Disprosi,símbol Dy i nombre atòmic 66. És unelement de terres raresamb brillantor metàl·lica. El disprosi no s'ha trobat mai com a substància única a la natura, tot i que existeix en diversos minerals com el fosfat d'itri.
L'abundància de disprosi a l'escorça és de 6 ppm, que és inferior a la de
itrien elements pesants de terres rares. Es considera un element pesant relativament abundant
element de terres rares i proporciona una bona base de recursos per a la seva aplicació.
El disprosi en el seu estat natural està compost per set isòtops, dels quals el més abundant és el 164 Dy.
El disprosi va ser descobert inicialment per Paul Achilleck de Bospoland el 1886, però no va ser fins al desenvolupament de la tecnologia d'intercanvi iònic a la dècada del 1950 que es va aïllar completament. El disprosi té relativament poques aplicacions perquè no es pot substituir per altres elements químics.
Les sals de disprosi solubles tenen una lleugera toxicitat, mentre que les sals insolubles es consideren no tòxiques.
Descobrint la història
Descobert per: L. Boisbaudran, francès
Descobert el 1886 a França
Després de la separació de Mossandererbiterra iterbiterra de terra d'itri el 1842, molts químics van utilitzar l'anàlisi espectral per identificar i determinar que no eren òxids purs d'un element, cosa que va animar els químics a continuar separant-los. Set anys després de la separació de l'holmi, el 1886, Bouvabadrand el va dividir per la meitat i va retenir l'holmi, l'altra meitat la va anomenar disprosi, amb el símbol elemental Dy. Aquesta paraula prové de la paraula grega dysprositos i significa "difícil d'obtenir". Amb el descobriment del disprosi i altres elements de terres rares, s'ha completat l'altra meitat de la tercera etapa del descobriment d'elements de terres rares.
configuració electrònica
Disseny electrònic:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isòtop
En el seu estat natural, el disprosi està compost de set isòtops: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy i 164Dy. Tots aquests es consideren estables, tot i una desintegració del 156Dy amb una vida mitjana de més d'1 * 1018 anys. Entre els isòtops naturals, el 164Dy és el més abundant amb un 28%, seguit del 162Dy amb un 26%. El menys suficient és el 156Dy, amb un 0,06%. També s'han sintetitzat 29 isòtops radioactius, que van del 138 al 173, en termes de massa atòmica. El més estable és el 154Dy amb una vida mitjana d'aproximadament 3106 anys, seguit del 159Dy amb una vida mitjana de 144,4 dies. El més inestable és el 138 Dy amb una vida mitjana de 200 mil·lisegons. El 154 Dy és causat principalment per la desintegració alfa, mentre que la desintegració 152 Dy i 159 Dy és causada principalment per la captura d'electrons.
Metall
El disprosi té una brillantor metàl·lica i una brillantor platejada. És força tou i es pot mecanitzar sense que es produeixin espurnes si s'evita el sobreescalfament. Les propietats físiques del disprosi es veuen afectades fins i tot per una petita quantitat d'impureses. El disprosi i l'holmi tenen la força magnètica més alta, especialment a baixes temperatures. Un ferroimant simple de disprosi es converteix en un estat antiferromagnètic helicoïdal a temperatures inferiors a 85 K (-188,2 C) i superiors a 85 K (-188,2 C), on tots els àtoms són paral·lels a la capa inferior en un moment específic i s'enfronten a les capes adjacents en un angle fix. Aquest antiferromagnetisme inusual es transforma en un estat desordenat (paramagnètic) a 179 K (-94 C).
Aplicació:
(1) Com a additiu per a imants permanents de neodimi ferro-bor, afegir aproximadament un 2-3% de disprosi a aquest tipus d'imant pot millorar-ne la coercitivitat. En el passat, la demanda de disprosi no era alta, però amb la creixent demanda d'imants de neodimi ferro-bor, es va convertir en un element additiu necessari, amb una qualitat d'aproximadament 95-99,9%, i la demanda també està augmentant ràpidament.
(2) El disprosi s'utilitza com a activador de fòsfors, i el disprosi trivalent és un ió activador prometedor per a materials luminescents tricolors amb centre d'emissió únic. Està compost principalment per dues bandes d'emissió, una és d'emissió groga i l'altra és d'emissió blava. Els materials luminescents dopats amb disprosi es poden utilitzar com a fòsfors tricolors.
(3) El disprosi és una matèria primera metàl·lica necessària per a la preparació del terfenol, un aliatge magnetostrictiu de grans dimensions, que permet aconseguir moviments mecànics precisos.
(4)Disprosi metall es pot utilitzar com a material d'emmagatzematge magnetoòptic amb alta velocitat d'enregistrament i sensibilitat de lectura.
(5) Per a la preparació de làmpades de disprosi, la substància de treball utilitzada en les làmpades de disprosi és el iodur de disprosi. Aquest tipus de làmpada té avantatges com ara una alta brillantor, bon color, alta temperatura de color, mida petita i arc estable. S'ha utilitzat com a font d'il·luminació per a pel·lícules, impressió i altres aplicacions d'il·luminació.
(6) A causa de la gran àrea de secció transversal de captura de neutrons de l'element disprosi, s'utilitza en la indústria de l'energia atòmica per mesurar espectres de neutrons o com a absorbent de neutrons.
(7) El Dy3Al5O12 també es pot utilitzar com a substància de treball magnètica per a la refrigeració magnètica. Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia, els camps d'aplicació del disprosi continuaran expandint-se i estenent-se.
(8) Les nanofibres de compost de disprosi tenen una alta resistència i superfície, de manera que es poden utilitzar per enfortir altres materials o com a catalitzadors. Escalfar una solució aquosa de DyBr3 i NaF a una pressió de 450 bar durant 17 hores fins a 450 °C pot produir fibres de fluorur de disprosi. Aquest material pot romandre en diverses solucions aquoses durant més de 100 hores sense dissolució ni agregació a temperatures superiors a 400 °C.
(9) Els refrigeradors de desmagnetització d'aïllament tèrmic utilitzen certs cristalls de sal de disprosi paramagnètics, com ara el granat de disprosi-gal·li (DGG), el granat de disprosi-alumini (DAG) i el granat de disprosi-ferro (DyIG).
(10) Els compostos d'elements del grup de l'òxid de disprosi i cadmi són fonts de radiació infraroja que es poden utilitzar per estudiar reaccions químiques. El disprosi i els seus compostos tenen fortes propietats magnètiques, cosa que els fa útils en dispositius d'emmagatzematge de dades com ara els discs durs.
(11) La part de neodimi dels imants de neodimi ferro-bor es pot substituir per disprosi per augmentar la coercitivitat i millorar la resistència a la calor dels imants. S'utilitza en aplicacions amb requisits d'alt rendiment, com ara els motors de tracció de vehicles elèctrics. Els cotxes que utilitzen aquest tipus d'imant poden contenir fins a 100 grams de disprosi per vehicle. Segons les vendes anuals estimades de Toyota de 2 milions de vehicles, aviat esgotarà el subministrament mundial de disprosi metàl·lic. Els imants substituïts per disprosi també tenen una alta resistència a la corrosió.
(12) Els compostos de disprosi es poden utilitzar com a catalitzadors en la refinació de petroli i les indústries químiques. Si s'afegeix disprosi com a promotor estructural en un catalitzador de síntesi de ferriòxid d'amoníac, es pot millorar l'activitat catalítica i la resistència a la calor del catalitzador. L'òxid de disprosi es pot utilitzar com a material de component ceràmic dielèctric d'alta freqüència, amb una estructura de Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2, que es pot utilitzar per a ressonadors dielèctrics, filtres dielèctrics, diplexors dielèctrics i dispositius de comunicació.
Data de publicació: 23 d'agost de 2023