Dysprosium,symboli Dy ja atomiluku 66. Se on aharvinaista maametalliametallinen kiilto. Dysprosiumia ei ole koskaan löydetty yhtenä aineena luonnosta, vaikka sitä onkin useissa mineraaleissa, kuten yttriumfosfaatissa.
Dysprosiumin runsaus kuoressa on 6 ppm, mikä on pienempi kuin
yttriumraskaissa harvinaisten maametallien alkuaineissa. Sitä pidetään suhteellisen runsaana raskaana
harvinaista maametallia ja tarjoaa hyvän resurssiperustan sen sovellukselle.
Dysprosium luonnollisessa tilassaan koostuu seitsemästä isotoopista, joista runsain on 164 Dy.
Dysprosiumin löysi alun perin Paul Achilleck de Bospoland vuonna 1886, mutta vasta ioninvaihtotekniikan kehittyessä 1950-luvulla se eristettiin kokonaan. Dysprosiumilla on suhteellisen vähän sovelluksia, koska sitä ei voida korvata muilla kemiallisilla alkuaineilla.
Liukoisilla dysprosiumsuoloilla on lievä toksisuus, kun taas liukenemattomien suolojen katsotaan olevan myrkyttömiä.
Historian löytäminen
Löytäjä: L. Boisbaudran, ranska
Löydettiin vuonna 1886 Ranskasta
Mossanterin erottuaerbiummaa jaterbiummaa yttriummaasta vuonna 1842, monet kemistit käyttivät spektrianalyysiä tunnistaakseen ja määrittääkseen, että ne eivät olleet alkuaineen puhtaita oksideja, mikä rohkaisi kemistejä jatkamaan niiden erottamista. Seitsemän vuotta holmiumin erottamisen jälkeen, vuonna 1886, Bouvabadrand jakoi sen kahtia ja säilytti holmiumin, toinen nimeltään dysprosium, alkuainesymbolilla Dy. Tämä sana tulee kreikan sanasta dysprositos ja tarkoittaa "vaikea saada". Dysprosiumin ja muiden harvinaisten maametallien löytämisen myötä toinen puolisko harvinaisten maametallien löytämisen kolmannesta vaiheesta on saatu päätökseen.
Elektronien konfigurointi
Sähköinen asettelu:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotooppi
Luonnollisessa tilassaan dysprosium koostuu seitsemästä isotoopista: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy ja 164Dy. Näitä kaikkia pidetään stabiileina huolimatta 156Dy-hajoamisesta, jonka puoliintumisaika on yli 1 * 1018 vuotta. Luonnossa esiintyvistä isotoopeista 164Dy on runsain 28 %, jota seuraa 162Dy 26 %. Vähiten riittävä on 156Dy, 0,06%. Myös 29 radioaktiivista isotooppia on syntetisoitu, atomimassaltaan 138-173. Vakain on 154Dy, jonka puoliintumisaika on noin 3106 vuotta, jota seuraa 159Dy, jonka puoliintumisaika on 144,4 päivää. Epävakain on 138 Dy, jonka puoliintumisaika on 200 millisekuntia. 154Dy johtuu pääasiassa alfahajoamisesta, kun taas 152Dy ja 159Dy johtuvat pääasiassa elektronien sieppauksesta.
Metalli
Dysprosiumilla on metallinen kiilto ja kirkas hopeakiilto. Se on melko pehmeä ja voidaan työstää ilman kipinöintiä, jos ylikuumenemista vältetään. Dysprosiumin fysikaalisiin ominaisuuksiin vaikuttaa pienikin määrä epäpuhtauksia. Dysprosiumilla ja holmiumilla on korkein magneettinen lujuus, erityisesti alhaisissa lämpötiloissa. Yksinkertaisesta dysprosiumferromagneetista tulee kierteinen antiferromagneettinen tila alle 85 K (-188,2 C) ja yli 85 K (-188,2 C) lämpötiloissa, jolloin kaikki atomit ovat tietyllä hetkellä samansuuntaisia pohjakerroksen kanssa ja ovat vierekkäisiä kerroksia kohti kiinteässä kulmassa. . Tämä epätavallinen antiferromagnetismi muuttuu häiriöttömäksi (paramagneettiseksi) tilaan lämpötilassa 179 K (-94 C).
Sovellus:
(1) Lisäaineena neodyymirautaboorikestomagneeteille, noin 2-3 % dysprosiumin lisääminen tämäntyyppiseen magneettiin voi parantaa sen koersitiivisuutta. Aiemmin dysprosiumin kysyntä ei ollut suuri, mutta neodyymirautaboorimagneettien kysynnän kasvaessa siitä tuli välttämätön lisäaine, jonka laatu on noin 95-99,9 %, ja myös kysyntä kasvaa nopeasti.
