Disprozij,simbol Dy in atomsko število 66. To jeredki zemeljski elements kovinskim sijajem. Disprozij v naravi še nikoli ni bil najden kot posamezna snov, čeprav obstaja v različnih mineralih, kot je itrijev fosfat.
Količina disprozija v skorji je 6 ppm, kar je manj kot pri
itrijv težkih redkozemeljskih elementih. Velja za relativno obilno težko
redkozemeljski element in zagotavlja dobro osnovo virov za njegovo uporabo.
Disprozij v naravnem stanju je sestavljen iz sedmih izotopov, najpogostejši pa je 164Dy.
Disprozij je leta 1886 odkril Paul Achilleck de Bospoland, vendar je bil popolnoma izoliran šele z razvojem tehnologije ionske izmenjave v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Disprozij ima relativno malo uporab, ker ga ni mogoče nadomestiti z drugimi kemičnimi elementi.
Topne disprozijeve soli so rahlo toksične, medtem ko netopne soli veljajo za nestrupene.
Odkrivanje zgodovine
Odkril: L. Boisbaudran, Francoz
Odkrito leta 1886 v Franciji
Po Mossanderjevi ločitvierbijzemlja interbijLeta 1842 so mnogi kemiki ločili itrijevo zemljo od redkozemeljske zemlje, zato so s spektralno analizo ugotovili, da ne gre za čiste okside elementa, kar je kemike spodbudilo k nadaljnjemu ločevanju. Sedem let po ločitvi holmija, leta 1886, ga je Bouvabadrand razdelil na polovico in obdržal holmij, drugega pa je poimenoval disprozij z elementarnim simbolom Dy. Ta beseda izhaja iz grške besede dysprositos in pomeni »težko pridobiti«. Z odkritjem disprozija in drugih redkozemeljskih elementov je bila zaključena druga polovica tretje faze odkrivanja redkozemeljskih elementov.
Elektronska konfiguracija
Elektronska postavitev:
1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p6 5s² 4d10 5p6 6s² 4f10
izotop
V naravnem stanju je disprozij sestavljen iz sedmih izotopov: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy in 164Dy. Vsi ti izotopi veljajo za stabilne, kljub razpadu 156Dy z razpolovno dobo več kot 1 * 1018 let. Med naravnimi izotopi je 164Dy najpogostejši z 28 %, sledi mu 162Dy s 26 %. Najmanj ga je 156Dy, 0,06 %. Sintetiziranih je bilo tudi 29 radioaktivnih izotopov, od 138 do 173 glede na atomsko maso. Najbolj stabilen je 154Dy z razpolovno dobo približno 3106 let, sledi pa mu 159Dy z razpolovno dobo 144,4 dni. Najbolj nestabilen je 138 Dy z razpolovno dobo 200 milisekund. 154Dy nastane predvsem zaradi alfa razpada, medtem ko razpad 152Dy in 159Dy nastane predvsem zaradi zajemanja elektronov.
Kovina
Disprozij ima kovinski in svetel srebrn lesk. Je precej mehak in ga je mogoče strojno obdelovati brez iskrenja, če se izognemo pregrevanju. Na fizikalne lastnosti disprozija vpliva že majhna količina nečistoč. Disprozij in holmij imata najvišjo magnetno moč, zlasti pri nizkih temperaturah. Preprost disprozijev feromagnetik postane spiralno antiferomagnetno stanje pri temperaturah pod 85 K (-188,2 °C) in nad 85 K (-188,2 °C), kjer so vsi atomi v določenem trenutku vzporedni s spodnjo plastjo in so obrnjeni proti sosednjim plastem pod fiksnim kotom. Ta nenavaden antiferomagnetizem se pri 179 K (-94 °C) spremeni v neurejeno (paramagnetno) stanje.
Uporaba:
(1) Kot dodatek za neodim-železo-borove trajne magnete lahko dodajanje približno 2-3 % disprozija tej vrsti magneta izboljša njeno koercitivnost. V preteklosti povpraševanje po disproziju ni bilo veliko, vendar je z naraščajočim povpraševanjem po neodim-železo-borovih magnetih postal nujen dodatek z vsebnostjo približno 95-99,9 %, povpraševanje pa se hitro povečuje.
