Dysprosium,symbol Dy och atomnummer 66. Det är ensällsynt jordartsmetallmed metallisk glans. Dysprosium har aldrig hittats som ett enskilt ämne i naturen, även om det förekommer i olika mineraler såsom yttriumfosfat.
Mängden dysprosium i jordskorpan är 6 ppm, vilket är lägre än den hos
yttriumi tunga sällsynta jordartsmetaller. Det anses vara en relativt riklig tungmetall
sällsynt jordartsmetall och ger en god resursbas för dess tillämpning.
Dysprosium i sitt naturliga tillstånd består av sju isotoper, varav den vanligaste är 164 Dy.
Dysprosium upptäcktes ursprungligen av Paul Achilleck de Bospoland år 1886, men det var inte förrän utvecklingen av jonbytestekniken på 1950-talet som det isolerades helt. Dysprosium har relativt få tillämpningar eftersom det inte kan ersättas av andra kemiska grundämnen.
Lösliga dysprosiumsalter har liten toxicitet, medan olösliga salter anses vara giftfria.
Upptäck historia
Upptäckt av: L. Boisbaudran, fransk
Upptäcktes 1886 i Frankrike
Efter att Mossander separeradeerbiumjorden ochterbiumNär man skiljde jord från yttriumjord år 1842 använde många kemister spektralanalys för att identifiera och fastställa att de inte var rena oxider av ett grundämne, vilket uppmuntrade kemister att fortsätta separera dem. Sju år efter separationen av holmium, år 1886, delade Bouvabadrand det i två halvor och behöll holmium, det andra namnet dysprosium, med grundämnessymbolen Dy. Detta ord kommer från det grekiska ordet dysprositos och betyder "svår att erhålla". Med upptäckten av dysprosium och andra sällsynta jordartsmetaller har den andra halvan av det tredje steget i upptäckten av sällsynta jordartsmetaller avslutats.
Elektronkonfiguration
Elektronisk layout:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotop
I sitt naturliga tillstånd består dysprosium av sju isotoper: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy och 164Dy. Dessa anses alla vara stabila, trots ett 156Dy-sönderfall med en halveringstid på över 1 * 1018 år. Bland naturligt förekommande isotoper är 164Dy den vanligaste med 28 %, följt av 162Dy med 26 %. Den minst tillräckliga är 156Dy, 0,06 %. 29 radioaktiva isotoper har också syntetiserats, från 138 till 173, sett till atommassa. Den mest stabila är 154Dy med en halveringstid på cirka 3106 år, följt av 159Dy med en halveringstid på 144,4 dagar. Den mest instabila är 138 Dy med en halveringstid på 200 millisekunder. 154 Dy orsakas huvudsakligen av alfasönderfall, medan 152 Dy och 159 Dy sönderfall huvudsakligen orsakas av elektroninfångning.
Metall
Dysprosium har en metallisk lyster och en ljus silverglans. Det är ganska mjukt och kan bearbetas utan gnistor om överhettning undviks. De fysikaliska egenskaperna hos dysprosium påverkas även av en liten mängd föroreningar. Dysprosium och holmium har den högsta magnetiska styrkan, särskilt vid låga temperaturer. En enkel dysprosiumferromagnet övergår i ett spiralformat antiferromagnetiskt tillstånd vid temperaturer under 85 K (-188,2 C) och över 85 K (-188,2 C), där alla atomer är parallella med bottenskiktet vid ett specifikt ögonblick och vetter mot intilliggande lager i en fast vinkel. Denna ovanliga antiferromagnetism omvandlas till ett oordnat (paramagnetiskt) tillstånd vid 179 K (-94 C).
Ansökan:
(1) Som tillsats för permanentmagneter av neodymjärnbor kan tillsats av cirka 2–3 % dysprosium till denna typ av magnet förbättra dess koercitivitet. Tidigare var efterfrågan på dysprosium inte hög, men med den ökande efterfrågan på neodymjärnbormagneter har det blivit ett nödvändigt tillsatsämne, med en halt på cirka 95–99,9 %, och efterfrågan ökar också snabbt.
(2) Dysprosium används som aktivator för fosforer, och trevärd dysprosium är en lovande aktiveringsjon för tricolor luminescerande material med enkel emissionscentral. Den består huvudsakligen av två emissionsband, ett är gul emission och det andra är blå emission. Dysprosiumdopade luminescerande material kan användas som tricolor fosforer.
(3) Dysprosium är en nödvändig metallråvara för framställning av den stora magnetostriktiva legeringen terfenol, som kan möjliggöra exakta mekaniska rörelser.
(4)Dysprosiummetall kan användas som ett magneto-optiskt lagringsmaterial med hög inspelningshastighet och läskänslighet.
(5) För framställning av dysprosiumlampor används dysprosiumjodid som arbetssubstans. Denna typ av lampa har fördelar som hög ljusstyrka, bra färg, hög färgtemperatur, liten storlek och stabil ljusbåge. Den har använts som ljuskälla för filmer, utskrifter och andra belysningstillämpningar.
(6) På grund av dysprosiums stora tvärsnittsarea för neutroninfångning används det inom atomenergiindustrin för att mäta neutronspektra eller som neutronabsorbator.
(7) Dy3Al5O12 kan också användas som ett magnetiskt arbetssubstans för magnetisk kylning. Med utvecklingen av vetenskap och teknik kommer dysprosiums tillämpningsområden att fortsätta att expandera och utvidgas.
(8) Dysprosiumförenings-nanofibrer har hög hållfasthet och ytarea, så de kan användas för att förstärka andra material eller som katalysatorer. Uppvärmning av en vattenlösning av DyBr3 och NaF vid 450 bar tryck i 17 timmar till 450 °C kan producera dysprosiumfluoridfibrer. Detta material kan förbli i olika vattenlösningar i mer än 100 timmar utan upplösning eller aggregation vid temperaturer över 400 °C.
(9) Kylskåp för avmagnetisering av värmeisolering använder vissa paramagnetiska dysprosiumsaltkristaller, inklusive dysprosiumgalliumgranat (DGG), dysprosiumaluminiumgranat (DAG) och dysprosiumjärngranat (DyIG).
(10) Elementföreningar i dysprosium-kadmiumoxidgruppen är infraröda strålningskällor som kan användas för att studera kemiska reaktioner. Dysprosium och dess föreningar har starka magnetiska egenskaper, vilket gör dem användbara i datalagringsenheter som hårddiskar.
(11) Neodymdelen av neodymjärn-bormagneter kan ersättas med dysprosium för att öka koercitiviteten och förbättra magneternas värmebeständighet. Det används i applikationer med höga prestandakrav, såsom drivmotorer i elfordon. Bilar som använder denna typ av magnet kan innehålla upp till 100 gram dysprosium per fordon. Enligt Toyotas uppskattade årliga försäljning på 2 miljoner fordon kommer det snart att utarma den globala tillgången på dysprosiummetall. Magneter som ersätts med dysprosium har också hög korrosionsbeständighet.
(12) Dysprosiumföreningar kan användas som katalysatorer inom oljeraffinering och kemisk industri. Om dysprosium tillsätts som en strukturell promotor i en ferrioxid-ammoniaksynteskatalysator kan katalysatorns katalytiska aktivitet och värmebeständighet förbättras. Dysprosiumoxid kan användas som ett högfrekvent dielektriskt keramiskt komponentmaterial, med en struktur av Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, som kan användas för dielektriska resonatorer, dielektriska filter, dielektriska diplexorer och kommunikationsenheter.
Publiceringstid: 23 augusti 2023