Dysprosium,symbool Dy en atoomnummer 66. Het is eenzeldzame aarde-elementmet metaalglans. Dysprosium is in de natuur nooit als een enkele stof aangetroffen, hoewel het in verschillende mineralen voorkomt, zoals yttriumfosfaat.
De overvloed aan dysprosium in de korst is 6 ppm, wat lager is dan die van
yttriumin zware zeldzame aardmetalen. Het wordt beschouwd als een relatief overvloedige zware
zeldzaam aardelement en biedt een goede basis voor de toepassing ervan.
Dysprosium in zijn natuurlijke staat bestaat uit zeven isotopen, waarvan 164 Dy de meest voorkomende is.
Dysprosium werd aanvankelijk ontdekt door Paul Achilleck de Bospoland in 1886, maar pas tijdens de ontwikkeling van de ionenuitwisselingstechnologie in de jaren vijftig werd het volledig geïsoleerd. Dysprosium heeft relatief weinig toepassingen omdat het niet kan worden vervangen door andere chemische elementen.
Oplosbare dysprosiumzouten hebben een lichte toxiciteit, terwijl onoplosbare zouten als niet-toxisch worden beschouwd.
Geschiedenis ontdekken
Ontdekt door: L. Boisbaudran, Frans
Ontdekt in 1886 in Frankrijk
Nadat Mossander uit elkaar gingerbiumaarde enterbiumaarde van yttriumaarde in 1842 gebruikten veel scheikundigen spectrale analyse om te identificeren en vast te stellen dat het geen pure oxiden van een element waren, wat scheikundigen ertoe aanzette ze te blijven scheiden. Zeven jaar na de scheiding van holmium, in 1886, verdeelde Bouvabadrand het in tweeën en behield holmium, de andere genaamd dysprosium, met het elementaire symbool 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 lay-out:
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 verval van 156Dy met een halfwaardetijd van meer dan 1 * 1018 jaar. Van de natuurlijk voorkomende isotopen is 164Dy met 28% het meest voorkomend, gevolgd door 162Dy met 26%. Het minst voldoende is 156Dy, 0,06%. Er zijn ook 29 radioactieve isotopen gesynthetiseerd, variërend van 138 tot 173, in termen van atoommassa. De meest stabiele is 154Dy met een halfwaardetijd van ongeveer 3106 jaar, gevolgd door 159Dy met een halfwaardetijd van 144,4 dagen. De meest onstabiele is 138 Dy met een halfwaardetijd van 200 milliseconden. 154Dy wordt voornamelijk veroorzaakt door alfaverval, terwijl 152Dy en 159Dy-verval voornamelijk worden veroorzaakt door elektronenvangst.
Metaal
Dysprosium heeft een metaalglans en een heldere zilverglans. Het is vrij zacht en kan vonkvrij worden bewerkt als oververhitting wordt vermeden. De fysische eigenschappen van dysprosium worden al door een kleine hoeveelheid onzuiverheden beïnvloed. Dysprosium en holmium hebben de hoogste magnetische sterkte, vooral bij lage temperaturen. Een eenvoudige dysprosium-ferromagneet wordt een spiraalvormige antiferromagnetische toestand bij temperaturen onder 85 K (-188,2 C) en boven 85 K (-188,2 C), waarbij alle atomen op een bepaald moment evenwijdig zijn aan de onderste laag en onder een vaste hoek naar aangrenzende lagen zijn gericht . Dit ongebruikelijke antiferromagnetisme verandert in een ongeordende (paramagnetische) toestand bij 179 K (-94 C).
Sollicitatie:
(1) Als additief voor permanente magneten van neodymium-ijzer-borium kan het toevoegen van ongeveer 2-3% dysprosium aan dit type magneet de coërciviteit ervan verbeteren. In het verleden was de vraag naar dysprosium niet hoog, maar met de toenemende vraag naar neodymium-ijzerboriummagneten werd het een noodzakelijk additief element, met een graad van ongeveer 95-99,9%, en de vraag neemt ook snel toe.
