Disprozijs,simbols Dy un atomskaitlis 66. Tas ir aretzemju elementsar metālisku spīdumu. Disprozijs dabā nekad nav atrasts kā viena viela, lai gan tas pastāv dažādos minerālos, piemēram, itrija fosfātā.
Disprozija daudzums garozā ir 6 ppm, kas ir mazāks nekā
itrijssmagos retzemju elementos. To uzskata par salīdzinoši bagātīgu smagu
retzemju elements un nodrošina labu resursu pamatu tā izmantošanai.
Disprosijs tā dabiskajā stāvoklī sastāv no septiņiem izotopiem, no kuriem visizplatītākais ir 164 Dy.
Sākotnēji disproziju 1886. gadā atklāja Pols Ahileks de Bospolens, taču tikai jonu apmaiņas tehnoloģijas attīstība 1950. gados to pilnībā izolēja. Disprozijam ir salīdzinoši maz pielietojumu, jo to nevar aizstāt ar citiem ķīmiskiem elementiem.
Šķīstošajiem disprozija sāļiem ir neliela toksicitāte, savukārt nešķīstošos sāļus uzskata par netoksiskiem.
Vēstures atklāšana
Atklāja: L. Boisbaudran, francūzis
Atklāts 1886. gadā Francijā
Pēc Mosandera atdalīšanāserbijszeme unterbijszemi no itrija zemes 1842. gadā, daudzi ķīmiķi izmantoja spektrālo analīzi, lai identificētu un noteiktu, ka tie nav tīri elementa oksīdi, kas mudināja ķīmiķus turpināt to atdalīšanu. Septiņus gadus pēc holmija atdalīšanas 1886. gadā Bouvabadrands to sadalīja uz pusēm un saglabāja holmiju, otru nosauca par disproziju, ar elementa simbolu Dy. Šis vārds cēlies no grieķu vārda dysprositos un nozīmē "grūti iegūstams". Līdz ar disprozija un citu retzemju elementu atklāšanu ir pabeigta retzemju elementu atklāšanas trešā posma otra puse.
Elektronu konfigurācija
Elektroniskais izkārtojums:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
izotops
Dabiskā stāvoklī disprozijs sastāv no septiņiem izotopiem: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy un 164Dy. Tie visi tiek uzskatīti par stabiliem, neskatoties uz 156Dy sabrukšanu ar pussabrukšanas periodu, kas pārsniedz 1 * 1018 gadus. No dabā sastopamajiem izotopiem 164Dy ir visizplatītākais ar 28%, kam seko 162Dy ar 26%. Vismazāk pietiekams ir 156Dy, 0,06%. Ir arī sintezēti 29 radioaktīvie izotopi, kuru atomu masa ir robežās no 138 līdz 173. Visstabilākais ir 154Dy ar pusperiodu aptuveni 3106 gadi, kam seko 159Dy ar pussabrukšanas periodu 144,4 dienas. Visnestabilākais ir 138 Dy ar pussabrukšanas periodu 200 milisekundes. 154Dy galvenokārt izraisa alfa sabrukšana, savukārt 152Dy un 159Dy sabrukšanu galvenokārt izraisa elektronu uztveršana.
Metāls
Disprozijam ir metālisks spīdums un spilgti sudraba spīdums. Tas ir diezgan mīksts un to var apstrādāt bez dzirksteļošanas, ja tiek novērsta pārkaršana. Disprozija fizikālās īpašības ietekmē pat neliels daudzums piemaisījumu. Disprozijam un holmijam ir vislielākā magnētiskā izturība, īpaši zemās temperatūrās. Vienkāršs disprozija feromagnēts kļūst par spirālveida antiferomagnētisku stāvokli temperatūrā, kas zemāka par 85 K (-188,2 C) un virs 85 K (-188,2 C), kur visi atomi noteiktā brīdī ir paralēli apakšējam slānim un ir vērsti uz blakus esošajiem slāņiem fiksētā leņķī. . Šis neparastais antiferomagnētisms 179 K (-94 C) temperatūrā pārvēršas nesakārtotā (paramagnētiskā) stāvoklī.
Pieteikums:
(1) Kā piedeva neodīma dzelzs bora pastāvīgajiem magnētiem, pievienojot apmēram 2–3% disprozija šāda veida magnētiem, var uzlabot tā koercivitāti. Agrāk pieprasījums pēc disprozija nebija liels, taču, pieaugot pieprasījumam pēc neodīma dzelzs bora magnētiem, tas kļuva par nepieciešamu piedevu elementu, kura pakāpe ir ap 95-99,9%, un pieprasījums arī strauji pieaug.
(2) Disprosiju izmanto kā fosforu aktivatoru, un trīsvērtīgais disprozijs ir daudzsološs aktivējošs jons viena emisijas centra trīskrāsu luminiscējošiem materiāliem. To galvenokārt veido divas emisijas joslas, no kurām viena ir dzeltenā emisija, bet otra ir zilā emisija. Ar disprozija leģētiem luminiscējošiem materiāliem var izmantot trīskrāsu luminoforus.
(3) Disprozijs ir nepieciešama metāla izejviela liela magnetostriktīva sakausējuma Terfenola pagatavošanai, kas var nodrošināt precīzas mehāniskas kustības.
(4)Disprozija metāls var izmantot kā magneto-optisko uzglabāšanas materiālu ar augstu ierakstīšanas ātrumu un lasīšanas jutību.
(5) Disprozija lampu pagatavošanai disprozija lampās izmantotā darba viela ir disprozija jodīds. Šāda veida lampām ir tādas priekšrocības kā augsts spilgtums, laba krāsa, augsta krāsu temperatūra, mazs izmērs un stabila loka. Tas ir izmantots kā apgaismojuma avots filmām, drukāšanai un citām apgaismojuma programmām.
(6) Tā kā disprozija elementam ir liels neitronu uztveršanas šķērsgriezuma laukums, to izmanto atomenerģijas nozarē neitronu spektru mērīšanai vai kā neitronu absorbētāju.
(7) Dy3Al5O12 var izmantot arī kā magnētisku darba vielu magnētiskai dzesēšanai. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, disprozija pielietojuma jomas turpinās paplašināties un paplašināties.
(8) Disprozija savienojumu nanošķiedrām ir augsta izturība un virsmas laukums, tāpēc tās var izmantot citu materiālu stiprināšanai vai kā katalizatorus. Karsējot DyBr3 un NaF ūdens šķīdumu 450 bāru spiedienā 17 stundas līdz 450 ° C, var iegūt disprozija fluorīda šķiedras. Šis materiāls var palikt dažādos ūdens šķīdumos vairāk nekā 100 stundas bez šķīšanas vai agregācijas temperatūrā, kas pārsniedz 400 ° C.
(9) Siltumizolācijas demagnetizācijas ledusskapjos tiek izmantoti noteikti paramagnētiski disprozija sāls kristāli, tostarp disprozija gallija granāts (DGG), disprozija alumīnija granāts (DAG) un disprozija dzelzs granāts (DyIG).
(10) Disprozija kadmija oksīda grupas elementu savienojumi ir infrasarkanā starojuma avoti, kurus var izmantot ķīmisko reakciju pētīšanai. Disprozijam un tā savienojumiem ir spēcīgas magnētiskas īpašības, tāpēc tie ir noderīgi datu uzglabāšanas ierīcēs, piemēram, cietajos diskos.
(11) Neodīma dzelzs bora magnētu neodīma daļu var aizstāt ar disproziju, lai palielinātu koercivitāti un uzlabotu magnētu karstumizturību. To izmanto lietojumprogrammās ar augstām veiktspējas prasībām, piemēram, elektrisko transportlīdzekļu piedziņas motoros. Automašīnās, kurās tiek izmantots šāda veida magnēts, vienā transportlīdzeklī var būt līdz 100 gramiem disprozija. Saskaņā ar Toyota aplēsto gada pārdošanas apjomu 2 miljonu transportlīdzekļu apjomā, tas drīzumā izsmels pasaules disprozija metāla piedāvājumu. Magnētiem, kas aizstāti ar disproziju, ir arī augsta izturība pret koroziju.
(12) Disprozija savienojumus var izmantot kā katalizatorus naftas pārstrādes un ķīmiskajā rūpniecībā. Ja ferioksīda amonjaka sintēzes katalizatorā kā strukturālo veicinātāju pievieno disproziju, var uzlabot katalizatora katalītisko aktivitāti un karstumizturību. Disprozija oksīdu var izmantot kā augstfrekvences dielektrisku keramikas sastāvdaļu materiālu ar Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 struktūru, ko var izmantot dielektriskiem rezonatoriem, dielektriskiem filtriem, dielektriskiem diplekseriem un sakaru ierīcēm.
Publicēšanas laiks: 23. augusts 2023