Диспрозій,символ Dy та атомний номер 66. Церідкоземельний елементз металевим блиском. Диспрозій ніколи не був знайдений як окрема речовина в природі, хоча він існує в різних мінералах, таких як фосфат ітрію.
Вміст диспрозію в земній корі становить 6 ppm, що нижче, ніж у
ітрійу важких рідкоземельних елементах. Він вважається відносно поширеним важким
рідкоземельний елемент і забезпечує гарну ресурсну основу для його застосування.
Диспрозій у природному стані складається з семи ізотопів, найпоширенішим з яких є 164Dy.
Диспрозій був вперше відкритий Полом Ахіллеком де Босполандом у 1886 році, але повністю його виділили лише з розвитком технології іонного обміну в 1950-х роках. Диспрозій має відносно мало застосувань, оскільки його неможливо замінити іншими хімічними елементами.
Розчинні солі диспрозію мають незначну токсичність, тоді як нерозчинні солі вважаються нетоксичними.
Відкриття історії
Відкрив: Л. Буабодран, француз
Відкритий у 1886 році у Франції
Після розлуки Моссандраербійземля татербійЗемля від ітрієвої землі в 1842 році, багато хіміків використовували спектральний аналіз, щоб ідентифікувати та визначити, що вони не є чистими оксидами елемента, що спонукало хіміків продовжувати їх розділення. Через сім років після розділення гольмію, в 1886 році, Бувабадран розділив його навпіл і залишив гольмій, іншу назвавши диспрозієм, з елементарним символом Dy. Це слово походить від грецького слова dysprositos і означає «важко отримати». З відкриттям диспрозію та інших рідкоземельних елементів завершено іншу половину третього етапу відкриття рідкоземельних елементів.
Електронна конфігурація
Електронна верстка:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p6 6s² 4f10
ізотоп
У природному стані диспрозій складається з семи ізотопів: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy та 164Dy. Всі вони вважаються стабільними, незважаючи на розпад 156Dy з періодом напіврозпаду понад 1 * 1018 років. Серед природних ізотопів 164Dy є найпоширенішим – 28%, за ним йде 162Dy з 26%. Найменш поширеним є 156Dy – 0,06%. Також було синтезовано 29 радіоактивних ізотопів, від 138 до 173 за атомною масою. Найстабільнішим є 154Dy з періодом напіврозпаду приблизно 3106 років, а потім 159Dy з періодом напіврозпаду 144,4 дня. Найбільш нестабільним є 138 Dy з періодом напіврозпаду 200 мілісекунд. 154Dy в основному спричинений альфа-розпадом, тоді як розпад 152Dy та 159Dy в основному спричинений захопленням електронів.
Метал
Диспрозій має металевий блиск та яскравий срібний блиск. Він досить м'який і може оброблятися без іскор, якщо уникати перегріву. На фізичні властивості диспрозію впливає навіть невелика кількість домішок. Диспрозій та гольмій мають найвищу магнітну силу, особливо за низьких температур. Простий феромагнетик диспрозію переходить у спіральний антиферомагнітний стан за температур нижче 85 K (-188,2 C) та вище 85 K (-188,2 C), де всі атоми паралельні нижньому шару в певний момент і звернені до сусідніх шарів під фіксованим кутом. Цей незвичайний антиферомагнетизм переходить у невпорядкований (парамагнітний) стан при 179 K (-94 C).
Застосування:
(1) Як добавка для постійних магнітів на основі неодиму та заліза бору, додавання приблизно 2-3% диспрозію до цього типу магніту може покращити його коерцитивну силу. У минулому попит на диспрозій був невисоким, але зі зростанням попиту на магніти на основі неодиму та заліза бору він став необхідним добавковим елементом, з вмістом речовини близько 95-99,9%, і попит також швидко зростає.
(2) Диспрозій використовується як активатор для люмінофорів, а тривалентний диспрозій є перспективним активуючим іоном для триколірних люмінесцентних матеріалів з одним центром випромінювання. Він складається переважно з двох смуг випромінювання: одна — жовта, а інша — синя. Люмінесцентні матеріали, леговані диспрозієм, можна використовувати як триколірні люмінофори.
(3) Диспрозій є необхідною металевою сировиною для отримання великого магнітострикційного сплаву терфенолу, який дозволяє досягати точних механічних рухів.
(4)Металевий диспрозій може використовуватися як магнітооптичний запам'ятовуючий матеріал з високою швидкістю запису та чутливістю зчитування.
(5) Для виготовлення диспрозієвих ламп робочою речовиною, що використовується в диспрозієвих лампах, є йодид диспрозію. Цей тип ламп має такі переваги, як висока яскравість, гарний колір, висока колірна температура, малий розмір та стабільна дуга. Його використовували як джерело світла для кіно, друку та інших освітлювальних застосувань.
(6) Через велику площу поперечного перерізу захоплення нейтронів елементом диспрозію, його використовують в атомній енергетиці для вимірювання нейтронних спектрів або як поглинач нейтронів.
(7) Dy3Al5O12 також може бути використаний як магнітна робоча речовина для магнітного охолодження. З розвитком науки і техніки сфери застосування диспрозію продовжуватимуть розширюватися та посилюватися.
(8) Нановолокна диспрозієвих сполук мають високу міцність та площу поверхні, тому їх можна використовувати для зміцнення інших матеріалів або як каталізатори. Нагрівання водного розчину DyBr3 та NaF під тиском 450 бар протягом 17 годин до 450 °C може призвести до отримання волокон фториду диспрозію. Цей матеріал може залишатися в різних водних розчинах понад 100 годин без розчинення або агрегації за температур понад 400 °C.
(9) У холодильниках для розмагнічування теплоізоляції використовуються певні парамагнітні кристали солі диспрозію, включаючи диспрозій-галій-гранат (DGG), диспрозій-алюмінієвий гранат (DAG) та диспрозій-залізний гранат (DyIG).
(10) Сполуки елементів групи оксиду диспрозію кадмію є джерелами інфрачервоного випромінювання, які можна використовувати для вивчення хімічних реакцій. Диспрозій та його сполуки мають сильні магнітні властивості, що робить їх корисними в пристроях зберігання даних, таких як жорсткі диски.
(11) Неодимову частину неодимових залізо-борових магнітів можна замінити диспрозієм для збільшення коерцитивної сили та покращення термостійкості магнітів. Він використовується в пристроях з високими вимогами до продуктивності, таких як двигуни приводу електромобілів. Автомобілі, що використовують цей тип магніту, можуть містити до 100 грамів диспрозію на транспортний засіб. Згідно з оцінками річних продажів Toyota у 2 мільйони автомобілів, це незабаром призведе до вичерпання світових запасів металевого диспрозію. Магніти, замінені диспрозієм, також мають високу корозійну стійкість.
(12) Сполуки диспрозію можуть бути використані як каталізатори в нафтопереробній та хімічній промисловості. Якщо диспрозій додати як структурний промотор до каталізатора синтезу феріоксиду аміаку, можна покращити каталітичну активність та термостійкість каталізатора. Оксид диспрозію може бути використаний як високочастотний діелектричний керамічний компонентний матеріал зі структурою Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2, який може бути використаний для діелектричних резонаторів, діелектричних фільтрів, діелектричних диплексорів та комунікаційних пристроїв.
Час публікації: 23 серпня 2023 р.