Dysprosium,symboli Dy ja järjestysluku 66. Se onharvinaisten maametallienmetallinen kiilto. Dysprosiumia ei ole koskaan löydetty luonnosta yhtenä aineena, vaikka sitä esiintyy useissa mineraaleissa, kuten yttriumfosfaatissa.
Dysprosiumin pitoisuus kuoressa on 6 ppm, mikä on pienempi kuin
yttriumraskaissa harvinaisissa maametalleissa. Sitä pidetään suhteellisen runsaana raskaana
harvinaisten maametallien alkuaine ja tarjoaa hyvän pohjan sen soveltamiselle.
Luonnossa esiintyvä dysprosium koostuu seitsemästä isotoopista, joista yleisin on 164 Dy.
Dysprosiumin löysi alun perin Paul Achilleck de Bospoland vuonna 1886, mutta se eristettiin kokonaan vasta ioninvaihtotekniikan kehittyessä 1950-luvulla. Dysprosiumilla on suhteellisen vähän sovelluksia, koska sitä ei voida korvata muilla kemiallisilla alkuaineilla.
Liukoisilla dysprosiumsuoloilla on lievä myrkyllisyys, kun taas liukenemattomia suoloja pidetään myrkyttöminä.
Historian löytäminen
Löytäjä: L. Boisbaudran, ranskalainen
Löydettiin vuonna 1886 Ranskassa
Mossanderin erottuaerbiummaa jaterbiumKun holmiumi erotettiin yttriummaasta vuonna 1842, monet kemistit käyttivät spektrianalyysiä tunnistaakseen ja määrittääkseen, etteivät ne olleet jonkin alkuaineen puhtaita oksideja, mikä kannusti kemistejä jatkamaan niiden erottamista. Seitsemän vuotta holmiumin erottamisen jälkeen, vuonna 1886, Bouvabadrand jakoi sen kahtia ja säilytti holmiumin, toisen nimeltään dysprosium, jonka alkuainesymboli oli Dy. Tämä sana tulee kreikan sanasta dysprositos ja tarkoittaa "vaikea saada". Dysprosiumin ja muiden harvinaisten maametallien löytämisen myötä harvinaisten maametallien löytämisen kolmannen vaiheen toinen puolisko on saatu päätökseen.
Elektronikonfiguraatio
Elektroninen asettelu:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotooppi
Luonnossa dysprosium koostuu seitsemästä isotoopista: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy ja 164Dy. Näitä kaikkia pidetään stabiileina, vaikka 156Dy hajoaa ja sen puoliintumisaika on yli 1 * 1018 vuotta. Luonnossa esiintyvistä isotoopeista 164Dy on yleisin 28 %:n pitoisuudella, jota seuraa 162Dy 26 %:n pitoisuudella. Vähiten riittävä on 156Dy, 0,06 %. Lisäksi on syntetisoitu 29 radioaktiivista isotooppia, joiden atomimassat vaihtelevat 138:sta 173:een. Stabiilimpi on 154Dy, jonka puoliintumisaika on noin 3106 vuotta, ja seuraava on 159Dy, jonka puoliintumisaika on 144,4 päivää. Epästabiilin on 138Dy, jonka puoliintumisaika on 200 millisekuntia. 154Dy:n hajoaminen johtuu pääasiassa alfa-hajoamisesta, kun taas 152Dy:n ja 159Dy:n hajoaminen johtuu pääasiassa elektronien sieppauksesta.
Metalli
Dysprosiumilla on metallinen ja kirkas hopeanhohtoinen kiilto. Se on melko pehmeää ja sitä voidaan työstää ilman kipinöintiä, jos ylikuumenemista vältetään. Dysprosiumin fysikaalisiin ominaisuuksiin vaikuttavat jo pienetkin epäpuhtausmäärät. Dysprosiumilla ja holmiumilla on suurin magneettinen lujuus, erityisesti matalissa lämpötiloissa. Yksinkertainen dysprosiumferromagneetti muuttuu kierteiseksi antiferromagneettiseksi tilaksi alle 85 K:n (-188,2 C) ja yli 85 K:n (-188,2 C) lämpötiloissa, joissa kaikki atomit ovat tietyllä hetkellä yhdensuuntaiset pohjakerroksen kanssa ja osoittavat vierekkäisiin kerroksiin kiinteässä kulmassa. Tämä epätavallinen antiferromagnetismi muuttuu epäjärjestyneeksi (paramagneettiseksi) tilaksi 179 K:n (-94 C) lämpötilassa.
