Dysprosium,symbool Dy en atoomnummer 66. Het is eenzeldzame aarde-elementMet metaalachtige glans. Dysprosium is nooit als afzonderlijke stof in de natuur aangetroffen, hoewel het wel in verschillende mineralen voorkomt, zoals yttriumfosfaat.
De hoeveelheid dysprosium in de korst bedraagt 6 ppm, wat lager is dan die van
yttriumin zware zeldzame aardelementen. Het wordt beschouwd als een relatief overvloedige zware
zeldzame aarde-element en biedt een goede basis voor de toepassing ervan.
Dysprosium bestaat in zijn natuurlijke staat uit zeven isotopen, waarvan 164 Dy de meest voorkomende is.
Dysprosium werd aanvankelijk ontdekt door Paul Achilleck de Bospoland in 1886, maar pas met de ontwikkeling van ionenwisselingstechnologie in de jaren 50 werd het volledig geïsoleerd. Dysprosium kent relatief weinig toepassingen omdat het niet door andere chemische elementen kan worden vervangen.
Oplosbare dysprosiumzouten zijn licht giftig, terwijl onoplosbare zouten als niet-giftig worden beschouwd.
Geschiedenis ontdekken
Ontdekt door: L. Boisbaudran, Frans
Ontdekt in 1886 in Frankrijk
Nadat Mossander uit elkaar gingerbiumaarde enterbiumIn 1842 gebruikten veel chemici spectraalanalyse om te identificeren en vast te stellen dat het geen zuivere oxiden van een element waren, wat chemici aanmoedigde om ze te blijven scheiden. Zeven jaar na de scheiding van holmium, in 1886, deelde Bouvabadrand het in tweeën en behield holmium, de andere heette dysprosium, met het elementsymbool Dy. Dit woord komt van het Griekse woord dysprositos en betekent 'moeilijk verkrijgbaar'. Met de ontdekking van dysprosium en andere zeldzame aardelementen is de andere helft van de derde fase van de ontdekking van zeldzame aardelementen voltooid.
Elektronenconfiguratie
Elektronische indeling:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotoop
In zijn natuurlijke staat bestaat dysprosium uit zeven isotopen: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy en 164Dy. Deze worden allemaal als stabiel beschouwd, ondanks een 156Dy-verval met een halveringstijd van meer dan 1 * 1018 jaar. Van de natuurlijk voorkomende isotopen is 164Dy het meest voorkomend met 28%, gevolgd door 162Dy met 26%. De minst voorkomende is 156Dy, 0,06%. Er zijn ook 29 radioactieve isotopen gesynthetiseerd, variërend van 138 tot 173, qua atomaire massa. De meest stabiele is 154Dy met een halveringstijd van ongeveer 3106 jaar, gevolgd door 159Dy met een halveringstijd van 144,4 dagen. Het meest instabiele is 138 Dy met een halfwaardetijd van 200 milliseconden. 154Dy wordt voornamelijk veroorzaakt door alfaverval, terwijl 152Dy en 159Dy voornamelijk worden veroorzaakt door elektronenvangst.
Metaal
Dysprosium heeft een metaalachtige glans en een heldere zilverglans. Het is vrij zacht en kan zonder vonken worden bewerkt, mits oververhitting wordt vermeden. De fysische eigenschappen van dysprosium worden beïnvloed door zelfs een kleine hoeveelheid onzuiverheden. Dysprosium en holmium hebben de hoogste magnetische sterkte, vooral bij lage temperaturen. Een eenvoudige dysprosium-ferromagneet verandert in een spiraalvormige antiferromagnetische toestand bij temperaturen onder 85 K (-188,2 °C) en boven 85 K (-188,2 °C), waarbij alle atomen op een specifiek moment parallel aan de onderste laag staan en onder een vaste hoek tegenover aangrenzende lagen staan. Dit ongebruikelijke antiferromagnetisme verandert in een ongeordende (paramagnetische) toestand bij 179 K (-94 °C).
Sollicitatie:
(1) Als additief voor neodymium-ijzer-borium permanente magneten kan de toevoeging van ongeveer 2-3% dysprosium aan dit type magneet de coërciviteit verbeteren. In het verleden was de vraag naar dysprosium niet hoog, maar met de toenemende vraag naar neodymium-ijzer-borium magneten is het een noodzakelijk additief element geworden, met een gehalte van ongeveer 95-99,9%, en de vraag neemt ook snel toe.
