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 коре составляет 6 ppm, что ниже, чем у
иттрийв тяжелых редкоземельных элементах. Считается относительно распространенным тяжелым
редкоземельный элемент и обеспечивает хорошую ресурсную основу для его применения.
Диспрозий в своем 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 сравнительно мало применений, поскольку его нельзя заменить другими химическими элементами.
Растворимые соли диспрозия обладают незначительной токсичностью, а нерастворимые соли считаются нетоксичными.
Открывая историю
Обнаружил: Л. Буабодран, француз.
Обнаружен в 1886 году во Франции.
После того, как Моссандер рассталсяэрбийземля итербийЗемля из иттриевой земли в 1842 году многие химики использовали спектральный анализ, чтобы идентифицировать и определить, что они не являются чистыми оксидами элемента, что побудило химиков продолжать их разделение. Через семь лет после отделения гольмия, в 1886 году, Бувабадран разделил его пополам и сохранил гольмий, другой назвал диспрозием, с элементарным символом Dy. Это слово происходит от греческого слова disprositos и означает «трудно достать». С открытием диспрозия и других редкоземельных элементов 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 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 164Dy является наиболее распространенным (28%), за ним следует 162Dy (26%). Наименее достаточным является 156Dy, 0,06%. Также было синтезировано 29 радиоактивных изотопов в диапазоне от 138 до 173 по атомной массе. Наиболее стабильным является 154Dy с периодом полураспада примерно 3106 лет, за ним следует 159Dy с периодом полураспада 144,4 дня. Самым нестабильным является 138 Dy с периодом полураспада 200 миллисекунд. 154Dy в основном вызван альфа-распадом, тогда как распады 152Dy и 159Dy в основном вызваны захватом электронов.
Металл
Диспрозий имеет металлический блеск и яркий серебряный блеск. Он довольно мягкий, и его можно обрабатывать без искр, если избегать перегрева. На физические свойства диспрозия влияет даже небольшое количество примесей. Диспрозий и гольмий обладают наибольшей магнитной силой, особенно при низких температурах. Простой ферромагнетик диспрозия переходит в спиральное антиферромагнитное состояние при температурах ниже 85 К (-188,2 С) и выше 85 К (-188,2 С), когда 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 С).
Приложение:
(1) В качестве добавки к неодим-железо-борным постоянным магнитам добавление около 2-3% диспрозия к этому типу магнита может улучшить его коэрцитивную силу. В прошлом спрос на диспрозий не был высоким, но с ростом спроса на неодимовые железо-борные магниты он стал необходимым добавочным элементом с содержанием около 95-99,9%, и спрос также быстро растет.
(2) Диспрозий используется в качестве активатора люминофоров, а трехвалентный диспрозий является перспективным активирующим ионом для трехцветных люминесцентных материалов с одним эмиссионным центром. В основном он состоит из двух полос излучения: одна — желтого излучения, а другая — синего излучения. Люминесцентные материалы, легированные диспрозием, можно использовать в качестве трехцветных люминофоров.
(3) Диспрозий является необходимым металлическим сырьем для получения крупного магнитострикционного сплава терфенола, который может обеспечить достижение точных механических движений.
(4)Диспрозий металлический может использоваться в качестве магнитооптического накопителя с высокой скоростью записи и чувствительностью считывания.
(5) Для изготовления диспрозиевых ламп рабочим веществом, используемым в диспрозиевых лампах, является йодид диспрозия. Этот тип лампы имеет такие преимущества, как высокая яркость, хороший цвет, высокая цветовая температура, небольшой размер и стабильная дуга. Он использовался в качестве источника освещения для фильмов, печати и других осветительных приложений.
(6) Из-за большой площади поперечного сечения захвата нейтронов элемент диспрозий используется в атомной энергетике для измерения спектров нейтронов или в качестве поглотителя нейтронов.
(7) Dy3Al5O12 также можно использовать в качестве магнитного рабочего вещества для магнитного охлаждения. С развитием науки и техники области применения диспрозия будут продолжать расширяться и расширяться.
(8) Нановолокна соединений диспрозия имеют высокую прочность и площадь поверхности, поэтому их можно использовать для упрочнения других материалов или в качестве катализаторов. Нагревание водного раствора DyBr3 и NaF при давлении 450 бар в течение 17 часов до 450°C позволяет получить волокна фторида диспрозия. Этот материал может оставаться в различных водных растворах более 100 часов без растворения и агрегации при температуре, превышающей 400°С.
(9) В холодильниках с теплоизоляцией и размагничиванием используются определенные парамагнитные кристаллы солей диспрозия, в том числе диспрозиево-галлиевый гранат (DGG), диспрозиево-алюминиевый гранат (DAG) и диспрозиево-железный гранат (DyIG).
(10) Соединения элементов оксидной группы диспрозия-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) Неодимовую часть неодимовых железо-борных магнитов можно заменить диспрозием для увеличения коэрцитивной силы и улучшения термостойкости магнитов. Он используется в приложениях с высокими требованиями к производительности, таких как приводные двигатели электромобилей. Автомобили, в которых используются магниты этого типа, могут содержать до 100 граммов диспрозия на автомобиль. Согласно оценкам годового объема продаж Toyota в 2 миллиона автомобилей, вскоре мировые запасы металлического диспрозия истощатся. Магниты, замененные диспрозием, также обладают высокой коррозионной стойкостью.
(12) Соединения диспрозия могут быть использованы в качестве катализаторов в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Если диспрозий добавить в качестве структурного промотора в катализатор синтеза ферриоксида аммиака, каталитическую активность и термостойкость катализатора можно улучшить. Оксид диспрозия можно использовать в качестве материала высокочастотных диэлектрических керамических компонентов со структурой Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, который можно использовать для диэлектрических резонаторов, диэлектрических фильтров, диэлектрических диплексеров и устройств связи.
Время публикации: 23 августа 2023 г.