Sovellus：
(1) Neodyymi-rauta-boorikestomagneettien lisäaineena noin 2–3 % dysprosiumia voidaan parantaa magneetin koersitiivisuutta. Aiemmin dysprosiumin kysyntä ei ollut suurta, mutta neodyymi-rauta-boorimagneettien kysynnän kasvaessa siitä tuli välttämätön lisäaine, jonka pitoisuus on noin 95–99,9 %, ja kysyntä kasvaa myös nopeasti.
(2) Dysprosiumia käytetään fosforien aktivaattorina, ja kolmiarvoinen dysprosium on lupaava aktivointi-ioni yksiemissiokeskuksisille kolmivärisille luminoiville materiaaleille. Se koostuu pääasiassa kahdesta emissiovyöhykkeestä, joista toinen on keltainen ja toinen sininen. Dysprosiumilla seostettuja luminoivia materiaaleja voidaan käyttää kolmivärisinä fosforeina.
(3) Dysprosium on välttämätön metalliraaka-aine suuren magnetostriktiivisen terfenoli-seoksen valmistuksessa, jolla voidaan saavuttaa tarkat mekaaniset liikkeet.
(4)Dysprosiummetalli voidaan käyttää magnetooptisena tallennusmateriaalina, jolla on suuri tallennusnopeus ja lukuherkkyys.
(5) Dysprosiumlamppujen valmistuksessa työaineena käytetään dysprosiumjodidia. Tämän tyyppisen lampun etuja ovat korkea kirkkaus, hyvä väri, korkea värilämpötila, pieni koko ja vakaa valokaari. Sitä on käytetty valonlähteenä elokuvissa, tulostuksessa ja muissa valaistussovelluksissa.
(6) Dysprosium-alkuaineen suuren neutronien sieppauspoikkileikkauspinta-alan vuoksi sitä käytetään atomienergiateollisuudessa neutronispektrien mittaamiseen tai neutronien absorboijana.
(7) Dy3Al5O12:ta voidaan käyttää myös magneettisena työaineena magneettisessa jäähdytyksessä. Tieteen ja teknologian kehittyessä dysprosiumin sovellusalueet laajenevat ja laajenevat edelleen.
(8) Dysprosiumyhdisteen nanokuiduilla on suuri lujuus ja pinta-ala, joten niitä voidaan käyttää muiden materiaalien lujittamiseen tai katalyytteinä. DyBr3:n ja NaF:n vesiliuoksen kuumentaminen 450 baarin paineessa 17 tunnin ajan 450 °C:ssa voi tuottaa dysprosiumfluoridikuituja. Tämä materiaali voi säilyä erilaisissa vesiliuoksissa yli 100 tuntia liukenematta tai aggregoitumatta yli 400 °C:n lämpötiloissa.
(9) Lämpöeristetyissä demagnetisoivissa jääkaapeissa käytetään tiettyjä paramagneettisia dysprosiumsuolakiteitä, mukaan lukien dysprosiumgalliumgranaatti (DGG), dysprosiumalumiinigranaatti (DAG) ja dysprosiumrautagranaatti (DyIG).
(10) Dysprosiumkadmiumoksidiryhmän alkuaineyhdisteet ovat infrapunasäteilyn lähteitä, joita voidaan käyttää kemiallisten reaktioiden tutkimiseen. Dysprosiumilla ja sen yhdisteillä on voimakkaat magneettiset ominaisuudet, minkä vuoksi ne ovat hyödyllisiä tiedontallennuslaitteissa, kuten kiintolevyissä.
(11) Neodyymi-rauta-boorimagneettien neodyymiosa voidaan korvata dysprosiumilla koersitiivisuuden lisäämiseksi ja magneettien lämmönkestävyyden parantamiseksi. Sitä käytetään sovelluksissa, joissa on korkeat suorituskykyvaatimukset, kuten sähköajoneuvojen käyttömoottoreissa. Tämän tyyppistä magneettia käyttävät autot voivat sisältää jopa 100 grammaa dysprosiumia ajoneuvoa kohden. Toyotan arvioidun kahden miljoonan ajoneuvon vuosimyynnin mukaan se kuluttaa pian loppuun dysprosiummetallin maailmanlaajuisen tarjonnan. Dysprosiumilla korvatuilla magneeteilla on myös korkea korroosionkestävyys.
(12) Dysprosiumyhdisteitä voidaan käyttää katalyytteinä öljynjalostuksessa ja kemianteollisuudessa. Jos dysprosiumia lisätään rakennepromoottorina ferrioksidiammoniakkisynteesikatalyyttiin, 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 dielektrisissä resonaattoreissa, dielektrisissä suodattimissa, dielektrisissä dipleksereissä ja tietoliikennelaitteissa.
Julkaisun aika: 23. elokuuta 2023