(2) Disprozij se uporablja kot aktivator za fosforje, trivalentni disprozij pa je obetaven aktivacijski ion za tribarvne luminiscenčne materiale z enim samim emisijskim centrom. Sestavljen je predvsem iz dveh emisijskih pasov, enega z rumenim in drugega z modrim emisijskim pasom. Luminiscentni materiali, dopirani z disprozijem, se lahko uporabljajo kot tribarvni fosforji.
(3) Disprozij je nujna kovinska surovina za pripravo velike magnetostriktivne zlitine terfenol, ki omogoča natančne mehanske gibe.
(4)Disprozijeva kovina se lahko uporablja kot magnetooptični pomnilniški material z visoko hitrostjo snemanja in občutljivostjo branja.
(5) Za pripravo disprozijevih sijalk se kot delovna snov v disprozijevih sijalkah uporablja disprozijev jodid. Ta vrsta sijalke ima prednosti, kot so visoka svetlost, dobra barva, visoka barvna temperatura, majhna velikost in stabilen oblok. Uporablja se kot vir svetlobe za filme, tiskanje in druge svetlobne aplikacije.
(6) Zaradi velikega prečnega prereza za zajem nevtronov se disprozijev element uporablja v atomski energetiki za merjenje nevtronskih spektrov ali kot absorber nevtronov.
(7) Dy3Al5O12 se lahko uporablja tudi kot magnetna delovna snov za magnetno hlajenje. Z razvojem znanosti in tehnologije se bodo področja uporabe disprozija še naprej širila in razširjala.
(8) Nanovlakna disprozijevih spojin imajo visoko trdnost in površino, zato jih je mogoče uporabiti za krepitev drugih materialov ali kot katalizatorje. Segrevanje vodne raztopine DyBr3 in NaF pri tlaku 450 barov 17 ur na 450 °C lahko proizvede vlakna disprozijevega fluorida. Ta material lahko ostane v različnih vodnih raztopinah več kot 100 ur brez raztapljanja ali agregacije pri temperaturah nad 400 °C.
(9) V hladilnikih za razmagnetitev s toplotno izolacijo se uporabljajo določeni paramagnetni kristali disprozijeve soli, vključno z disprozijevim galijevim granatom (DGG), disprozijevim aluminijevim granatom (DAG) in disprozijevim železovim granatom (DyIG).
(10) Spojine elementov skupine disprozijevega kadmijevega oksida so viri infrardečega sevanja, ki jih je mogoče uporabiti za preučevanje kemijskih reakcij. Disprozij in njegove spojine imajo močne magnetne lastnosti, zaradi česar so uporabne v napravah za shranjevanje podatkov, kot so trdi diski.
(11) Neodimski del neodimskih železo-borovih magnetov je mogoče nadomestiti z disprozijem, da se poveča koercitivnost in izboljša toplotna odpornost magnetov. Uporablja se v aplikacijah z visokimi zahtevami glede zmogljivosti, kot so pogonski motorji električnih vozil. Avtomobili, ki uporabljajo to vrsto magneta, lahko vsebujejo do 100 gramov disprozija na vozilo. Glede na Toyoto, ki letno proda 2 milijona vozil, bo kmalu izčrpala svetovno zalogo kovinskega disprozija. Magneti, nadomeščeni z disprozijem, imajo tudi visoko odpornost proti koroziji.
(12) Disprozijeve spojine se lahko uporabljajo kot katalizatorji v rafiniranju nafte in kemični industriji. Če se disprozij doda kot strukturni promotor v katalizator za sintezo amoniaka na osnovi železovega oksida, se lahko izboljša katalitična aktivnost in toplotna odpornost katalizatorja. Disprozijev oksid se lahko uporablja kot visokofrekvenčni dielektrični keramični sestavni material s strukturo Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2, ki se lahko uporablja za dielektrične resonatorje, dielektrične filtre, dielektrične diplekserje in komunikacijske naprave.
Čas objave: 23. avg. 2023