Диспрозий

Диспрозий (Dy, Z=66) — критически важный редкоземельный металл для высокотемпературных постоянных магнитов. Добавка 2–10% Dy в сплав NdFeB резко повышает коэрцитивную силу при температурах 100–200°C, что является обязательным требованием для тяговых двигателей электромобилей.

Без диспрозия: магнит Nd₂Fe₁₄B при 150°C имеет коэрцитивную силу Hcj ≈ 800 кА/м — недостаточно для тяговых двигателей EV. С добавкой 5% Dy: Hcj при 150°C возрастает до 1500–2000 кА/м — двигатель работает без риска размагничивания при перегреве в пробке. Механизм: Dy замещает Nd в кристаллической решётке, повышая поле анизотропии зерна; при этом остаточная намагниченность Br снижается (т.к. магнитный момент Dy антипараллелен Fe-подрешётке), что снижает максимальное энергетическое произведение — компромисс между коэрцитивностью и индукцией.

Китай контролирует ~80–85% мирового производства Dy (около 2500 т/год из Внутренней Монголии); экспортные квоты периодически вызывали ценовые скачки с 200 до 3000 USD/кг в 2011 году. Именно дефицит и стоимость Dy стимулировали разработку «Dy-free» или «Dy-lean» магнитных составов (добавка Tb вместо Dy — более эффективна на единицу массы, но Tb ещё дефицитнее), а также технологий диффузионного нанесения Dy/Tb только в приграничные зоны зёрен — снижение расхода на 50–70% при сохранении свойств.