界と保磁力を大幅に高めることができ、磁石は 150–200 °C でも磁化をしっかり保持する。言うなれば、ジスプロシウムなしには自動車用途に耐えうる耐熱等級の NdFeB モーターは存在しない。磁石以外では、ジスプロシウムは Tb-Dy-Fe 磁歪合金、ジスプロシウムメタルハライドランプ、特定のレーザー結晶のドーパントに使われる。その同位体も中性子を強く吸収するため、原子炉の制御材料に限られた用途を持つ。世界的な供給が極めて集中しているため、ジスプロシウムは古くから重要金属と見なされてきた。

主な化合物とその用途

Dy2O3(酸化ジスプロシウム(III))は、ジスプロシウムの主要な酸化物である。わずかに黄色みを帯びた白色の粉末であり、ジスプロシウム金属、ジスプロシウム・鉄合金、NdFeB 磁石の粒界添加に用いられるジスプロシウムターゲットを製造する直接原料である。ガラスや陶磁器の着色添加剤、光磁気ディスク薄膜の成膜ターゲットとしても用いられる。DyCl3(三塩化ジスプロシウム)は溶媒抽出分離フローの中間生成物で、カルシウム還元または溶融塩電解によりジスプロシウム金属を得て、鉄やテルビウムと合金化して磁石や磁歪材料に供する。工業的には金属単体が直接使われることはほとんどなく、ジスプロシウムはジスプロシウム・鉄合金、ジスプロシウムターゲット、あるいは酸化ジスプロシウム粉末の形で磁石メーカーに届けられる。NdFeB 磁石の表面に付けて粒界拡散させることで、最小限のジスプロシウムで最大の保磁力向上を実現する。

元素小史

1886年にポール=エミール・ルコック・ド・ボワボーランがホルミウム標本を分析する中で分光的に検出し、その酸化物が「手に入れるのが難しい」と評した。純金属として単離されたのは1906年のこと。現在はモナザイトとバストネサイト鉱石から回収されている。高温での磁気的性質が現代の電気自動車モーターに不可欠となっている。

関連元素

La · ランタン Ce · セリウム Pr · プラセオジム Nd · ネオジム Pm · プロメチウム Sm · サマリウム Eu · ユウロピウム Gd · ガドリニウム

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

ジスプロシウムの融点は何度ですか?
1407 °C
ジスプロシウムの沸点は何度ですか?
2567 °C
ジスプロシウムの密度はどのくらいですか?
8.54 g/cm³
ジスプロシウムの原子番号と分類は何ですか?
66 · ランタン系(希土類)
ジスプロシウムは主にどの鉱物から採取されますか?
バストネサイト、イオン吸着型
ジスプロシウムの世界埋蔵量はどのくらいですか?
6000000 tonnes REO
ジスプロシウムの年間生産量はどのくらいですか?
500 tonnes REO
ジスプロシウムは主に何に使われますか?
ジスプロシウムの添加(3-5%)により、ネオジム-鉄-ホウ素(NdFeB)永久磁石の高温での保磁力が劇的に向上——180℃まで動作する電気自動車の駆動モーターで熱による減磁を防ぐ。この役割によりジスプロシウムは最重要鉱物と位置付けられ、生産量の95%が中国から供給されている。
ジスプロシウムは誰がいつ発見しましたか?
ルコック・ド・ボアボードラン · 1886