Magická prvek vzácné zeminy: Dysprosium

Dysprosium,symbol dy a atomové číslo 66. Je to aprvek vzácné zeminys kovovým leskem. Dysprosium nebyl nikdy nalezen jako jediná látka v přírodě, ačkoli existuje v různých minerálech, jako je yttrium fosfát.

Hojnost dysprosia v kůře je 6ppm, což je nižší než hojnost

yttriumu prvků těžkých vzácných zemin. Je to považováno za relativně hojné těžké

Prvek vzácné zeminy a poskytuje dobrý základ zdrojů pro jeho aplikaci.

Dysprosium ve svém přirozeném stavu se skládá ze sedmi izotopů, přičemž nejhojnější je 164 dy.

Dysprosium byl původně objeven Paulem Achilleck de Bospoland v roce 1886, ale teprve až do vývoje technologie výměny iontu v 50. letech 20. století bylo zcela izolováno. Dysprosium má relativně málo aplikací, protože jej nelze nahradit jinými chemickými prvky.

Rozpustné dysprosiové soli mají malou toxicitu, zatímco nerozpustné soli jsou považovány za netoxické.

Objevování historie

Objevil: L. Boisbaudran, French

Objeveno v roce 1886 ve Francii

Po odloučení MossanderErbiumZemě aterbiumZemě z Yttrium Earth V roce 1842 mnoho chemiků použilo spektrální analýzu k identifikaci a určení, že se nejednalo o čisté oxidy prvku, což povzbuzovalo chemiky, aby je pokračovali v oddělování. Sedm let po oddělení holmia v roce 1886 ho Bouvabadrand rozdělil na polovinu a zachoval holmium, druhé pojmenované dysprosium, s elementárním symbolem dy. Toto slovo pochází z řeckého slova dysprositos a znamená „obtížně získat“. S objevem dysprosia a dalších prvků vzácných zemin byla dokončena druhá polovina třetího etapa objevu prvků vzácných zemin.

Elektronová konfigurace

Elektronické rozložení:

1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F10

izotop

Ve svém přirozeném stavu je dysprosium složen ze sedmi izotopů: 156dy, 158dy, 160dy, 161dy, 162dy, 163dy a 164dy. Všechny jsou považovány za stabilní, navzdory 156dy rozpadu s poločasem více než 1 * 1018 let. Mezi přirozeně se vyskytujícími izotopy je 164dy nejhojnější při 28%, následuje 162dy na 26%. Nejméně dostačující je 156Dy, 0,06%. 29 radioaktivních izotopů bylo také syntetizováno, v rozmezí 138 až 173, z hlediska atomové hmoty. Nejstabilnější je 154dy s poločasem přibližně 3106 let, následuje 159dy s poločasem 144,4 dnů. Nejstabilnější je 138 dy s poločasem 200 milisekund. 154dy je způsoben hlavně rozpadem alfa, zatímco 152Dy a 159dy rozpad je způsoben hlavně zachycováním elektronů.

Kov

Dysprosium má kovový lesk a jasně stříbrný lesk. Je docela měkký a může být obroben, aniž by ji vyvolalo, pokud se vyhýbá přehřátí. Fyzikální vlastnosti dysprosia jsou ovlivněny i malým množstvím nečistot. Dysprosium a holmium mají nejvyšší magnetickou sílu, zejména při nízkých teplotách. Jednoduchý dysprosium feromagnet se stává spirálovým antiferomagnetickým stavem při teplotách pod 85 K (-188,2 ° C) a nad 85 K (-188,2 ° C), kde jsou všechny atomy rovnoběžné se spodní vrstvou ve specifickém okamžiku a obličeji sousedních vrstev v pevném úhlu. Tento neobvyklý antiferomagnetismus se transformuje do narušeného (paramagnetického) stavu při 179 K (-94 ° C).

Aplikace:

(1) Jako aditiva pro trvalé magnety borů neodymu, přidání asi 2-3% dysprosia k tomuto typu magnetu může zlepšit jeho donucovací. V minulosti nebyla poptávka po dysprosiu vysoká, ale s rostoucí poptávkou po neodymiových železných magnetech se stala nezbytným aditivním prvkem se stupněm přibližně 95-99,9%a poptávka se také rychle zvyšuje.

(2) Dysprosium se používá jako aktivátor pro fosfory a trivalentní dysprosium je slibným aktivačním iontem pro trikolor luminiscenční materiály s jedním emisním centrem. Skládá se hlavně ze dvou emisních pásů, jedna je žlutá emise a druhá je modrá emise. Luminiscenční materiály dopované dysprosium lze použít jako trikolorické fosfory.

(3) Dysprosium je nezbytný kovový surovina pro přípravu velkého magnetostrikčního terfenolu slitiny, který může umožnit dosažení přesných mechanických pohybů.

(4)Kov dysprosium Lze použít jako magnetooptický skladovací materiál s vysokou rychlostí záznamu a citlivostí na čtení.

(5) Pro přípravu dysprosiových lamp je pracovní látkou používanou v dysprosiových lampách jodid dysprosium. Tento typ lampy má výhody, jako je vysoký jas, dobrá barva, vysoká teplota barev, malá velikost a stabilní oblouk. Používá se jako zdroj osvětlení pro filmy, tisk a další aplikace osvětlení.

(6) Vzhledem k velkému průřezové ploše neutronu neutronu se v atomovém energetickém průmyslu používá k měření neutronových spekter nebo jako absorbér neutronů.

(7) DY3AL5O12 lze také použít jako magnetická pracovní látka pro magnetické chlazení. S rozvojem vědy a technologie se budou aplikace dysprosium nadále rozšiřovat a rozšiřovat.

(8) Nanovlákna sloučeniny dysprosiové mají vysokou pevnost a povrchovou plochu, takže je lze použít k posílení jiných materiálů nebo jako katalyzátorů. Vytápění vodného roztoku DYBR3 a NAF při tlaku 450 baru po dobu 17 hodin až 450 ° C může produkovat fluoridová vlákna dysprosium. Tento materiál může zůstat v různých vodných roztocích déle než 100 hodin bez rozpuštění nebo agregace při teplotách přesahujících 400 ° C.

(9) Demagnetizační chladničky tepelné izolace používají určité krystaly paramagnetických dysprosiových solí, včetně granátu dysprosium gallium (DGG), granátu dysprosium hliníku (DAG) a dysprosium železa (dyig).

(10) Sloučeniny prvku oxidu kadmidu dysprosium jsou infračervené zdroje záření, které lze použít ke studiu chemických reakcí. Dysprosium a jeho sloučeniny mají silné magnetické vlastnosti, díky čemuž jsou užitečné v zařízeních pro ukládání dat, jako jsou pevné disky.

(11) Neodymiová část magnetů bóru neodymium železa může být nahrazena dysprosiem, aby se zvýšila donucovací odolnost proti tepelně a zlepšila tepelnou odolnost magnetů. Používá se v aplikacích s vysokými požadavky na výkon, jako jsou motory elektrického vozidla. Auta, která používají tento typ magnetu, mohou obsahovat až 100 gramů dysprosia na vozidlo. Podle odhadovaného ročního prodeje 2 milionů vozidel společnosti Toyota brzy vyčerpá globální nabídku kovu dysprosium. Magnety nahrazené dysprosiem mají také vysokou odolnost proti korozi.

(12) Dysprosiové sloučeniny lze použít jako katalyzátory v rafinaci ropy a chemickém průmyslu. Pokud je dysprosium přidáno jako strukturální promotor v katalyzátoru syntézy amoniaku amonia, může být zlepšena katalytická aktivita a tepelná odolnost katalyzátoru. Oxid dysprosia lze použít jako vysokofrekvenční dielektrický keramický složka materiálu se strukturou MG0-BA0-DY0N-TI02, který lze použít pro dielektrické rezonátory, dielektrické filtry, dielektrické diploxery a komunikační zařízení.