Կախարդական հազվագյուտ երկրի տարր՝ դիսպրոզիում

Դիսպրոզիում,Dy խորհրդանիշը և ատոմային թիվը՝ 66: Այնհազվագյուտ հողային տարրմետաղական փայլով։ Դիսպրոզիումը բնության մեջ երբեք չի հայտնաբերվել որպես առանձին նյութ, չնայած այն գոյություն ունի տարբեր միներալներում, ինչպիսին է իտրիումի ֆոսֆատը։

Դիսպրոզիումի առատությունը կեղևում կազմում է 6 ppm, որը ցածր է, քան

իտրիումծանր հազվագյուտ հողային տարրերում։ Այն համարվում է համեմատաբար առատ ծանր

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

Դիսպրոզիումը բնական վիճակում կազմված է յոթ իզոտոպներից, որոնցից ամենատարածվածը 164Dy-ն է։

Դիսպրոզիումը սկզբնապես հայտնաբերվել է Պոլ Ախիլեկ դը Բոսպոլանդի կողմից 1886 թվականին, սակայն այն ամբողջությամբ մեկուսացվել է միայն 1950-ական թվականներին իոնային փոխանակման տեխնոլոգիայի զարգացումից հետո։ Դիսպրոզիումն ունի համեմատաբար քիչ կիրառություններ, քանի որ այն չի կարող փոխարինվել այլ քիմիական տարրերով։

Լուծվող դիսպրոզիումի աղերը ունեն աննշան թունավորություն, մինչդեռ անլուծելի աղերը համարվում են ոչ թունավոր։

Պատմության բացահայտում

Հայտնաբերել է՝ Լ. Բուաբոդրան, ֆրանսերեն

Հայտնաբերվել է 1886 թվականին Ֆրանսիայում

Մոսսանդերի բաժանումից հետոէրբիումերկիր ևտերբիում1842 թվականին իտրիումի հողից հողը անջատելու համար շատ քիմիկոսներ օգտագործեցին սպեկտրալ վերլուծություն՝ նույնականացնելու և որոշելու համար, որ դրանք տարրի մաքուր օքսիդներ չեն, ինչը խրախուսեց քիմիկոսներին շարունակել դրանք բաժանել: Հոլմիումի բաժանումից յոթ տարի անց՝ 1886 թվականին, Բուվաբադրանը այն կիսեց և պահպանեց հոլմիումը, մյուսը՝ դիսպրոզիում, տարրական նշանով՝ Dy: Այս բառը ծագում է հունարեն dysprositos բառից և նշանակում է «դժվար է ստանալ»: Դիսպրոզիումի և այլ հազվագյուտ հողային տարրերի հայտնաբերմամբ ավարտվեց 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

Բնական վիճակում դիսպրոզիումը կազմված է յոթ իզոտոպներից՝ 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy և 164Dy: Սրանք բոլորը համարվում են կայուն, չնայած 156Dy քայքայմանը՝ ավելի քան 1 * 1018 տարի կիսատրոհման պարբերությամբ: Բնականորեն հանդիպող իզոտոպների շարքում 164Dy-ն ամենատարածվածն է՝ 28%, որին հաջորդում է 162Dy-ն՝ 26%: Ամենաքիչ բավարարը 156Dy-ն է՝ 0.06%: Սինթեզվել են նաև 29 ռադիոակտիվ իզոտոպներ՝ ատոմային զանգվածի առումով 138-ից մինչև 173: Ամենակայունը 154Dy-ն է՝ մոտավորապես 3106 տարի կիսատրոհման պարբերությամբ, որին հաջորդում է 159Dy-ն՝ 144.4 օր կիսատրոհման պարբերությամբ: Ամենաանկայունը 138 Dy-ն է՝ 200 միլիվայրկյան կիսատրոհման պարբերությամբ։ 154Dy-ն հիմնականում առաջանում է ալֆա տրոհումից, մինչդեռ 152Dy և 159Dy տրոհումները հիմնականում առաջանում են էլեկտրոնների կլանումից։

Մետաղ

Դիսպրոզիումն ունի մետաղական և պայծառ արծաթափայլ փայլ։ Այն բավականին փափուկ է և կարող է մեքենայականորեն մշակվել առանց կայծ առաջացնելու, եթե խուսափվի գերտաքացումից։ Դիսպրոզիումի ֆիզիկական հատկությունների վրա ազդում է նույնիսկ խառնուրդների փոքր քանակը։ Դիսպրոզիումը և հոլմիումը ունեն ամենաբարձր մագնիսական ուժը, հատկապես ցածր ջերմաստիճաններում։ Պարզ դիսպրոզիումային ֆերոմագնիսը դառնում է պարուրաձև հակաֆերոմագնիսական վիճակ 85 Կ-ից (-188.2 C) ցածր և 85 Կ-ից (-188.2 C) բարձր ջերմաստիճաններում, որտեղ բոլոր ատոմները որոշակի պահին զուգահեռ են ստորին շերտին և դեմքով դեպի հարակից շերտերը ուղղված են ֆիքսված անկյան տակ։ Այս անսովոր հակաֆերոմագնիսականությունը 179 Կ (-94 C) ջերմաստիճանում վերածվում է անկարգ (պարամագնիսական) վիճակի։

Կիրառում.

(1) Որպես նեոդիմիում-երկաթի-բորային մշտական ​​մագնիսների հավելանյութ, այս տեսակի մագնիսին մոտ 2-3% դիսպրոզիում ավելացնելը կարող է բարելավել դրա կոերցիվությունը: Անցյալում դիսպրոզիումի պահանջարկը մեծ չէր, բայց նեոդիմիում-երկաթի-բորային մագնիսների պահանջարկի աճին զուգընթաց այն դարձավ անհրաժեշտ հավելանյութ՝ մոտ 95-99.9% պարունակությամբ, և պահանջարկը նույնպես արագորեն աճում է:

(2) Դիսպրոզիումն օգտագործվում է որպես ֆոսֆորների ակտիվատոր, իսկ եռարժեք դիսպրոզիումը խոստումնալից ակտիվացնող իոն է եռագույն լուսարձակող նյութերի համար, որոնք ունեն մեկ ճառագայթման կենտրոն։ Այն հիմնականում կազմված է երկու ճառագայթման գոտիներից՝ մեկը դեղին ճառագայթում է, իսկ մյուսը՝ կապույտ։ Դիսպրոզիումով լեգիրված լուսարձակող նյութերը կարող են օգտագործվել որպես եռագույն ֆոսֆորներ։

(3) Դիսպրոզիումը անհրաժեշտ մետաղական հումք է տերֆենոլի խոշոր մագնիսառեզրցիոն համաձուլվածքի պատրաստման համար, որը կարող է հնարավորություն տալ ճշգրիտ մեխանիկական շարժումների հասնելուն։

(4)Դիսպրոզիում մետաղ կարող է օգտագործվել որպես մագնիսաօպտիկական պահեստավորման նյութ՝ բարձր գրանցման արագությամբ և ընթերցման զգայունությամբ։

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

(6) Դիսպրոզիում տարրի նեյտրոնների կլանման մեծ լայնական հատույթի շնորհիվ այն օգտագործվում է ատոմային էներգիայի արդյունաբերության մեջ՝ նեյտրոնային սպեկտրները չափելու կամ որպես նեյտրոնային կլանիչ։

(7) Dy3Al5O12-ը կարող է նաև օգտագործվել որպես մագնիսական աշխատանքային նյութ մագնիսական սառնարանային սարքավորումների համար: Գիտության և տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, դիսպրոզիումի կիրառման ոլորտները կշարունակեն ընդլայնվել և ընդարձակվել:

(8) Դիսպրոզիումի միացություն պարունակող նանոմանրաթելերը ունեն բարձր ամրություն և մակերեսային մակերես, ուստի դրանք կարող են օգտագործվել այլ նյութեր ամրացնելու 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 լուծարման կամ ագրեգացման 400°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում:

(9) Ջերմամեկուսացման ապամագնիսացման սառնարանները օգտագործում են որոշակի պարամագնիսական դիսպրոզիումի աղի բյուրեղներ, այդ թվում՝ դիսպրոզիումի գալիումի նռնակ (DGG), դիսպրոզիումի ալյումինի նռնակ (DAG) և դիսպրոզիումի երկաթի նռնակ (DyIG):

(10) Դիսպրոզիում-կադմիումի օքսիդային խմբի տարրերի միացությունները ինֆրակարմիր ճառագայթման աղբյուրներ են, որոնք կարող են օգտագործվել քիմիական ռեակցիաները ուսումնասիրելու համար: Դիսպրոզիումը և դրա միացությունները ունեն ուժեղ մագնիսական հատկություններ, ինչը դրանք օգտակար է դարձնում տվյալների պահպանման սարքերում, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակները:

(11) Նեոդիմիումային երկաթ-բորային մագնիսների նեոդիմիումային մասը կարող է փոխարինվել դիսպրոզիումով՝ մագնիսների ջերմակայունությունը բարձրացնելու և ջերմակայունությունը բարելավելու համար: Այն օգտագործվում է բարձր արտադրողականության պահանջներով կիրառություններում, ինչպիսիք են էլեկտրական մեքենաների շարժիչները: Այս տեսակի մագնիս օգտագործող մեքենաները կարող են պարունակել մինչև 100 գրամ դիսպրոզիում մեկ մեքենայի համար: Toyota-ի տարեկան 2 միլիոն մեքենայի գնահատված վաճառքի համաձայն՝ այն շուտով կսպառի դիսպրոզիում մետաղի համաշխարհային մատակարարումը: Դիսպրոզիումով փոխարինված մագնիսները նույնպես ունեն բարձր կոռոզիոն դիմադրություն:

(12) Դիպրոզիումի միացությունները կարող են օգտագործվել որպես կատալիզատորներ նավթավերամշակման և քիմիական արդյունաբերության մեջ: Եթե դիսպրոզիումը ավելացվի որպես կառուցվածքային խթանիչ ֆերիօքսիդային ամոնիակի սինթեզի կատալիզատորին, կատալիզատորի կատալիտիկ ակտիվությունը և ջերմակայունությունը կարող են բարելավվել: Դիպրոզիումի օքսիդը կարող է օգտագործվել որպես բարձր հաճախականության դիէլեկտրիկ կերամիկական բաղադրիչ նյութ՝ Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 կառուցվածքով, որը կարող է օգտագործվել դիէլեկտրիկ ռեզոնատորների, դիէլեկտրիկ ֆիլտրերի, դիէլեկտրիկ դիպլեքսերների և կապի սարքերի համար: