Dysprosium,symbol Dy og atomnummer 66. Det er ensjeldne jordartselementermed metallisk glans. Dysprosium har aldri blitt funnet som et enkeltstående stoff i naturen, selv om det finnes i forskjellige mineraler som yttriumfosfat.
Mengden dysprosium i jordskorpen er 6 ppm, noe som er lavere enn for
yttriumi tunge sjeldne jordartsmetaller. Det regnes som en relativt rikelig tung
sjeldne jordartsmetaller og gir et godt ressursgrunnlag for bruken av dem.
Dysprosium i sin naturlige tilstand er sammensatt av syv isotoper, hvor den mest tallrike er 164 Dy.
Dysprosium ble opprinnelig oppdaget av Paul Achilleck de Bospoland i 1886, men det var ikke før utviklingen av ionebytterteknologi på 1950-tallet at det ble fullstendig isolert. Dysprosium har relativt få bruksområder fordi det ikke kan erstattes av andre kjemiske elementer.
Løselige dysprosiumsalter har liten toksisitet, mens uløselige salter anses som ikke-giftige.
Oppdage historie
Oppdaget av: L. Boisbaudran, fransk
Oppdaget i Frankrike i 1886
Etter at Mossander skilte segerbiumjorden ogterbiumDa jord ble skilt fra yttriumjord i 1842, brukte mange kjemikere spektralanalyse for å identifisere og bestemme at de ikke var rene oksider av et grunnstoff, noe som oppmuntret kjemikerne til å fortsette å separere dem. Syv år etter separasjonen av holmium, i 1886, delte Bouvabadrand det i to og beholdt holmium, det andre kalt dysprosium, med grunnstoffsymbolet Dy. Dette ordet kommer fra det greske ordet dysprositos og betyr «vanskelig å få tak i». Med oppdagelsen av dysprosium og andre sjeldne jordartsmetaller er den andre halvdelen av den tredje fasen av oppdagelsen av sjeldne jordartsmetaller fullført.
Elektronkonfigurasjon
Elektronisk oppsett:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotop
I sin naturlige tilstand er dysprosium sammensatt av syv isotoper: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy og 164Dy. Disse anses alle som stabile, til tross for et 156Dy-henfall med en halveringstid på over 1 * 1018 år. Blant naturlig forekommende isotoper er 164Dy den mest tallrike med 28 %, etterfulgt av 162Dy med 26 %. Den minst tilstrekkelige er 156Dy, 0,06 %. 29 radioaktive isotoper har også blitt syntetisert, fra 138 til 173, målt i atommasse. Den mest stabile er 154Dy med en halveringstid på omtrent 3106 år, etterfulgt av 159Dy med en halveringstid på 144,4 dager. Den mest ustabile er 138 Dy med en halveringstid på 200 millisekunder. 154 Dy er hovedsakelig forårsaket av alfa-henfall, mens 152 Dy og 159 Dy henfall hovedsakelig er forårsaket av elektronfangst.
Metall
Dysprosium har en metallisk glans og en lys sølvglans. Det er ganske mykt og kan bearbeides uten gnister hvis overoppheting unngås. De fysiske egenskapene til dysprosium påvirkes selv av en liten mengde urenheter. Dysprosium og holmium har den høyeste magnetiske styrken, spesielt ved lave temperaturer. En enkel dysprosiumferromagnet går over i en spiralformet antiferromagnetisk tilstand ved temperaturer under 85 K (-188,2 C) og over 85 K (-188,2 C), hvor alle atomer er parallelle med bunnlaget i et bestemt øyeblikk og vender mot tilstøtende lag i en fast vinkel. Denne uvanlige antiferromagnetismen omdannes til en uordnet (paramagnetisk) tilstand ved 179 K (-94 C).
Søknad:
(1) Som et tilsetningsstoff for neodym-jernbor-permanentmagneter kan det å tilsette omtrent 2–3 % dysprosium til denne typen magnet forbedre dens koercivitet. Tidligere var etterspørselen etter dysprosium ikke høy, men med den økende etterspørselen etter neodym-jernbor-magneter har det blitt et nødvendig tilsetningsstoff, med en grad på rundt 95–99,9 %, og etterspørselen øker også raskt.
(2) Dysprosium brukes som aktivator for fosfor, og treverdig dysprosium er et lovende aktiverende ion for trefargede luminescerende materialer med ett enkelt emisjonssenter. Det består hovedsakelig av to emisjonsbånd, det ene er gul emisjon og det andre er blå emisjon. Dysprosiumdopede luminescerende materialer kan brukes som trefargede fosfor.
(3) Dysprosium er et nødvendig metallråmateriale for fremstilling av den store magnetostriktive legeringen terfenol, som kan muliggjøre presise mekaniske bevegelser.
(4)Dysprosiummetall kan brukes som et magneto-optisk lagringsmateriale med høy opptakshastighet og lesefølsomhet.
(5) For fremstilling av dysprosiumlamper er arbeidsstoffet som brukes i dysprosiumlamper dysprosiumjodid. Denne typen lampe har fordeler som høy lysstyrke, god farge, høy fargetemperatur, liten størrelse og stabil lysbue. Den har blitt brukt som lyskilde for filmer, utskrift og andre belysningsapplikasjoner.
(6) På grunn av det store tverrsnittsarealet for nøytronfangst til dysprosium-elementet, brukes det i atomenergiindustrien til å måle nøytronspektre eller som en nøytronabsorber.
(7) Dy3Al5O12 kan også brukes som et magnetisk arbeidsstoff for magnetisk kjøling. Med utviklingen av vitenskap og teknologi vil bruksområdene for dysprosium fortsette å utvides og utvides.
(8) Dysprosiumforbindelse-nanofibre har høy styrke og overflateareal, slik at de kan brukes til å styrke andre materialer eller som katalysatorer. Oppvarming av en vandig løsning av DyBr3 og NaF ved 450 bar trykk i 17 timer til 450 °C kan produsere dysprosiumfluoridfibre. Dette materialet kan forbli i forskjellige vandige løsninger i mer enn 100 timer uten oppløsning eller aggregering ved temperaturer over 400 °C.
(9) Kjøleskap for termisk isolasjon og avmagnetisering bruker visse paramagnetiske dysprosiumsaltkrystaller, inkludert dysprosiumgalliumgranat (DGG), dysprosiumaluminiumgranat (DAG) og dysprosiumjerngranat (DyIG).
(10) Dysprosium-kadmiumoksidgruppeforbindelser er infrarøde strålingskilder som kan brukes til å studere kjemiske reaksjoner. Dysprosium og dets forbindelser har sterke magnetiske egenskaper, noe som gjør dem nyttige i datalagringsenheter som harddisker.
(11) Neodymdelen av neodym-jern-bor-magneter kan erstattes med dysprosium for å øke koersiviteten og forbedre magnetenes varmebestandighet. Den brukes i applikasjoner med høye ytelseskrav, som for eksempel drivmotorer i elektriske kjøretøy. Biler som bruker denne typen magnet kan inneholde opptil 100 gram dysprosium per kjøretøy. I følge Toyotas estimerte årlige salg på 2 millioner kjøretøy, vil det snart tømme den globale forsyningen av dysprosiummetall. Magneter erstattet med dysprosium har også høy korrosjonsbestandighet.
(12) Dysprosiumforbindelser kan brukes som katalysatorer i oljeraffinering og kjemisk industri. Hvis dysprosium tilsettes som en strukturell promotor i en ferrioksid-ammoniakksyntesekatalysator, kan katalysatorens katalytiske aktivitet og varmebestandighet forbedres. Dysprosiumoksid kan brukes som et høyfrekvent dielektrisk keramisk komponentmateriale, med en struktur av Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, som kan brukes til dielektriske resonatorer, dielektriske filtre, dielektriske dipleksere og kommunikasjonsenheter.
Publisert: 23. august 2023