Dysprózium,symbol Dy a atómové číslo 66. Je toprvok vzácnych zemíns kovovým leskom. Dysprózium sa v prírode nikdy nenašlo ako samostatná látka, hoci existuje v rôznych mineráloch, ako je napríklad fosforečnan ytritý.
Množstvo dysprózia v kôre je 6 ppm, čo je menej ako v...
ytriumv ťažkých prvkoch vzácnych zemín. Považuje sa za relatívne hojný ťažký
prvok vzácnych zemín a poskytuje dobrý zdrojový základ pre jeho aplikáciu.
Dysprosium sa v prirodzenom stave skladá zo siedmich izotopov, pričom najrozšírenejším je 164Dy.
Dysprózium prvýkrát objavil Paul Achilleck de Bospoland v roku 1886, ale až s vývojom technológie iónovej výmeny v 50. rokoch 20. storočia bolo úplne izolované. Dysprózium má relatívne málo aplikácií, pretože ho nemožno nahradiť inými chemickými prvkami.
Rozpustné dyspróziové soli majú miernu toxicitu, zatiaľ čo nerozpustné soli sa považujú za netoxické.
Objavovanie histórie
Objavil: L. Boisbaudran, Francúz
Objavený v roku 1886 vo Francúzsku
Po Mossanderovom odlúčeníerbiumzem aterbiumV roku 1842 sa mnohí chemici spektrálnou analýzou identifikovali a zistili, že nejde o čisté oxidy prvku, čo ich povzbudilo k pokračovaniu v ich separácii. Sedem rokov po separácii holmia, v roku 1886, ho Bouvabadrand rozdelil na polovicu a holmium si ponechal, druhú pomenoval dysprosium s elementárnym symbolom Dy. Toto slovo pochádza z gréckeho slova dysprositos a znamená „ťažko dostupný“. Objavom dysprosia a ďalších prvkov vzácnych zemín sa dokončila druhá polovica tretej etapy objavovania prvkov vzácnych zemín.
Elektrónová konfigurácia
Elektronické rozloženie:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p6 6s² 4f10
izotop
V prirodzenom stave sa dysprosium skladá zo siedmich izotopov: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy a 164Dy. Všetky sa považujú za stabilné, napriek rozpadu 156Dy s polčasom rozpadu viac ako 1 * 1018 rokov. Medzi prirodzene sa vyskytujúcimi izotopmi je 164Dy najrozšírenejší s 28 %, nasledovaný 162Dy s 26 %. Najmenej zastúpený je 156Dy, 0,06 %. Syntetizovaných bolo aj 29 rádioaktívnych izotopov v rozmedzí od 138 do 173, čo sa týka atómovej hmotnosti. Najstabilnejší je 154Dy s polčasom rozpadu približne 3106 rokov, nasledovaný 159Dy s polčasom rozpadu 144,4 dňa. Najnestabilnejší je 138 Dy s polčasom rozpadu 200 milisekúnd. 154Dy vzniká hlavne v dôsledku alfa rozpadu, zatiaľ čo rozpad 152Dy a 159Dy vzniká hlavne v dôsledku elektrónového záchytu.
Kov
Dysprosium má kovový lesk a jasný strieborný lesk. Je pomerne mäkké a dá sa opracovať bez iskrenia, ak sa zabráni prehriatiu. Fyzikálne vlastnosti dysprosia sú ovplyvnené aj malým množstvom nečistôt. Dysprosium a holmium majú najvyššiu magnetickú silu, najmä pri nízkych teplotách. Jednoduchý dysprosium feromagnetik sa pri teplotách pod 85 K (-188,2 °C) a nad 85 K (-188,2 °C) mení do špirálového antiferomagnetického stavu, kde sú všetky atómy v určitom okamihu rovnobežné so spodnou vrstvou a smerujú k susedným vrstvám pod pevným uhlom. Tento nezvyčajný antiferomagnetizmus sa pri 179 K (-94 °C) transformuje do neusporiadaného (paramagnetického) stavu.
Aplikácia：
(1) Ako prísada do neodýmovo-železo-bórových permanentných magnetov môže pridanie približne 2 – 3 % dysprózia do tohto typu magnetu zlepšiť jeho koercitivitu. V minulosti nebol dopyt po dyspróziu vysoký, ale s rastúcim dopytom po neodýmovo-železo-bórových magnetoch sa stal nevyhnutným prísadovým prvkom s obsahom okolo 95 – 99,9 % a dopyt tiež rýchlo rastie.
