عنصر خاکی کمیاب جادویی: دیسپروزیم

دیسپروزیم,نماد Dy و عدد اتمی 66. a استعنصر خاکی کمیاببا درخشش فلزی دیسپروزیم هرگز به عنوان یک ماده در طبیعت یافت نشده است، اگرچه در مواد معدنی مختلفی مانند ایتریم فسفات وجود دارد.

فراوانی دیسپروزیم در پوسته 6ppm است که کمتر از مقدار است

ایتریمدر عناصر خاکی کمیاب سنگین این یک وزن نسبتاً فراوان در نظر گرفته می شود

عنصر خاکی کمیاب و منبع خوبی برای کاربرد آن فراهم می کند.

دیسپروزیم در حالت طبیعی خود از هفت ایزوتوپ تشکیل شده است که فراوان ترین آنها 164 Dy است.

Dysprosium در ابتدا توسط Paul Achilleck de Bospoland در سال 1886 کشف شد، اما تا زمانی که فناوری تبادل یونی در دهه 1950 توسعه یافت، کاملاً جدا شد. دیسپروزیم کاربردهای نسبتا کمی دارد زیرا نمی توان آن را با سایر عناصر شیمیایی جایگزین کرد.

نمک های دیسپروزیم محلول دارای سمیت جزئی هستند، در حالی که نمک های نامحلول غیر سمی در نظر گرفته می شوند.

کشف تاریخ

کشف شده توسط: L. Boisbaudran، فرانسوی

در سال 1886 در فرانسه کشف شد

پس از جدا شدن موساندراربیومزمین وتربیومزمین از ایتریوم زمین در سال 1842، بسیاری از شیمیدانان از تجزیه و تحلیل طیفی برای شناسایی و تعیین اینکه آنها اکسیدهای خالص یک عنصر نیستند استفاده کردند، که شیمیدانان را تشویق کرد که به جداسازی آنها ادامه دهند. هفت سال پس از جداسازی هلمیوم، در سال 1886، بووابادران آن را به دو نیم تقسیم کرد و هلمیم را که دیگری دیسپروزیوم نام داشت، با علامت عنصری دی حفظ کرد. این کلمه از کلمه یونانی dysprositos گرفته شده و به معنی "سخت به دست آوردن" است. با کشف دیسپروزیم و سایر عناصر خاکی کمیاب، نیمه دیگر مرحله سوم کشف عناصر کمیاب خاکی به پایان رسید.

پیکربندی الکترون

چیدمان الکترونیکی:

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

ایزوتوپ

دیسپروزیم در حالت طبیعی خود از هفت ایزوتوپ 156Dy، 158Dy، 160Dy، 161Dy، 162Dy، 163Dy و 164Dy تشکیل شده است. همه اینها با وجود پوسیدگی 156Dy با نیمه عمر بیش از 1*1018 سال پایدار در نظر گرفته می شوند. در میان ایزوتوپ‌های طبیعی، 164Dy با 28% فراوان‌ترین و پس از آن 162Dy با 26% فراوان‌ترین ایزوتوپ است. حداقل کافی 156Dy، 0.06٪ است. 29 ایزوتوپ رادیواکتیو نیز سنتز شده است که از 138 تا 173 از نظر جرم اتمی متغیر است. پایدارترین آنها 154Dy با نیمه عمر تقریباً 3106 سال و پس از آن 159Dy با نیمه عمر 144.4 روز است. ناپایدارترین 138 Dy با نیمه عمر 200 میلی ثانیه است. 154Dy عمدتاً توسط واپاشی آلفا ایجاد می شود، در حالی که واپاشی 152Dy و 159Dy عمدتاً توسط جذب الکترون ایجاد می شود.

فلز

دیسپروزیم دارای درخشندگی فلزی و درخشندگی نقره ای درخشان است. کاملاً نرم است و در صورت جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، می توان آن را بدون جرقه ماشین کاری کرد. خواص فیزیکی دیسپروزیم حتی توسط مقدار کمی ناخالصی تحت تأثیر قرار می گیرد. دیسپروزیم و هولمیوم بالاترین قدرت مغناطیسی را به خصوص در دماهای پایین دارند. یک فرومغناطیس ساده دیسپروزیم در دماهای کمتر از 85 کلوین (188.2- درجه سانتیگراد) و بالاتر از 85 کلوین (188.2- درجه سانتیگراد) به حالت ضد فرومغناطیسی مارپیچ تبدیل می شود، که در آن همه اتم ها در یک لحظه خاص با لایه پایینی موازی هستند و با لایه های مجاور با زاویه ثابت روبرو هستند. . این ضد فرومغناطیس غیر معمول در دمای 179 کلوین (94- درجه سانتیگراد) به حالت بی نظم (پارامغناطیس) تبدیل می شود.

برنامه کاربردی：

(1) به عنوان یک افزودنی برای آهنرباهای دائمی آهن نئودیمیم بور، افزودن حدود 2 تا 3 درصد دیسپروزیم به این نوع آهنربا می تواند اجبار آن را بهبود بخشد. در گذشته، تقاضا برای دیسپروزیم زیاد نبود، اما با افزایش تقاضا برای آهنرباهای نئودیمیم آهن بور، به یک عنصر افزودنی ضروری با عیار حدود 95-99.9٪ تبدیل شد و تقاضا نیز به سرعت در حال افزایش است.

(2) دیسپروزیم به عنوان یک فعال کننده برای فسفرها استفاده می شود و دیسپروزیم سه ظرفیتی یک یون فعال کننده امیدوارکننده برای مواد شب تاب سه رنگ مرکز انتشار واحد است. عمدتاً از دو باند انتشار تشکیل شده است، یکی انتشار زرد و دیگری گسیل آبی است. مواد شب تاب دوپ شده با دیسپروزیم را می توان به عنوان فسفر سه رنگ استفاده کرد.

(3) دیسپروزیم یک ماده خام فلزی ضروری برای تهیه ترفنول آلیاژ مغناطیسی تنگ کننده بزرگ است که می تواند حرکات مکانیکی دقیق را به دست آورد.

(4)فلز دیسپروزیم می تواند به عنوان یک ماده ذخیره سازی مغناطیسی نوری با سرعت ضبط بالا و حساسیت خواندن استفاده شود.

(5) برای تهیه لامپ های دیسپروزیم، ماده کاری مورد استفاده در لامپ های دیسپروزیم یدید دیسپروزیم است. این نوع لامپ دارای مزایایی مانند روشنایی بالا، رنگ خوب، دمای رنگ بالا، اندازه کوچک و قوس پایدار می باشد. به عنوان منبع نور برای فیلم ها، چاپ و سایر برنامه های نور استفاده شده است.

(6) با توجه به سطح مقطع بزرگ جذب نوترون عنصر دیسپروزیم، در صنعت انرژی اتمی برای اندازه گیری طیف نوترون یا به عنوان جاذب نوترون استفاده می شود.

(7) Dy3Al5O12 همچنین می تواند به عنوان ماده کار مغناطیسی برای تبرید مغناطیسی استفاده شود. با توسعه علم و فناوری، زمینه های کاربرد دیسپروزیم به گسترش و گسترش ادامه خواهد داد.

(8) نانوالیاف ترکیبی دیسپروزیم استحکام و سطح بالایی دارند، بنابراین می توان از آنها برای تقویت مواد دیگر یا به عنوان کاتالیزور استفاده کرد. حرارت دادن محلول آبی DyBr3 و NaF در فشار 450 بار به مدت 17 ساعت تا 450 درجه سانتیگراد می تواند الیاف فلوراید دیسپروزیم تولید کند. این ماده می تواند بیش از 100 ساعت در محلول های آبی مختلف بدون انحلال یا تجمع در دمای بیش از 400 درجه سانتی گراد باقی بماند.

(9) یخچال‌های مغناطیس‌زدایی عایق حرارتی از کریستال‌های نمک دیسپروزیم پارامغناطیس خاصی از جمله گارنت دیسپروزیم گالیوم (DGG)، گارنت آلومینیوم دیسپروزیم (DAG) و گارنت آهن دیسپروزیم (DyIG) استفاده می‌کنند.

(10) ترکیبات عناصر گروه اکسید کادمیوم دیسپروزیم منابع تابش مادون قرمز هستند که می توانند برای مطالعه واکنش های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. دیسپروزیم و ترکیبات آن دارای خواص مغناطیسی قوی هستند که آنها را در دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات مانند هارد دیسک مفید می کند.

(11) بخش نئودیمیم آهنرباهای بور آهن نئودیمیم را می توان با دیسپروزیم جایگزین کرد تا اجباری را افزایش دهد و مقاومت حرارتی آهنرباها را بهبود بخشد. در کاربردهایی با الزامات عملکرد بالا مانند موتورهای محرک وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود. خودروهایی که از این نوع آهنربا استفاده می کنند می توانند تا 100 گرم دیسپروزیم در هر خودرو داشته باشند. بر اساس تخمین فروش سالانه 2 میلیون خودرو تویوتا، به زودی عرضه جهانی فلز دیسپروزیم را کاهش خواهد داد. آهنرباهایی که با دیسپروزیوم جایگزین شده اند نیز مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارند.

(12) ترکیبات دیسپروزیم را می توان به عنوان کاتالیزور در پالایش نفت و صنایع شیمیایی استفاده کرد. اگر دیسپروزیم به عنوان یک پروموتر ساختاری در کاتالیزور سنتز آمونیاک فری اکسید اضافه شود، فعالیت کاتالیزوری و مقاومت حرارتی کاتالیزور را می توان بهبود بخشید. اکسید دیسپروزیم را می توان به عنوان یک ماده اجزای سرامیکی دی الکتریک با فرکانس بالا با ساختار Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 استفاده کرد که می تواند برای تشدید کننده های دی الکتریک، فیلترهای دی الکتریک، دیپلکسرهای دی الکتریک و دستگاه های ارتباطی استفاده شود.