Disprozijs,simbols Dy un atomskaitlis 66. Tas irretzemju elementsar metālisku spīdumu. Disprozijs dabā nekad nav atrasts kā atsevišķa viela, lai gan tas pastāv dažādos minerālos, piemēram, itrija fosfātā.
Disprozija daudzums garozā ir 6 ppm, kas ir zemāks nekā
itrijssmagos retzemju elementos. Tas tiek uzskatīts par relatīvi bagātīgu smago elementu
retzemju elements un nodrošina labu resursu pamatu tā pielietošanai.
Dabiskajā stāvoklī disprozijs sastāv no septiņiem izotopiem, no kuriem visizplatītākais ir 164 Dy.
Disproziju sākotnēji atklāja Pols Ahileks de Bospolands 1886. gadā, bet pilnībā izolēts tas tika tikai pēc jonu apmaiņas tehnoloģijas attīstības 20. gadsimta 50. gados. Disprozijam ir salīdzinoši maz pielietojumu, jo to nevar aizstāt ar citiem ķīmiskiem elementiem.
Šķīstošajiem disprozija sāļiem ir neliela toksicitāte, savukārt nešķīstošie sāļi tiek uzskatīti par netoksiskiem.
Vēstures atklāšana
Atklājējs: L. Buābodrāns, francūzis
Atklāts 1886. gadā Francijā
Pēc Mosandra šķiršanāserbijszeme unterbijsAtklājot holmiju 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, Buvabadrands to sadalīja uz pusēm un paturēja holmiju, otru pusi nosaucot par disproziju ar elementa simbolu Dy. Šis vārds cēlies no grieķu vārda dysprositos un nozīmē "grūti iegūt". Atklājot disproziju un citus retzemju elementus, tika 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. Starp dabā sastopamajiem izotopiem visizplatītākais ir 164Dy ar 28% saturu, kam seko 162Dy ar 26%. Vismazāk pietiekamais ir 156Dy, 0,06%. Ir sintezēti arī 29 radioaktīvie izotopi, kuru atomu masa ir no 138 līdz 173. Visstabilākais ir 154Dy ar pussabrukšanas periodu aptuveni 3106 gadi, kam seko 159Dy ar pussabrukšanas periodu 144,4 dienas. Visnestabilākais ir 138Dy ar pussabrukšanas periodu 200 milisekundes. 154Dy galvenokārt rodas alfa sabrukšanas rezultātā, savukārt 152Dy un 159Dy sabrukšanu galvenokārt izraisa elektronu uztveršana.
Metāls
Disprosijam ir metālisks spīdums un spilgti sudrabains spīdums. Tas ir diezgan mīksts un to var apstrādāt bez dzirkstelēšanas, ja izvairās no pārkaršanas. Disprosija fizikālās īpašības ietekmē pat neliels piemaisījumu daudzums. Disprosijam un holmijam ir vislielākā magnētiskā izturība, īpaši zemā temperatūrā. Vienkāršs disprosija feromagnēts temperatūrā zem 85 K (-188,2 C) un virs 85 K (-188,2 C) kļūst par spirālveida antiferomagnētisku stāvokli, kur visi atomi noteiktā brīdī ir paralēli apakšējam slānim un ir vērsti pret 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 šāda veida magnētam aptuveni 2–3 % disprozija, var uzlabot tā koercitīvitāti. Agrāk disprozija pieprasījums nebija liels, bet, pieaugot pieprasījumam pēc neodīma dzelzs bora magnētiem, tas kļuva par nepieciešamu piedevas elementu ar aptuveni 95–99,9 % tīrības pakāpi, un pieprasījums arī strauji pieaug.
(2) Disprozijs tiek izmantots kā fosforu aktivators, un trīsvērtīgais disprozijs ir daudzsološs aktivējošais jons trīskrāsu luminiscējošiem materiāliem ar vienu emisijas centru. Tas galvenokārt sastāv no divām emisijas joslām: viena ir dzeltenā emisija, otra ir zilā emisija. Ar disproziju leģētus luminiscējošus materiālus var izmantot kā trīskrāsu fosforus.
(3) Disprozijs ir nepieciešama metāla izejviela liela magnetostriktīva sakausējuma terfenola ražošanai, kas var nodrošināt precīzas mehāniskas kustības.
(4)Disprozija metāls var izmantot kā magnetooptisku atmiņas materiālu ar augstu ierakstīšanas ātrumu un nolasīšanas jutību.
(5) Disprozija lampu pagatavošanā izmantotā darba viela ir disprozija jodīds. Šāda veida lampām ir tādas priekšrocības kā augsts spilgtums, laba krāsu atveide, augsta krāsu temperatūra, mazs izmērs un stabila loka gaisma. Tās ir izmantotas kā apgaismojuma avots filmās, poligrāfijā un citās apgaismojuma lietojumprogrammās.
(6) Disprosija elementa lielā neitronu uztveršanas šķērsgriezuma laukuma dēļ to izmanto atomenerģijas rūpniecībā neitronu spektru mērīšanai vai kā neitronu absorbētāju.
(7) Dy3Al5O12 var izmantot arī kā magnētisku darba vielu magnētiskajā saldēšanā. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijām, disprosija pielietojuma jomas turpinās paplašināties.
(8) Disprozija savienojumu nanofibriem ir augsta izturība un virsmas laukums, tāpēc tos var izmantot citu materiālu stiprināšanai vai kā katalizatorus. DyBr3 un NaF ūdens šķīduma karsēšana 450 bāru spiedienā 17 stundas līdz 450 °C var radīt disprozija fluorīda šķiedras. Šis materiāls var saglabāties dažādos ūdens šķīdumos vairāk nekā 100 stundas bez izšķīšanas vai agregācijas temperatūrā, kas pārsniedz 400 °C.
(9) Ledusskapju termiskās izolācijas demagnetizācijā 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, ko var izmantot ķīmisko reakciju pētīšanai. Disprozijam un tā savienojumiem piemīt spēcīgas magnētiskās īpašības, kas padara tos noderīgus datu glabāšanas ierīcēs, piemēram, cietajos diskos.
(11) Neodīma dzelzs bora magnētu neodīma daļu var aizstāt ar disproziju, lai palielinātu koercitīvitāti un uzlabotu magnētu karstumizturību. To izmanto lietojumos ar augstām veiktspējas prasībām, piemēram, elektrotransportlīdzekļu piedziņas motoros. Automašīnās, kurās tiek izmantots šāda veida magnēts, var būt līdz 100 gramiem disprozija uz vienu transportlīdzekli. Saskaņā ar Toyota aplēstajiem gada pārdošanas apjomiem 2 miljonu transportlīdzekļu apmērā tas drīz samazinās disprozija metāla globālo piegādi. Ar disproziju aizstātajiem magnētiem ir arī augsta izturība pret koroziju.
(12) Disprozija savienojumus var izmantot kā katalizatorus naftas pārstrādes un ķīmiskajā rūpniecībā. Ja disprozijam pievieno kā strukturālu veicinātāju feroksīda amonjaka sintēzes katalizatoram, var uzlabot katalizatora katalītisko aktivitāti un karstumizturību. Disprozija oksīdu var izmantot kā augstfrekvences dielektrisku keramikas komponentu materiālu ar Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 struktūru, ko var izmantot dielektriskiem rezonatoriem, dielektriskiem filtriem, dielektriskiem dipleksoriem un sakaru ierīcēm.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 23. augusts