(2) Dysprosium sa používa ako aktivátor pre fosfory a trojmocné dysprosium je sľubným aktivačným iónom pre trojfarebné luminiscenčné materiály s jedným emisným centrom. Skladá sa hlavne z dvoch emisných pásiem, jeden má žltú emisiu a druhý má modrú emisiu. Luminiscenčné materiály dopované dysprosiom sa môžu použiť ako trojfarebné fosfory.
(3) Dysprosium je nevyhnutná kovová surovina na prípravu veľkej magnetostrikčnej zliatiny terfenolu, ktorá umožňuje dosiahnutie presných mechanických pohybov.
(4)Dysprosium kov môže byť použitý ako magnetooptický pamäťový materiál s vysokou rýchlosťou záznamu a citlivosťou čítania.
(5) Na prípravu dyspróziových lámp sa ako pracovná látka v dyspróziových lampách používa jodid dysprózia. Tento typ lampy má výhody, ako je vysoký jas, dobrá farba, vysoká teplota farby, malá veľkosť a stabilný oblúk. Používa sa ako zdroj svetla pre filmy, tlač a iné osvetľovacie aplikácie.
(6) Vďaka veľkej prierezovej ploche zachytávania neutrónov sa dyspróziový prvok používa v atómovom priemysle na meranie neutrónových spektier alebo ako absorbér neutrónov.
(7) Dy3Al5O12 sa môže použiť aj ako magnetická pracovná látka pre magnetické chladenie. S rozvojom vedy a techniky sa oblasti použitia dysprózia budú naďalej rozširovať a rozširovať.
(8) Nanovlákna z dysprosiových zlúčenín majú vysokú pevnosť a povrchovú plochu, takže sa môžu použiť na spevnenie iných materiálov alebo ako katalyzátory. Zahrievaním vodného roztoku DyBr3 a NaF pri tlaku 450 barov počas 17 hodín na 450 °C sa môžu vytvoriť vlákna fluoridu dysprosia. Tento materiál môže zostať v rôznych vodných roztokoch viac ako 100 hodín bez rozpustenia alebo agregácie pri teplotách nad 400 °C.
(9) Chladničky s tepelnou izoláciou a demagnetizáciou používajú určité paramagnetické kryštály dyspróziovej soli, vrátane dyspróziovo-gáliového granátu (DGG), dyspróziovo-hlinitého granátu (DAG) a dyspróziovo-železitého granátu (DyIG).
(10) Zlúčeniny oxidu kademnatého a dysprosia sú zdroje infračerveného žiarenia, ktoré možno použiť na štúdium chemických reakcií. Dysprózium a jeho zlúčeniny majú silné magnetické vlastnosti, vďaka čomu sú užitočné v zariadeniach na ukladanie údajov, ako sú pevné disky.
(11) Neodýmová časť neodýmových železo-bórových magnetov sa môže nahradiť dyspróziom, aby sa zvýšila koercivita a zlepšila tepelná odolnosť magnetov. Používa sa v aplikáciách s vysokými požiadavkami na výkon, ako sú napríklad pohonné motory elektrických vozidiel. Autá, ktoré používajú tento typ magnetu, môžu obsahovať až 100 gramov dysprózia na vozidlo. Podľa odhadovaného ročného predaja 2 miliónov vozidiel spoločnosti Toyota sa čoskoro vyčerpajú globálne zásoby kovového dysprózia. Magnety nahradené dyspróziom majú tiež vysokú odolnosť proti korózii.
(12) Zlúčeniny dysprosia sa môžu používať ako katalyzátory v rafinácii ropy a chemickom priemysle. Ak sa dysprosium pridá ako štrukturálny promótor do katalyzátora syntézy oxidu železitého amoniaku, môže sa zlepšiť katalytická aktivita a tepelná odolnosť katalyzátora. Oxid dysprosia sa môže používať ako vysokofrekvenčný dielektrický keramický komponentný materiál so štruktúrou Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2, ktorý sa môže použiť na dielektrické rezonátory, dielektrické filtre, dielektrické diplexory a komunikačné zariadenia.
Čas uverejnenia: 23. augusta 2023