Düsproosium,sümbol Dy ja aatomnumber 66. See onharuldaste muldmetallide elementmetallilise läikega. Düsproosiumi pole looduses kunagi üksiku ainena leitud, kuigi seda leidub erinevates mineraalides, näiteks ütriumfosfaadis.
Düsproosiumi sisaldus maakoores on 6 ppm, mis on madalam kui
ütriumrasketes haruldastes muldmetallides. Seda peetakse suhteliselt rikkalikuks raskeks
haruldaste muldmetallide element ja pakub head ressursibaasi selle rakendamiseks.
Looduslikus olekus koosneb düsproosium seitsmest isotoopist, millest kõige levinum on 164 Dy.
Düsproosiumi avastas esmakordselt Paul Achilleck de Bospoland 1886. aastal, kuid see isoleeriti täielikult alles ioonvahetustehnoloogia väljatöötamisega 1950. aastatel. Düsproosiumil on suhteliselt vähe rakendusi, kuna seda ei saa asendada teiste keemiliste elementidega.
Lahustuvatel düsproosiumisooladel on kerge toksilisus, samas kui lahustumatuid sooli peetakse mittetoksilisteks.
Ajaloo avastamine
Avastaja: L. Boisbaudran, prantslane
Avastati Prantsusmaal 1886. aastal
Pärast Mossanderi lahutusterbiummaa jaterbium1842. aastal ütriummullast eraldades kasutasid paljud keemikud spektraalanalüüsi, et tuvastada ja kindlaks teha, et tegemist ei ole elemendi puhaste oksiididega, mis julgustas keemikuid neid eraldamist jätkama. Seitse aastat pärast holmiumi eraldamist, 1886. aastal, jagas Bouvabadrand selle pooleks ja jättis holmiumi, teise poole nimetades düsproosiumiks, elemendi sümboliga Dy. See sõna pärineb kreekakeelsest sõnast dysprositos ja tähendab "raskesti kättesaadav". Düsproosiumi ja teiste haruldaste muldmetallide avastamisega on haruldaste muldmetallide avastamise kolmanda etapi teine pool lõpule viidud.
Elektronkonfiguratsioon
Elektrooniline paigutus:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotoop
Looduslikus olekus koosneb düsproosium seitsmest isotoopist: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy ja 164Dy. Neid kõiki peetakse stabiilseteks, hoolimata 156Dy lagunemisest, mille poolestusaeg on üle 1 * 1018 aasta. Looduslikult esinevate isotoopide seas on kõige levinum 164Dy, 28%, millele järgneb 162Dy 26% sisaldusega. Kõige vähem piisav on 156Dy, 0,06%. Sünteesitud on ka 29 radioaktiivset isotoopi, mille aatommass on vahemikus 138 kuni 173. Kõige stabiilsem on 154Dy, mille poolestusaeg on umbes 3106 aastat, millele järgneb 159Dy, mille poolestusaeg on 144,4 päeva. Kõige ebastabiilsem on 138Dy, mille poolestusaeg on 200 millisekundit. 154Dy lagunemine toimub peamiselt alfakiirguse teel, samas kui 152Dy ja 159Dy lagunemine toimub peamiselt elektronide haarde teel.
Metall
Düsproosiumil on metalliline läige ja särav hõbedane läige. See on üsna pehme ja seda saab sädemeteta töödelda, kui vältida ülekuumenemist. Düsproosiumi füüsikalisi omadusi mõjutab isegi väike kogus lisandeid. Düsproosiumil ja holmiumil on suurim magnetiline tugevus, eriti madalatel temperatuuridel. Lihtne düsproosiumi ferromagnet muutub temperatuuridel alla 85 K (-188,2 C) ja üle 85 K (-188,2 C) spiraalseks antiferromagnetiliseks olekuks, kus kõik aatomid on kindlal hetkel paralleelsed alumise kihiga ja on külgnevate kihtide poole fikseeritud nurga all. See ebatavaline antiferromagnetism muutub temperatuuril 179 K (-94 C) korrastamata (paramagnetiliseks) olekuks.
Rakendus:
(1) Neodüüm-raud-boori püsimagnetite lisandina võib selle tüüpi magnetile lisada umbes 2–3% düsproosiumi, mis parandab selle koertsitiivsust. Varem polnud düsproosiumi nõudlus suur, kuid neodüüm-raud-boori magnetite nõudluse kasvades muutus see vajalikuks lisandiks, mille kontsentratsioon on umbes 95–99,9%, ja nõudlus kasvab samuti kiiresti.
