Dysproz,symbol Dy i liczba atomowa 66. Jest topierwiastek ziem rzadkichz metalicznym połyskiem. Dysproz nigdy nie został znaleziony jako pojedyncza substancja w naturze, chociaż występuje w różnych minerałach, takich jak fosforan itru.
Zawartość dysprozu w skorupie ziemskiej wynosi 6 ppm i jest niższa niż w
itrw ciężkich pierwiastkach ziem rzadkich. Uważa się, że jest to stosunkowo obfity ciężki pierwiastek
pierwiastek ziem rzadkich i stanowi dobrą bazę surowcową do jego zastosowań.
Dysproz w stanie naturalnym składa się z siedmiu izotopów, z których najliczniej występującym jest 164 Dy.
Dysproz został pierwotnie odkryty przez Paula Achillecka de Bospoland w 1886 r., ale dopiero rozwój technologii wymiany jonowej w latach 50. XX wieku pozwolił na jego całkowite wyizolowanie. Dysproz ma stosunkowo niewiele zastosowań, ponieważ nie można go zastąpić innymi pierwiastkami chemicznymi.
Rozpuszczalne sole dysprozowe mają niewielką toksyczność, natomiast sole nierozpuszczalne uważa się za nietoksyczne.
Odkrywanie historii
Odkrył: L. Boisbaudran, Francuz
Odkryto w 1886 roku we Francji
Po rozstaniu MossanderaerbZiemia iterbziemia od itru ziemia w 1842 roku wielu chemików wykorzystało analizę widmową, aby zidentyfikować i ustalić, że nie są to czyste tlenki pierwiastka, co zachęciło chemików do dalszego ich rozdzielania. Siedem lat po oddzieleniu holmu, w 1886 roku, Bouvabadrand podzielił go na pół i zachował holm, drugi nazwany dysprozem, z symbolem pierwiastka Dy. Słowo to pochodzi od greckiego słowa dysprositos i oznacza „trudny do uzyskania”. Wraz z odkryciem dysprozu i innych pierwiastków ziem rzadkich, druga połowa trzeciego etapu odkrywania pierwiastków ziem rzadkich została ukończona.
Konfiguracja elektronowa
Układ elektroniczny:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
izotop
W stanie naturalnym dysproz składa się z siedmiu izotopów: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy i 164Dy. Wszystkie te izotopy uważa się za stabilne, pomimo rozpadu 156Dy z okresem półtrwania ponad 1 * 1018 lat. Spośród naturalnie występujących izotopów 164Dy jest najliczniejszy z 28%, a następnie 162Dy z 26%. Najmniej wystarczający jest 156Dy, 0,06%. Zsyntetyzowano również 29 radioaktywnych izotopów, w zakresie od 138 do 173, pod względem masy atomowej. Najbardziej stabilny jest 154Dy z okresem półtrwania wynoszącym około 3106 lat, a następnie 159Dy z okresem półtrwania wynoszącym 144,4 dnia. Najbardziej niestabilny jest 138 Dy, którego okres półtrwania wynosi 200 milisekund. 154Dy powstaje głównie na skutek rozpadu alfa, podczas gdy rozpady 152Dy i 159Dy powstają głównie na skutek wychwytu elektronów.
Metal
Dysproz ma metaliczny połysk i jasny srebrny połysk. Jest dość miękki i można go obrabiać bez iskrzenia, jeśli unika się przegrzania. Właściwości fizyczne dysprozu są zmieniane nawet przez niewielką ilość zanieczyszczeń. Dysproz i holm mają najwyższą siłę magnetyczną, szczególnie w niskich temperaturach. Prosty ferromagnetyk dysprozu staje się helisą antyferromagnetyczną w temperaturach poniżej 85 K (-188,2 C) i powyżej 85 K (-188,2 C), gdzie wszystkie atomy są równoległe do dolnej warstwy w określonym momencie i zwrócone są do sąsiednich warstw pod stałym kątem. Ten niezwykły antyferromagnetyzm przekształca się w nieuporządkowany (paramagnetyczny) stan w temperaturze 179 K (-94 C).
Aplikacja:
(1) Jako dodatek do magnesów trwałych z neodymu, żelaza i boru, dodanie około 2-3% dysprozu do tego typu magnesu może poprawić jego koercję. W przeszłości popyt na dysproz nie był wysoki, ale wraz ze wzrostem popytu na magnesy z neodymu, żelaza i boru, stał się on niezbędnym elementem dodatkowym o stopniu około 95-99,9%, a popyt również szybko rośnie.
(2) Dysproz jest stosowany jako aktywator fosforów, a trójwartościowy dysproz jest obiecującym jonem aktywującym dla trójkolorowych materiałów luminescencyjnych z pojedynczym centrum emisji. Składa się głównie z dwóch pasm emisyjnych, jedno to emisja żółta, a drugie to emisja niebieska. Materiały luminescencyjne domieszkowane dysprozem mogą być stosowane jako trójkolorowe fosfory.
(3) Dysproz jest niezbędnym surowcem metalicznym do wytwarzania dużego magnetostrykcyjnego stopu terfenolu, który umożliwia wykonywanie precyzyjnych ruchów mechanicznych.
(4)Metal dysprozowy może być stosowany jako materiał magnetooptyczny do przechowywania danych o dużej prędkości zapisu i czułości odczytu.
(5) Do przygotowania lamp dysprozowych substancją roboczą stosowaną w lampach dysprozowych jest jodek dysprozowy. Ten typ lampy ma zalety takie jak wysoka jasność, dobry kolor, wysoka temperatura barwowa, mały rozmiar i stabilny łuk. Był używany jako źródło światła do filmów, drukowania i innych zastosowań oświetleniowych.
(6) Ze względu na duży przekrój wychwytu neutronów dysproz jest stosowany w przemyśle energetyki atomowej do pomiaru widm neutronów lub jako pochłaniacz neutronów.
(7) Dy3Al5O12 może być również stosowany jako substancja robocza magnetyczna do chłodzenia magnetycznego. Wraz z rozwojem nauki i technologii, obszary zastosowań dysprozu będą się nadal rozszerzać i rozszerzać.
(8) Nanowłókna ze związków dysprozu mają dużą wytrzymałość i powierzchnię, dzięki czemu można je stosować do wzmacniania innych materiałów lub jako katalizatory. Ogrzewanie wodnego roztworu DyBr3 i NaF pod ciśnieniem 450 barów przez 17 godzin do temperatury 450 °C może wytworzyć włókna fluorku dysprozu. Materiał ten może pozostawać w różnych roztworach wodnych przez ponad 100 godzin bez rozpuszczania lub agregacji w temperaturach przekraczających 400 °C.
(9) W lodówkach z izolacją termiczną stosuje się pewne paramagnetyczne kryształy soli dysprozowej, w tym granat dysprozowo-galowy (DGG), granat dysprozowo-glinowy (DAG) i granat dysprozowo-żelazowy (DyIG).
(10) Związki pierwiastków grupy tlenku kadmu i dysprozu są źródłami promieniowania podczerwonego, które można wykorzystać do badania reakcji chemicznych. Dysproz i jego związki mają silne właściwości magnetyczne, co czyni je przydatnymi w urządzeniach do przechowywania danych, takich jak dyski twarde.
(11) Neodymowa część magnesów neodymowo-żelazowo-borowych może zostać zastąpiona dysprozem w celu zwiększenia koercji i poprawy odporności cieplnej magnesów. Jest on stosowany w zastosowaniach o wysokich wymaganiach wydajnościowych, takich jak silniki napędowe pojazdów elektrycznych. Samochody, w których stosuje się ten typ magnesu, mogą zawierać do 100 gramów dysprozu na pojazd. Według szacunków rocznej sprzedaży Toyoty wynoszącej 2 miliony pojazdów, wkrótce wyczerpie ona globalne zasoby metalu dysprozowego. Magnesy zastąpione dysprozem mają również wysoką odporność na korozję.
(12) Związki dysprozu mogą być stosowane jako katalizatory w przemyśle rafinacji ropy naftowej i chemicznym. Jeśli dysproz zostanie dodany jako promotor strukturalny w katalizatorze syntezy amoniaku tlenku ferrioksydu, aktywność katalityczna i odporność cieplna katalizatora mogą zostać ulepszone. Tlenek dysprozu może być stosowany jako materiał na komponent ceramiczny dielektryczny o wysokiej częstotliwości, o strukturze Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, który może być stosowany w rezonatorach dielektrycznych, filtrach dielektrycznych, diplekserach dielektrycznych i urządzeniach komunikacyjnych.
Czas publikacji: 23-08-2023