Կախարդական հազվագյուտ երկրային տարր՝ դիսպրոզիում

Դիսպրոզիում,նշանը Dy և ատոմային թիվը 66. Այն ահազվագյուտ հողային տարրմետաղական փայլով։ Դիսպրոսիումը բնության մեջ երբեք չի հայտնաբերվել որպես առանձին նյութ, չնայած այն գոյություն ունի տարբեր հանքանյութերում, ինչպիսիք են իտրիումի ֆոսֆատը:

Դիսպրոզիումի առատությունը ընդերքում կազմում է 6ppm, ինչը ցածր է, քան

իտրիումծանր հազվագյուտ հողային տարրերում: Համարվում է համեմատաբար առատ ծանր

հազվագյուտ հողային տարր և ապահովում է լավ ռեսուրսային հիմք դրա կիրառման համար:

Դիսպրոսիումն իր բնական վիճակում կազմված է յոթ իզոտոպներից, որոնցից ամենաշատը 164 Dy է:

Դիսպրոսիումը ի սկզբանե հայտնաբերվեց Պոլ Աչիլեկ դե Բոսպոլանդի կողմից 1886 թվականին, բայց միայն 1950-ականներին իոնափոխանակման տեխնոլոգիայի զարգացումից հետո այն ամբողջովին մեկուսացվեց: Դիսպրոսիումը համեմատաբար քիչ կիրառություն ունի, քանի որ այն չի կարող փոխարինվել այլ քիմիական տարրերով:

Լուծվող դիսպրոզիումի աղերն ունեն թեթև թունավորություն, մինչդեռ չլուծվող աղերը համարվում են ոչ թունավոր:

Պատմության բացահայտում

Հայտնաբերել է՝ Լ. Բոյսբոդրան, ֆրանս

Հայտնաբերվել է 1886 թվականին Ֆրանսիայում

Մոսանդերի բաժանվելուց հետոէրբիումհող ևտերբիում1842 թվականին իտրիումի հողից շատ քիմիկոսներ օգտագործեցին սպեկտրային անալիզ՝ պարզելու և որոշելու, որ դրանք տարրի մաքուր օքսիդներ չեն, ինչը քիմիկոսներին խրախուսեց շարունակել դրանք առանձնացնել: Հոլմիումի առանձնացումից յոթ տարի անց՝ 1886 թվականին, Բուվաբադրանդը բաժանեց այն կիսով չափ և պահպանեց հոլմիումը, մյուսը՝ դիսպրոզիում, տարերային նշանով Dy։ Այս բառը գալիս է հունարեն dysprositos բառից և նշանակում է «դժվար ձեռք բերել»: Դիսպրոզիումի և հազվագյուտ հողային այլ տարրերի հայտնաբերմամբ ավարտվել է հազվագյուտ հողային տարրերի հայտնաբերման երրորդ փուլի մյուս կեսը։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնային դասավորություն.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10

իզոտոպ

Իր բնական վիճակում դիսպրոզիումը կազմված է յոթ իզոտոպներից՝ 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy և 164Dy: Սրանք բոլորը համարվում են կայուն՝ չնայած 156Dy քայքայմանը, որի կես կյանքը գերազանցում է 1*1018 տարին: Բնական իզոտոպների մեջ 164Dy-ն ամենաշատն է՝ 28%, որին հաջորդում է 162Dy-ը՝ 26%: Ամենաքիչ բավարարը 156Dy-ն է, 0,06%: Սինթեզվել են նաև 29 ռադիոակտիվ իզոտոպներ՝ 138-ից մինչև 173՝ ատոմային զանգվածով։ Ամենակայունը 154Dy-ն է՝ մոտավորապես 3106 տարի կիսամյակով, որին հաջորդում է 159Dy-ը՝ 144,4 օր կիսատևողությամբ: Ամենաանկայունը 138 Dy-ն է՝ 200 միլիվայրկյան կիսամյակով: 154Dy-ը հիմնականում առաջանում է ալֆա քայքայման հետևանքով, մինչդեռ 152Dy և 159Dy քայքայումը հիմնականում առաջանում է էլեկտրոնների գրավման արդյունքում:

Մետաղ

Դիսպրոսիումը ունի մետաղական փայլ և փայլուն արծաթագույն փայլ: Այն բավականին փափուկ է և կարող է մշակվել առանց կայծի, եթե խուսափել գերտաքացումից: Դիսպրոզիումի ֆիզիկական հատկությունների վրա ազդում են նույնիսկ փոքր քանակությամբ կեղտերը: Դիսպրոսիումը և հոլմիումը ունեն ամենաբարձր մագնիսական ուժը, հատկապես ցածր ջերմաստիճանի դեպքում: Պարզ դիսպրոզիումի ֆերոմագնիսը դառնում է պտուտակավոր հակաֆերոմագնիսական վիճակ 85 K (-188,2 C) և 85 K (-188,2 C) բարձր ջերմաստիճաններում, որտեղ բոլոր ատոմները որոշակի պահին զուգահեռ են ստորին շերտին և կանգնած են հարակից շերտերին ֆիքսված անկյան տակ: . Այս անսովոր հակաֆերոմագնիսականությունը 179 Կ (-94 C) ջերմաստիճանում վերածվում է խանգարված (պարամագնիսական) վիճակի։

Դիմում:

(1) Որպես հավելում նեոդիմում երկաթի բորային մշտական ​​մագնիսների համար, այս տեսակի մագնիսներին մոտ 2-3% դիսպրոզիում ավելացնելը կարող է բարելավել դրա ուժը: Նախկինում դիսպրոզիումի պահանջարկը մեծ չէր, բայց նեոդիմում երկաթի բորային մագնիսների պահանջարկի աճի հետ մեկտեղ այն դարձավ անհրաժեշտ հավելումային տարր՝ մոտ 95-99,9%, և պահանջարկը նույնպես արագորեն աճում է։

(2) Դիսպրոսիումն օգտագործվում է որպես ֆոսֆորի ակտիվացնող, իսկ եռավալենտ դիսպրոզիումը խոստումնալից ակտիվացնող իոն է մեկ արտանետման կենտրոնի եռագույն լուսարձակող նյութերի համար: Այն հիմնականում կազմված է արտանետման երկու գոտիներից, մեկը դեղին, իսկ մյուսը` կապույտ արտանետում: Որպես եռագույն ֆոսֆոր կարող են օգտագործվել դիսպրոզիումով լյումինեսցենտ նյութեր:

(3) Dysprosium-ը անհրաժեշտ մետաղական հումք է խոշոր մագնիսական ճնշող խառնուրդ Terfenol-ի պատրաստման համար, որը կարող է թույլ տալ ճշգրիտ մեխանիկական շարժումներ իրականացնել:

(4)Մետաղ դիսպրոզիում կարող է օգտագործվել որպես մագնիսա-օպտիկական պահեստավորման նյութ՝ ձայնագրման բարձր արագությամբ և ընթերցման զգայունությամբ:

(5) Դիսպրոզիումային լամպերի պատրաստման համար դիսպրոզիումային լամպերում օգտագործվող աշխատանքային նյութը դիսպրոզիումի յոդիդն է։ Այս տեսակի լամպը ունի առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր պայծառությունը, լավ գույնը, բարձր գույնի ջերմաստիճանը, փոքր չափը և կայուն աղեղը: Այն օգտագործվել է որպես լուսավորության աղբյուր ֆիլմերի, տպագրության և լուսավորության այլ ծրագրերի համար:

(6) Դիսպրոսիումի տարրի նեյտրոնային գրավման լայնակի հատվածի պատճառով այն օգտագործվում է ատոմային էներգիայի արդյունաբերության մեջ նեյտրոնային սպեկտրները չափելու կամ որպես նեյտրոնային կլանիչ:

(7) Dy3Al5O12-ը կարող է օգտագործվել նաև որպես մագնիսական աշխատանքային նյութ մագնիսական սառեցման համար: Գիտության և տեխնիկայի զարգացման հետ մեկտեղ դիսպրոզիումի կիրառման ոլորտները կշարունակեն ընդլայնվել և ընդլայնվել:

(8) Դիսպրոսիումի միացությունների նանոմանրաթելերն ունեն բարձր ամրություն և մակերես, ուստի դրանք կարող են օգտագործվել այլ նյութերի ամրապնդման համար կամ որպես կատալիզատորներ: DyBr3-ի և NaF-ի ջրային լուծույթը 450 բար ճնշման տակ 17 ժամ տաքացնելով մինչև 450 ° C, կարող է առաջանալ դիսպրոզիումի ֆտորիդային մանրաթելեր: Այս նյութը կարող է մնալ տարբեր ջրային լուծույթներում ավելի քան 100 ժամ առանց տարրալուծման կամ ագրեգացման 400 ° C-ից ավելի ջերմաստիճանում:

(9) Ջերմամեկուսիչ ապամագնիսացման սառնարաններում օգտագործվում են որոշակի պարամագնիսական դիսպրոզիումի աղի բյուրեղներ, ներառյալ դիսպրոզիումի գալիումի նռնաքարը (DGG), դիսպրոզիումի ալյումինե նռնաքարը (DAG) և դիսպրոզիումի երկաթի նռնաքարը (DyIG):

(10) Դիսպրոսիումի կադմիումի օքսիդ խմբի տարրերի միացությունները ինֆրակարմիր ճառագայթման աղբյուրներ են, որոնք կարող են օգտագործվել քիմիական ռեակցիաները ուսումնասիրելու համար։ Դիսպրոսիումը և նրա միացություններն ունեն ուժեղ մագնիսական հատկություններ, ինչը դրանք օգտակար է դարձնում տվյալների պահպանման սարքերում, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակները:

(11) Նեոդիմիումի երկաթի բորային մագնիսների նեոդիմումային մասը կարող է փոխարինվել դիսպրոզիումով՝ բարձրացնելու հարկադրականությունը և բարելավելու մագնիսների ջերմային դիմադրությունը։ Այն օգտագործվում է այնպիսի ծրագրերում, որոնք ունեն բարձր կատարողական պահանջներ, ինչպիսիք են էլեկտրական մեքենաների շարժիչ շարժիչները: Այս տեսակի մագնիս օգտագործող մեքենաները կարող են պարունակել մինչև 100 գրամ դիսպրոզիում մեկ մեքենայի համար: Համաձայն Toyota-ի տարեկան 2 միլիոն ավտոմեքենաների վաճառքի, այն շուտով կսպառի դիսպրոզիումի մետաղի համաշխարհային մատակարարումը: Դիսպրոզիումով փոխարինված մագնիսները նույնպես ունեն բարձր կոռոզիոն դիմադրություն:

(12) Դիսպրոսիումի միացությունները կարող են օգտագործվել որպես կատալիզատորներ նավթավերամշակման և քիմիական արդյունաբերության մեջ: Եթե ​​դիսպրոզիում ավելացվի որպես կառուցվածքային խթանիչ ֆերիօքսիդ ամոնիակի սինթեզի կատալիզատորում, ապա կատալիզատորի կատալիտիկ ակտիվությունը և ջերմային դիմադրությունը կարող են բարելավվել: Դիսպրոսիումի օքսիդը կարող է օգտագործվել որպես բարձր հաճախականության դիէլեկտրիկ կերամիկական բաղադրիչ նյութ՝ Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 կառուցվածքով, որը կարող է օգտագործվել դիէլեկտրական ռեզոնատորների, դիէլեկտրիկ ֆիլտրերի, դիէլեկտրական դիպլեքսերների և կապի սարքերի համար: