Магичен елемент на ретка земја: Диспрозиум

Диспрозиум,симбол Dy и атомски број 66. Тоа е aелемент од ретка земјасо метален сјај. Диспрозиумот никогаш не бил пронајден како единствена супстанција во природата, иако постои во различни минерали како што е итриум фосфат.

Изобилството на диспрозиум во кората е 6 ppm, што е помало од она на

итриумво тешки ретки земјени елементи. Се смета за релативно обилен тежок

елемент од ретка земја и обезбедува добра ресурсна основа за неговата примена.

Диспрозиумот во својата природна состојба е составен од седум изотопи, од кои најзастапен е 164 Dy.

Диспрозиумот првично беше откриен од Пол Ахилек де Босполанд во 1886 година, но дури со развојот на технологијата за размена на јони во 1950-тите тој беше целосно изолиран. Диспрозиумот има релативно малку апликации бидејќи не може да се замени со други хемиски елементи.

Растворливите соли на диспрозиум имаат мала токсичност, додека нерастворливите соли се сметаат за нетоксични.

Откривање на историјата

Откриено од: L. Boisbaudran, Французин

Откриен во 1886 година во Франција

Откако Мосандер се разделиербиумземјата итербиумземја од итриум земја во 1842 година, многу хемичари користеле спектрална анализа за да идентификуваат и да утврдат дека тие не се чисти оксиди на некој елемент, што ги поттикна хемичарите да продолжат да ги одвојуваат. Седум години по одвојувањето на холмиумот, во 1886 година, Бувабаран го поделил на половина и го задржал холмиумот, другиот наречен диспрозиум, со елементарниот симбол Dy. Овој збор доаѓа од грчкиот збор dysprositos и значи „тешко да се добие“. Со откривањето на диспрозиум и други ретки земјени елементи, другата половина од третата фаза на откривање на ретките елементи е завршена.

Конфигурација на електрони

Електронски распоред:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10

изотоп

Во својата природна состојба, диспрозиумот е составен од седум изотопи: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy и 164Dy. Сите овие се сметаат за стабилни, и покрај распаѓањето 156Dy со полуживот од над 1 * 1018 години. Меѓу природните изотопи, 164Dy е најзастапен со 28%, следен од 162Dy со 26%. Најмалку доволно е 156Dy, 0,06%. Исто така, синтетизирани се 29 радиоактивни изотопи, кои се движат од 138 до 173, во однос на атомската маса. Најстабилен е 154Dy со полуживот од приближно 3106 години, следен од 159Dy со полуживот од 144,4 дена. Најнестабилен е 138 Dy со полуживот од 200 милисекунди. 154Dy главно е предизвикан од алфа распаѓање, додека распаѓањето 152Dy и 159Dy главно се предизвикани од фаќање електрони.

Метал

Диспрозиумот има метален сјај и светло сребрен сјај. Тој е доста мек и може да се обработува без искри ако се избегне прегревање. На физичките својства на диспрозиумот влијае дури и мала количина на нечистотии. Диспрозиумот и холмиумот имаат најголема магнетна сила, особено при ниски температури. Едноставен диспрозиумски феромагнет станува спирална антиферомагнетна состојба на температури под 85 K (-188,2 C) и над 85 K (-188,2 C), каде што сите атоми се паралелни со долниот слој во одреден момент и се соочуваат со соседните слоеви под фиксен агол . Овој необичен антиферомагнетизам се трансформира во нарушена (парамагнетна) состојба на 179 K (-94 C).

Апликација:

(1) Како додаток за постојаните магнети од неодимиум железо бор, додавањето на околу 2-3% диспрозиум на овој тип магнети може да ја подобри неговата принудност. Во минатото, побарувачката за диспрозиум не беше голема, но со зголемената побарувачка за неодимиумско железо бор магнети, тој стана неопходен адитивен елемент, со степен од околу 95-99,9%, а побарувачката исто така брзо се зголемува.

(2) Диспрозиумот се користи како активатор за фосфори, а тривалентен Диспрозиум е ветувачки активирачки јон за тробојни луминисцентни материјали со еден центар на емисија. Главно е составен од две емисиони ленти, едната е жолта емисија, а другата е сина емисија. Луминисцентните материјали допирани со диспрозиум може да се користат како тробојни фосфори.

(3) Диспрозиумот е неопходна метална суровина за подготовка на голема магнетостриктивна легура Terfenol, која може да овозможи постигнување прецизни механички движења.

(4)Диспрозиум метал може да се користи како магнето-оптички материјал за складирање со голема брзина на снимање и чувствителност на читање.

(5) За подготовка на светилки со диспрозиум, работната супстанција што се користи во светилките со диспрозиум е диспрозиум јодид. Овој тип на светилка има предности како што се висока осветленост, добра боја, висока температура на бојата, мала големина и стабилен лак. Се користи како извор на осветлување за филмови, печатење и други апликации за осветлување.

(6) Поради големата површина на пресек за зафаќање на неутрони на елементот диспрозиум, тој се користи во индустријата за атомска енергија за мерење на неутронските спектри или како апсорбер на неутрони.

(7) Dy3Al5O12 може да се користи и како магнетна работна супстанција за магнетно ладење. Со развојот на науката и технологијата, полињата на примена на диспрозиумот ќе продолжат да се прошируваат и прошируваат.

(8) Нановлакната со соединение диспрозиум имаат висока јачина и површина, така што може да се користат за зајакнување на други материјали или како катализатори. Греењето на воден раствор од DyBr3 и NaF на притисок од 450 бари за 17 часа до 450 ° C може да произведе влакна од диспрозиум флуорид. Овој материјал може да остане во различни водени раствори повеќе од 100 часа без растворање или агрегација на температури над 400 ° C.

(9) Фрижидерите за демагнетизирање на топлинска изолација користат одредени парамагнетни кристали на сол на диспрозиум, вклучувајќи диспрозиум галиум гранат (DGG), диспрозиум алуминиумски гранат (DAG) и диспрозиум железен гранат (DyIG).

(10) Соединенијата на елементите од групата на диспрозиум кадмиум оксид се извори на инфрацрвено зрачење што може да се користат за проучување на хемиски реакции. Диспрозиумот и неговите соединенија имаат силни магнетни својства, што ги прави корисни во уредите за складирање податоци како што се хард дисковите.

(11) Неодимиумскиот дел од неодимиумските железни борни магнети може да се замени со диспрозиум за да се зголеми принудноста и да се подобри отпорноста на топлина на магнетите. Се користи во апликации со високи барања за перформанси, како што се мотори за погон на електрични возила. Автомобилите кои користат овој тип магнети може да содржат до 100 грама диспрозиум по возило. Според проценетата годишна продажба на Toyota од 2 милиони возила, таа наскоро ќе ја намали глобалната понуда на метал диспрозиум. Магнетите заменети со диспрозиум, исто така, имаат висока отпорност на корозија.

(12) Соединенијата на диспрозиум може да се користат како катализатори во преработката на нафта и во хемиската индустрија. Ако се додаде диспрозиум како структурен промотор во катализатор за синтеза на амонијак со фериоксид, каталитичката активност и отпорноста на топлина на катализаторот може да се подобрат. Диспрозиум оксидот може да се користи како високофреквентен диелектричен керамички компонентен материјал, со структура од Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, кој може да се користи за диелектрични резонатори, диелектрични филтри, диелектрични диплексери и комуникациски уреди.