Диспрозий,символ Dy и атомный номер 66. Эторедкоземельный элементс металлическим блеском. Диспрозий никогда не встречался в природе в виде отдельного вещества, хотя он существует в различных минералах, таких как фосфат иттрия.
Содержание диспрозия в земной коре составляет 6 частей на миллион, что ниже, чем
иттрийв тяжелых редкоземельных элементах. Он считается относительно распространенным тяжелым
редкоземельный элемент и обеспечивает хорошую ресурсную базу для его применения.
Диспрозий в естественном состоянии состоит из семи изотопов, наиболее распространенным из которых является 164 Dy.
Диспрозий был первоначально открыт Полем Ахиллеком де Босполандом в 1886 году, но только с развитием технологии ионного обмена в 1950-х годах он был полностью изолирован. Диспрозий имеет относительно мало применений, поскольку его нельзя заменить другими химическими элементами.
Растворимые соли диспрозия обладают слабой токсичностью, тогда как нерастворимые соли считаются нетоксичными.
Открывая историю
Открыто: Л. Буабодран, Франция
Обнаружен в 1886 году во Франции.
После того, как Моссандер отделилсяэрбийземля итербийземли из иттриевой земли в 1842 году, многие химики использовали спектральный анализ, чтобы идентифицировать и определить, что они не были чистыми оксидами элемента, что побудило химиков продолжить их разделение. Через семь лет после разделения гольмия, в 1886 году, Бувабадранд разделил его пополам и сохранил гольмий, другой назвал диспрозий, с элементным символом Dy. Это слово происходит от греческого слова dysprositos и означает «труднодоступный». С открытием диспрозия и других редкоземельных элементов была завершена вторая половина третьего этапа открытия редкоземельных элементов.
Электронная конфигурация
Электронный макет:
1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 4с2 3д10 4п6 5с2 4д10 5п6 6с2 4ф10
изотоп
В своем естественном состоянии диспрозий состоит из семи изотопов: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy и 164Dy. Все они считаются стабильными, несмотря на распад 156Dy с периодом полураспада более 1 * 1018 лет. Среди встречающихся в природе изотопов наиболее распространен 164Dy — 28%, за ним следует 162Dy — 26%. Наименее достаточным является 156Dy — 0,06%. Также было синтезировано 29 радиоактивных изотопов с атомной массой от 138 до 173. Наиболее стабильным является 154Dy с периодом полураспада приблизительно 3106 лет, за ним следует 159Dy с периодом полураспада 144,4 дня. Самым нестабильным является 138 Dy с периодом полураспада 200 миллисекунд. 154 Dy в основном вызывается альфа-распадом, тогда как распад 152Dy и 159Dy в основном вызван электронным захватом.
Металл
Диспрозий имеет металлический блеск и яркий серебристый блеск. Он довольно мягкий и может обрабатываться без искрения, если избегать перегрева. Физические свойства диспрозия зависят даже от небольшого количества примесей. Диспрозий и гольмий имеют самую высокую магнитную силу, особенно при низких температурах. Простой ферромагнетик диспрозий становится спиральным антиферромагнитным состоянием при температурах ниже 85 К (-188,2 °C) и выше 85 К (-188,2 °C), где все атомы параллельны нижнему слою в определенный момент и обращены к соседним слоям под фиксированным углом. Этот необычный антиферромагнетизм переходит в неупорядоченное (парамагнитное) состояние при 179 К (-94 °C).
Приложение:
(1) В качестве добавки для постоянных магнитов из неодима и железа и бора добавление около 2-3% диспрозия к этому типу магнита может улучшить его коэрцитивную силу. В прошлом спрос на диспрозий был невысоким, но с ростом спроса на магниты из неодима и железа и бора он стал необходимым элементом добавки с содержанием около 95-99,9%, и спрос также быстро растет.
(2) Диспрозий используется в качестве активатора для фосфоров, а трехвалентный диспрозий является перспективным активирующим ионом для трехцветных люминесцентных материалов с одним центром излучения. Он в основном состоит из двух полос излучения, одна из которых является желтым излучением, а другая - синим излучением. Легированные диспрозием люминесцентные материалы могут использоваться в качестве трехцветных фосфоров.
(3) Диспрозий является необходимым металлическим сырьем для приготовления большого магнитострикционного сплава терфенола, который позволяет достигать точных механических движений.
(4)Диспрозий металлический может использоваться как магнитооптический носитель информации с высокой скоростью записи и чувствительностью считывания.
(5) Для изготовления диспрозиевых ламп рабочим веществом, используемым в диспрозиевых лампах, является иодид диспрозия. Этот тип ламп имеет такие преимущества, как высокая яркость, хороший цвет, высокая цветовая температура, небольшой размер и стабильная дуга. Он использовался в качестве источника освещения для кино, печати и других приложений освещения.
(6) Благодаря большой площади поперечного сечения захвата нейтронов элемент диспрозий используется в атомной энергетике для измерения нейтронных спектров или в качестве поглотителя нейтронов.
(7) Dy3Al5O12 также может быть использован в качестве магнитного рабочего вещества для магнитного охлаждения. С развитием науки и техники области применения диспрозия будут продолжать расширяться и расширяться.
(8) Нановолокна соединения диспрозия обладают высокой прочностью и площадью поверхности, поэтому их можно использовать для укрепления других материалов или в качестве катализаторов. Нагревание водного раствора DyBr3 и NaF при давлении 450 бар в течение 17 часов до 450 °C может привести к образованию волокон фторида диспрозия. Этот материал может оставаться в различных водных растворах более 100 часов без растворения или агрегации при температурах, превышающих 400 °C.
(9) Теплоизоляционные размагничивающие холодильники используют определенные парамагнитные кристаллы солей диспрозия, включая диспрозиево-галлиевый гранат (DGG), диспрозиево-алюминиевый гранат (DAG) и диспрозиево-железный гранат (DyIG).
(10) Соединения элементов группы оксида диспрозия и кадмия являются источниками инфракрасного излучения, которые можно использовать для изучения химических реакций. Диспрозий и его соединения обладают сильными магнитными свойствами, что делает их полезными в устройствах хранения данных, таких как жесткие диски.
(11) Неодимовая часть магнитов из неодима, железа и бора может быть заменена диспрозием для увеличения коэрцитивной силы и улучшения термостойкости магнитов. Он используется в приложениях с высокими требованиями к производительности, таких как двигатели электромобилей. Автомобили, в которых используется этот тип магнита, могут содержать до 100 граммов диспрозия на транспортное средство. Согласно оценкам Toyota, годовой объем продаж составляет 2 миллиона автомобилей, что вскоре приведет к истощению мировых запасов металла диспрозия. Магниты, замененные диспрозием, также обладают высокой коррозионной стойкостью.
(12) Соединения диспрозия могут быть использованы в качестве катализаторов в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Если диспрозий добавляется в качестве структурного промотора в катализатор синтеза аммиака на основе ферриоксида, каталитическая активность и термостойкость катализатора могут быть улучшены. Оксид диспрозия может быть использован в качестве высокочастотного диэлектрического керамического компонентного материала со структурой Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, который может быть использован для диэлектрических резонаторов, диэлектрических фильтров, диэлектрических диплексеров и устройств связи.
Время публикации: 23-авг-2023