(2) Dysprosium wordt gebruikt als activator voor fosforen, en driewaardig Dysprosium is een veelbelovend activerend ion voor driekleurige luminescerende materialen met een enkel emissiecentrum. Het bestaat hoofdzakelijk uit twee emissiebanden, de ene is gele emissie en de andere is blauwe emissie. Dysprosium-gedoteerde luminescerende materialen kunnen worden gebruikt als driekleurige fosforen.
(3) Dysprosium is een noodzakelijke metaalgrondstof voor de bereiding van de grote magnetostrictieve legering Terfenol, waarmee nauwkeurige mechanische bewegingen kunnen worden bereikt.
(4)Dysprosium metaal kan worden gebruikt als magneto-optisch opslagmateriaal met hoge opnamesnelheid en leesgevoeligheid.
(5) Voor de bereiding van dysprosiumlampen is dysprosiumjodide de werkzame stof die in dysprosiumlampen wordt gebruikt. Dit type lamp heeft voordelen zoals hoge helderheid, goede kleur, hoge kleurtemperatuur, klein formaat en stabiele boog. Het is gebruikt als lichtbron voor films, afdrukken en andere verlichtingstoepassingen.
(6) Vanwege het grote dwarsdoorsnedeoppervlak van het dysprosiumelement voor het vangen van neutronen, wordt het in de atoomenergie-industrie 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 en uitbreiden.
(8) Nanovezels uit dysprosiumverbindingen hebben een hoge sterkte en een hoge oppervlakte, zodat ze kunnen worden gebruikt om andere materialen te versterken of als katalysatoren. Het verwarmen van een waterige oplossing van DyBr3 en NaF bij een druk van 450 bar gedurende 17 uur tot 450 ° C kan dysprosiumfluoridevezels produceren. Dit materiaal kan meer dan 100 uur in verschillende waterige oplossingen blijven zonder op te lossen of aggregatie bij temperaturen boven 400 ° C.
(9) Demagnetisatiekoelkasten met thermische isolatie maken gebruik van bepaalde paramagnetische dysprosiumzoutkristallen, waaronder dysprosium gallium granaat (DGG), dysprosium aluminium granaat (DAG) en dysprosium ijzergranaat (DyIG).
(10) Dysprosium-cadmiumoxidegroepelementverbindingen zijn bronnen van infraroodstraling die kunnen worden gebruikt om chemische reacties te bestuderen. Dysprosium en zijn verbindingen hebben sterke magnetische eigenschappen, waardoor ze nuttig zijn in apparaten voor gegevensopslag, zoals harde schijven.
(11) Het neodymiumgedeelte van neodymium-ijzerboriummagneten kan worden vervangen door dysprosium om de coërciviteit te vergroten 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 per voertuig tot 100 gram dysprosium bevatten. Volgens Toyota's geschatte jaarlijkse verkoop van 2 miljoen voertuigen zal Toyota binnenkort het wereldwijde aanbod van dysprosiummetaal uitputten. Magneten vervangen door dysprosium hebben ook een hoge corrosieweerstand.
(12) Dysprosiumverbindingen kunnen worden gebruikt als katalysatoren in de olieraffinage en de chemische industrie. Als dysprosium wordt toegevoegd als structurele promotor in een katalysator voor de synthese van ferrioxide-ammoniak, kunnen de katalytische activiteit en hittebestendigheid van de katalysator worden verbeterd. Dysprosiumoxide kan worden gebruikt als hoogfrequent diëlektrisch keramisch componentmateriaal, met een structuur van Mg0-Ba0-DyOn-Ti02, dat kan worden gebruikt voor diëlektrische resonatoren, diëlektrische filters, diëlektrische diplexers en communicatieapparatuur.
Posttijd: 23 augustus 2023