Disprosiu,simbolul Dy și numărul atomic 66. Este unelementul pământos rarcu luciu metalic. Disprosiul nu a fost niciodată găsit ca substanță singulară în natură, deși există în diverse minerale precum fosfatul de ytriu.
Abundența disprosiului în scoarță este de 6 ppm, ceea ce este mai mică decât cea a
ytriuîn elemente grele de pământuri rare. Este considerat un element greu relativ abundent
element de pământuri rare și oferă o bază bună pentru aplicarea sa.
Disprosiul în stare naturală este compus din șapte izotopi, cel mai abundent fiind 164 Dy.
Disprosiul a fost descoperit inițial de Paul Achilleck de Bospoland în 1886, dar abia odată cu dezvoltarea tehnologiei de schimb ionic în anii 1950 a fost complet izolat. Disprosiul are relativ puține aplicații, deoarece nu poate fi înlocuit cu alte elemente chimice.
Sărurile solubile de disprosiu au o ușoară toxicitate, în timp ce sărurile insolubile sunt considerate netoxice.
Descoperind Istoria
Descoperit de: L. Boisbaudran, francez
Descoperit în 1886 în Franța
După ce Mossander s-a despărțiterbiupământ șiterbiuÎn 1842, mulți chimiști au folosit analiza spectrală pentru a identifica și a determina că nu erau oxizi puri ai unui element, ceea ce i-a încurajat pe chimiști să continue separarea lor. La șapte ani după separarea holmiului, în 1886, Bouvabadrand l-a împărțit în jumătate și a păstrat holmiul, celălalt fiind numit disprosiu, cu simbolul elementar Dy. Acest cuvânt provine din grecescul dysprositos și înseamnă „greu de obținut”. Odată cu descoperirea disprosiului și a altor elemente de pământuri rare, cealaltă jumătate a celei de-a treia etape a descoperirii elementelor de pământuri rare a fost finalizată.
Configurația electronică
Machetă electronică:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
izotop
În starea sa naturală, disprosiul este compus din șapte izotopi: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy și 164Dy. Toți aceștia sunt considerați stabili, în ciuda unei dezintegrari a atomului 156Dy cu un timp de înjumătățire de peste 1 * 10^18 ani. Printre izotopii naturali, 164Dy este cel mai abundent, cu 28%, urmat de 162Dy cu 26%. Cel mai puțin abundent este 156Dy, cu 0,06%. De asemenea, au fost sintetizați 29 de izotopi radioactivi, variind de la 138 la 173, în ceea ce privește masa atomică. Cel mai stabil este 154Dy, cu un timp de înjumătățire de aproximativ 310^6 ani, urmat de 159Dy, cu un timp de înjumătățire de 144,4 zile. Cel mai instabil este 138 Dy, cu un timp de înjumătățire de 200 de milisecunde. 154 Dy este cauzat în principal de dezintegrarea alfa, în timp ce dezintegrarea 152 Dy și 159 Dy este cauzată în principal de captura de electroni.
Metal
Disprosiul are un luciu metalic și un luciu argintiu strălucitor. Este destul de moale și poate fi prelucrat fără scântei dacă se evită supraîncălzirea. Proprietățile fizice ale disprosiului sunt afectate chiar și de o cantitate mică de impurități. Disprosiul și holmiul au cea mai mare putere magnetică, în special la temperaturi scăzute. Un simplu feromagnet de disprosiu devine o stare antiferomagnetică elicoidală la temperaturi sub 85 K (-188,2 C) și peste 85 K (-188,2 C), unde toți atomii sunt paraleli cu stratul inferior la un moment dat și sunt orientați spre straturile adiacente la un unghi fix. Acest antiferomagnetism neobișnuit se transformă într-o stare dezordonată (paramagnetică) la 179 K (-94 C).
Aplicație:
(1) Ca aditiv pentru magneții permanenți din neodim fier-bor, adăugarea a aproximativ 2-3% disprosiu la acest tip de magnet poate îmbunătăți coercitivitatea acestuia. În trecut, cererea de disprosiu nu era mare, dar odată cu creșterea cererii de magneți din neodim fier-bor, acesta a devenit un element aditiv necesar, cu o concentrație de aproximativ 95-99,9%, iar cererea este, de asemenea, în creștere rapidă.