(2) Dysprosium wordt gebruikt als activator voor fosfor, en driewaardig dysprosium is een veelbelovend activerend ion voor driekleurige luminescerende materialen met één emissiecentrum. Het bestaat voornamelijk uit twee emissiebanden: één met gele emissie en één met blauwe emissie. Dysprosiumgedoteerde luminescerende materialen kunnen worden gebruikt als driekleurige fosfor.
(3) Dysprosium is een noodzakelijke metaalgrondstof voor de bereiding van de grote magnetostrictieve legering Terfenol, waarmee nauwkeurige mechanische bewegingen mogelijk zijn.
(4)Dysprosiummetaal kan worden gebruikt als magneto-optisch opslagmateriaal met hoge opnamesnelheid en leesgevoeligheid.
(5) Voor de productie van dysprosiumlampen wordt dysprosiumjodide gebruikt als werkstof. Dit type lamp heeft voordelen zoals een hoge helderheid, goede kleur, hoge kleurtemperatuur, een klein formaat en een stabiele boog. Het wordt gebruikt als lichtbron voor films, drukkerijen en andere verlichtingstoepassingen.
(6) Vanwege de grote neutronenvangstdoorsnede van het dysprosiumelement wordt het in de atoomenergiesector gebruikt om neutronenspectra te meten of als neutronenabsorbeerder.
(7) Dy3Al5O12 kan ook worden gebruikt als magnetische werkstof voor magnetische koeling. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie zullen de toepassingsgebieden van dysprosium zich blijven uitbreiden.
(8) Dysprosium nanovezels hebben een hoge sterkte en een groot oppervlak, waardoor ze gebruikt kunnen worden om andere materialen te versterken of als katalysator. Door een waterige oplossing van DyBr3 en NaF gedurende 17 uur bij een druk van 450 bar tot 450 °C te verhitten, kunnen dysprosiumfluoridevezels ontstaan. Dit materiaal kan bij temperaturen boven de 400 °C meer dan 100 uur in verschillende waterige oplossingen blijven zonder op te lossen of te aggregeren.
(9) Bij demagnetisatiekoelkasten met thermische isolatie worden bepaalde paramagnetische dysprosiumzoutkristallen gebruikt, waaronder dysprosiumgalliumgranaat (DGG), dysprosiumaluminiumgranaat (DAG) en dysprosiumijzergranaat (DyIG).
(10) Elementverbindingen van de dysprosium-cadmiumoxidegroep zijn infraroodstralingsbronnen die gebruikt kunnen worden om chemische reacties te bestuderen. Dysprosium en zijn verbindingen hebben sterke magnetische eigenschappen, waardoor ze nuttig zijn in gegevensopslagapparaten zoals harde schijven.
(11) Het neodymiumgedeelte van neodymium-ijzer-boriummagneten kan worden vervangen door dysprosium om de coërciviteit te verhogen en de hittebestendigheid van de magneten te verbeteren. Het wordt gebruikt in toepassingen met hoge prestatie-eisen, zoals aandrijfmotoren van elektrische voertuigen. Auto's die dit type magneet gebruiken, kunnen tot 100 gram dysprosium per voertuig bevatten. Volgens Toyota's geschatte jaarlijkse verkoop van 2 miljoen voertuigen zal dit binnenkort de wereldwijde voorraad dysprosiummetaal uitputten. Magneten die worden vervangen door dysprosium hebben ook een hoge corrosiebestendigheid.
(12) Dysprosiumverbindingen kunnen worden gebruikt als katalysatoren in de olieraffinage- en chemische industrie. Door dysprosium toe te voegen als structurele promotor aan een ferrioxide-ammoniaksynthesekatalysator, kunnen de katalytische activiteit en hittebestendigheid van de katalysator worden verbeterd. Dysprosiumoxide kan worden gebruikt als een hoogfrequent diëlektrisch keramisch componentmateriaal, met een structuur van MgO-BaO-DyOn-TiO2, dat kan worden gebruikt voor diëlektrische resonatoren, diëlektrische filters, diëlektrische diplexers en communicatieapparatuur.
Plaatsingstijd: 23-08-2023