(2) Düsproosiumi kasutatakse fosforite aktivaatorina ja kolmevalentne düsproosium on paljulubav aktiveeriv ioon ühe emissioonitsentriga kolmevärviliste luminestsentsmaterjalide jaoks. See koosneb peamiselt kahest emissioonitsoonist, üks on kollane ja teine sinine. Düsproosiumiga legeeritud luminestsentsmaterjale saab kasutada kolmevärviliste fosforitena.
(3) Düsproosium on vajalik metalli tooraine suure magnetostriktiivse sulami terfenooli valmistamiseks, mis võimaldab saavutada täpseid mehaanilisi liikumisi.
(4)Düsproosiummetall saab kasutada magnetooptilise salvestusmaterjalina, millel on suur salvestuskiirus ja lugemistundlikkus.
(5) Düsproosiumlampide valmistamisel kasutatakse tööainena düsproosiumjodiidi. Seda tüüpi lampidel on eelised, nagu kõrge heledus, hea värvus, kõrge värvustemperatuur, väike suurus ja stabiilne kaar. Seda on kasutatud valgusallikana filmides, trükistes ja muudes valgustusrakendustes.
(6) Düsproosiumi elemendi suure neutronite püüdmise ristlõikepindala tõttu kasutatakse seda aatomienergia tööstuses neutronspektrite mõõtmiseks või neutronite neelajana.
(7) Dy3Al5O12 saab kasutada ka magnetilise tööainena magnetjahutuses. Teaduse ja tehnoloogia arenguga laienevad düsproosiumi rakendusvaldkonnad jätkuvalt.
(8) Düsproosiumiühendi nanokiud on suure tugevuse ja pindalaga, mistõttu neid saab kasutada teiste materjalide tugevdamiseks või katalüsaatoritena. DyBr3 ja NaF vesilahuse kuumutamine rõhul 450 baari 17 tunni jooksul temperatuurini 450 °C võib tekitada düsproosiumifluoriidi kiude. See materjal võib erinevates vesilahustes temperatuuril üle 400 °C püsida lahustumata või agregeerumata üle 100 tunni.
(9) Soojusisolatsiooniga demagnetiseerivad külmikud kasutavad teatud paramagnetilisi düsproosiumisoola kristalle, sealhulgas düsproosiumi galliumbranaati (DGG), düsproosiumi alumiiniumgranaati (DAG) ja düsproosiumi raudgranaati (DyIG).
(10) Düsproosiumi kaadmiumoksiidi rühma elementide ühendid on infrapunakiirguse allikad, mida saab kasutada keemiliste reaktsioonide uurimiseks. Düsproosiumil ja selle ühenditel on tugevad magnetilised omadused, mis muudab need kasulikuks andmesalvestusseadmetes, näiteks kõvaketastes.
(11) Neodüüm-raud-boormagnetite neodüümiosa saab asendada düsproosiumiga, et suurendada magnetite koertsitiivsust ja parandada nende kuumakindlust. Seda kasutatakse rakendustes, kus on kõrged jõudlusnõuded, näiteks elektriautode ajamimootorites. Seda tüüpi magneteid kasutavad autod võivad sisaldada kuni 100 grammi düsproosiumi sõiduki kohta. Toyota hinnangulise 2 miljoni sõiduki suuruse aastamüügi kohaselt ammendab see peagi düsproosiumimetalli ülemaailmse pakkumise. Düsproosiumiga asendatud magnetitel on ka kõrge korrosioonikindlus.
(12) Düsproosiumiühendeid saab kasutada katalüsaatoritena nafta rafineerimisel ja keemiatööstuses. Kui düsproosiumit lisatakse struktuurilise promootorina ferrioksiidi ammoniaagi sünteesi katalüsaatorile, saab parandada katalüsaatori katalüütilist aktiivsust ja kuumakindlust. Düsproosiumioksiidi saab kasutada kõrgsagedusliku dielektrilise keraamilise komponendimaterjalina struktuuriga Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, mida saab kasutada dielektriliste resonaatorite, dielektriliste filtrite, dielektriliste diplekserite ja sideseadmete jaoks.
Postituse aeg: 23. august 2023