(2) Disprosiul este utilizat ca activator pentru fosfori, iar disprosiul trivalent este un ion de activare promițător pentru materiale luminescente tricolore cu un singur centru de emisie. Este compus în principal din două benzi de emisie, una este emisie galbenă, iar cealaltă este emisie albastră. Materialele luminescente dopate cu disprosiu pot fi utilizate ca fosfori tricolori.
(3) Disprosiul este o materie primă metalică necesară pentru prepararea aliajului magnetostrictiv de dimensiuni mari, terfenolul, care poate permite obținerea unor mișcări mecanice precise.
(4)Disprosiu metalic poate fi utilizat ca material de stocare magneto-optic cu viteză mare de înregistrare și sensibilitate de citire.
(5) Pentru prepararea lămpilor cu disprosiu, substanța de lucru utilizată în lămpile cu disprosiu este iodura de disprosiu. Acest tip de lampă are avantaje precum luminozitate ridicată, culoare bună, temperatură de culoare ridicată, dimensiuni reduse și arc stabil. A fost utilizată ca sursă de iluminat pentru filme, tipărire și alte aplicații de iluminat.
(6) Datorită secțiunii transversale mari de captură a neutronilor a elementului disprosiu, acesta este utilizat în industria energiei atomice pentru măsurarea spectrelor neutronice sau ca absorbant de neutroni.
(7) Dy3Al5O12 poate fi utilizat și ca substanță magnetică de lucru pentru refrigerarea magnetică. Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, domeniile de aplicare ale disprosiului vor continua să se extindă și să se extindă.
(8) Nanofibrele din compuși de disprosiu au o rezistență și o suprafață mare, astfel încât pot fi utilizate pentru a întări alte materiale sau ca și catalizatori. Încălzirea unei soluții apoase de DyBr3 și NaF la o presiune de 450 bar timp de 17 ore până la 450 °C poate produce fibre de fluorură de disprosiu. Acest material poate rămâne în diverse soluții apoase mai mult de 100 de ore fără dizolvare sau agregare la temperaturi care depășesc 400 °C.
(9) Frigiderele cu demagnetizare termică utilizează anumite cristale paramagnetice de sare de disprosiu, inclusiv granat de disprosiu-galiu (DGG), granat de disprosiu-aluminiu (DAG) și granat de disprosiu-fier (DyIG).
(10) Compușii elementelor din grupa oxidului de disprosiu și cadmiu sunt surse de radiații infraroșii care pot fi utilizați pentru studierea reacțiilor chimice. Disprosiul și compușii săi au proprietăți magnetice puternice, ceea ce îi face utili în dispozitivele de stocare a datelor, cum ar fi hard disk-urile.
(11) Partea de neodim a magneților de neodim fier-bor poate fi înlocuită cu disprosiu pentru a crește coercitivitatea și a îmbunătăți rezistența termică a magneților. Se utilizează în aplicații cu cerințe de performanță ridicate, cum ar fi motoarele de acționare a vehiculelor electrice. Mașinile care utilizează acest tip de magnet pot conține până la 100 de grame de disprosiu per vehicul. Conform vânzărilor anuale estimate ale Toyota de 2 milioane de vehicule, acesta va epuiza în curând oferta globală de disprosiu metalic. Magneții înlocuiți cu disprosiu au, de asemenea, o rezistență ridicată la coroziune.
(12) Compușii de disprosiu pot fi utilizați ca și catalizatori în rafinarea petrolului și în industria chimică. Dacă disprosiul este adăugat ca promotor structural într-un catalizator de sinteză a feroxidului de amoniac, activitatea catalitică și rezistența la căldură a catalizatorului pot fi îmbunătățite. Oxidul de disprosiu poate fi utilizat ca material ceramic dielectric de înaltă frecvență, cu o structură Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2, care poate fi utilizat pentru rezonatoare dielectrice, filtre dielectrice, diplexoare dielectrice și dispozitive de comunicații.
Data publicării: 23 august 2023