Диспрозій,символ Dy і атомний номер 66. Це aрідкоземельний 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. Вважається відносно рясним важким
рідкоземельний елемент і забезпечує хорошу ресурсну основу для його застосування.
Диспрозій у своєму природному стані складається з семи ізотопів, найпоширенішим із яких є 164 Dy.
Диспрозій був спочатку відкритий Полом Ахілеком де Босполандом у 1886 році, але він був повністю виділений лише після розвитку технології іонного обміну в 1950-х роках. Диспрозій має відносно небагато застосувань, оскільки його неможливо замінити іншими хімічними елементами.
Розчинні солі диспрозію мають слабку токсичність, тоді як нерозчинні солі вважаються нетоксичними.
Відкриття історії
Відкрив: Л. Буабодран, франц
Відкритий в 1886 році у Франції
Після розлучення Моссандераербійземля ітербійЗемля з 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 розділяти. Через сім років після відокремлення гольмію, у 1886 році, Бувабадран розділив його навпіл і залишив гольмій, інший названий диспрозієм із символом елемента Dy. Це слово походить від грецького слова dysprositos і означає «важко отримати». З відкриттям диспрозію та інших рідкоземельних елементів була завершена друга половина третього етапу відкриття рідкоземельних елементів.
Електронна конфігурація
Електронний макет:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
ізотоп
У своєму природному стані диспрозій складається з семи ізотопів: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy і 164Dy. Усі вони вважаються стабільними, незважаючи на розпад 156Dy з періодом напіврозпаду понад 1 * 1018 років. Серед ізотопів, що зустрічаються в природі, 164Dy є найпоширенішим із 28%, за яким слідує 162Dy з 26%. Найменш достатнім є 156Dy, 0,06%. Також було синтезовано 29 радіоактивних ізотопів, що варіюються від 138 до 173 за атомною масою. Найстабільнішим є 154Dy з періодом напіврозпаду приблизно 3106 років, за яким слідує 159Dy з періодом напіврозпаду 144,4 дня. Найнестабільнішим є 138 Dy з періодом напіврозпаду 200 мілісекунд. 154Dy в основному викликаний альфа-розпадом, тоді як розпади 152Dy і 159Dy викликані в основному захопленням електронів.
метал
Диспрозій має металевий блиск і яскраво-сріблястий блиск. Він досить м’який і його можна обробляти без іскріння, якщо уникнути перегріву. На фізичні властивості диспрозію впливає навіть невелика кількість домішок. Найбільшу магнітну силу, особливо при низьких температурах, мають диспрозій і гольмій. Простий диспрозієвий феромагнетик переходить у спіральний антиферомагнітний стан при температурах нижче 85 K (-188,2 C) і вище 85 K (-188,2 C), де всі атоми паралельні нижньому шару в певний момент і стикаються з сусідніми шарами під фіксованим кутом . Цей незвичайний антиферомагнетизм перетворюється в невпорядкований (парамагнітний) стан при 179 K (-94 C).
застосування:
(1) Як добавка для постійних магнітів на основі неодиму, заліза і бору, додавання приблизно 2-3% диспрозію до цього типу магніту може покращити його коерцитивну силу. У минулому попит на диспрозій був невисоким, але зі збільшенням попиту на неодимові залізо-борні магніти він став необхідним додатковим елементом із вмістом приблизно 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 емісійним центром. Він в основному складається з двох смуг випромінювання, одна - жовте випромінювання, а інша - синє. В якості триколірних люмінофорів можна використовувати люмінесцентні матеріали, леговані диспрозієм.
(3) Диспрозій є необхідною металевою сировиною для приготування великого магнітострикційного сплаву терфенолу, який може забезпечити точні механічні рухи.
(4)Металевий диспрозій може використовуватися як магнітооптичний запам'ятовуючий матеріал з високою швидкістю запису та чутливістю до зчитування.
(5) Для приготування 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 і стабільна дуга. Він використовувався як джерело освітлення для фільмів, друку та інших програм освітлення.
(6) Завдяки великій площі поперечного перерізу захоплення нейтронів елементом диспрозій він використовується в атомній енергетиці для вимірювання спектрів нейтронів або як поглинач нейтронів.
(7) Dy3Al5O12 також можна використовувати як магнітну робочу речовину для магнітного охолодження. З розвитком науки і техніки області застосування диспрозію будуть постійно розширюватися.
(8) Нановолокна сполуки диспрозію мають високу міцність і площу поверхні, тому їх можна використовувати для зміцнення інших матеріалів або як каталізатори. Нагрівання водного розчину DyBr3 і NaF при тиску 450 бар протягом 17 годин до 450 °C може призвести до отримання волокон фториду диспрозію. Цей матеріал може залишатися в різних водних розчинах більше 100 годин без розчинення або агрегації при температурах вище 400 ° C.
(9) У холодильниках із розмагнічуванням теплоізоляції використовуються певні парамагнітні кристали диспрозієвої солі, зокрема диспрозієвий галієвий гранат (DGG), диспрозієвий алюмінієвий гранат (DAG) і диспрозієвий залізний гранат (DyIG).
(10) Сполуки елементів групи диспрозій кадмій оксид є джерелами інфрачервоного випромінювання, які можна використовувати для вивчення хімічних реакцій. Диспрозій і його сполуки мають сильні магнітні властивості, що робить їх корисними в пристроях зберігання даних, таких як жорсткі диски.
(11) Неодимова частина неодимових залізо-борних магнітів може бути замінена диспрозієм для збільшення коерцитивної сили та покращення термостійкості магнітів. Він використовується в додатках з високими вимогами до продуктивності, таких як двигуни електромобілів. Автомобілі, які використовують цей тип магніту, можуть містити до 100 грамів диспрозію на автомобіль. Відповідно до приблизних річних продажів Toyota у 2 мільйони автомобілів, незабаром глобальні пропозиції металевого диспрозію скоротяться. Магніти, замінені диспрозієм, також мають високу корозійну стійкість.
(12) Сполуки диспрозію можна використовувати як каталізатори в нафтопереробній та хімічній промисловості. Якщо диспрозій додати як структурний промотор в каталізатор синтезу залізооксиду аміаку, можна покращити каталітичну активність і термостійкість каталізатора. Оксид диспрозію можна використовувати як високочастотний діелектричний керамічний компонентний матеріал зі структурою Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, який можна використовувати для діелектричних резонаторів, діелектричних фільтрів, діелектричних диплексерів і пристроїв зв'язку.
Час публікації: 23 серпня 2023 р