(2) Dysprosiumia käytetään fosforien aktivaattorina, ja kolmiarvoinen dysprosium on lupaava aktivoiva ioni yhden emissiokeskuksen kolmivärisissä luminoivissa materiaaleissa. Se koostuu pääasiassa kahdesta emissiokaistasta, joista toinen on keltainen ja toinen sininen. Dysprosium-seostettuja luminoivia materiaaleja voidaan käyttää kolmivärisinä loisteaineina.
(3) Dysprosium on välttämätön metalliraaka-aine suuren magnetostriktiivisen seoksen Terfenol valmistuksessa, mikä mahdollistaa tarkkojen mekaanisten liikkeiden saavuttamisen.
(4)Dysprosium metalli voidaan käyttää magneto-optisena tallennusmateriaalina, jolla on korkea tallennusnopeus ja lukuherkkyys.
(5) Dysprosiumlamppujen valmistuksessa dysprosiumlampuissa käytettävä työaine on dysprosiumjodidi. Tämäntyyppisellä lampulla on etuja, kuten korkea kirkkaus, hyvä väri, korkea värilämpötila, pieni koko ja vakaa kaari. Sitä on käytetty valolähteenä elokuvissa, tulostuksessa ja muissa valaistussovelluksissa.
(6) Dysprosium-alkuaineen suuren neutroneja sitovan poikkileikkausalan vuoksi sitä käytetään atomienergiateollisuudessa neutronispektrien mittaamiseen tai neutronien absorboijana.
(7) Dy3Al5O12:ta voidaan käyttää myös magneettisena työaineena magneettisessa jäähdytyksessä. Tieteen ja tekniikan kehittyessä dysprosiumin sovellusalat laajenevat ja laajenevat edelleen.
(8) Dysprosiumyhdiste nanokuiduilla on suuri lujuus ja pinta-ala, joten niitä voidaan käyttää muiden materiaalien vahvistamiseen tai katalyytteinä. DyBr3:n ja NaF:n vesiliuoksen kuumentaminen 450 baarin paineessa 17 tunnin ajan 450 °C:seen voi tuottaa dysprosiumfluoridikuituja. Tämä materiaali voi pysyä erilaisissa vesiliuoksissa yli 100 tuntia ilman liukenemista tai aggregoitumista yli 400 °C:n lämpötiloissa.
(9) Lämmöneristysdemagnetointijääkaapeissa käytetään tiettyjä paramagneettisia dysprosiumsuolakiteitä, mukaan lukien dysprosiumgalliumgranaatti (DGG), dysprosium-alumiinigranaatti (DAG) ja dysprosiumrautagranaatti (DyIG).
(10) Dysprosium-kadmiumoksidiryhmän alkuaineyhdisteet ovat infrapunasäteilyn lähteitä, joita voidaan käyttää kemiallisten reaktioiden tutkimiseen. Dysprosiumilla ja sen yhdisteillä on vahvoja magneettisia ominaisuuksia, mikä tekee niistä hyödyllisiä tiedontallennuslaitteissa, kuten kiintolevyissä.
(11) Neodyymirautaboorimagneettien neodyymiosa voidaan korvata dysprosiumilla koersiivisuuden lisäämiseksi ja magneettien lämmönkestävyyden parantamiseksi. Sitä käytetään sovelluksissa, joissa on korkeat suorituskykyvaatimukset, kuten sähköajoneuvojen käyttömoottoreissa. Tämän tyyppisiä magneetteja käyttävät autot voivat sisältää jopa 100 grammaa dysprosiumia ajoneuvoa kohden. Toyotan arvioiden 2 miljoonan ajoneuvon vuosimyynnin mukaan se tyhjentää pian maailmanlaajuisen dysprosiummetallin tarjonnan. Dysprosiumilla korvatuilla magneeteilla on myös korkea korroosionkestävyys.
(12) Dysprosiumyhdisteitä voidaan käyttää katalyytteinä öljynjalostus- ja kemianteollisuudessa. Jos dysprosiumia lisätään rakenteellisena promoottorina ferrioksidiammoniakissa synteesikatalyyttiin, katalyytin katalyyttistä aktiivisuutta ja lämmönkestävyyttä voidaan parantaa. Dysprosiumoksidia voidaan käyttää korkeataajuisena dielektrisenä keraamisena komponenttimateriaalina, jonka rakenne on Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 ja jota voidaan käyttää dielektrisiin resonaattoreihin, dielektrisiin suodattimiin, dielektrisiin dipleksereihin ja viestintälaitteisiin.
Postitusaika: 23.8.2023