Disprosio,simbolo Dy e numero atomico 66. È unelemento delle terre rarecon lucentezza metallica. Il disprosio non è mai stato trovato come sostanza singola in natura, sebbene esista in vari minerali come il fosfato di ittrio.
L'abbondanza di disprosio nella crosta è di 6 ppm, che è inferiore a quella di
ittrioin elementi di terre rare pesanti. È considerato un elemento pesante relativamente abbondante
elemento delle terre rare e costituisce una buona base di risorse per la sua applicazione.
Il disprosio nel suo stato naturale è composto da sette isotopi, il più abbondante dei quali è il 164 Dy.
Il disprosio fu inizialmente scoperto da Paul Achilleck de Bospoland nel 1886, ma solo con lo sviluppo della tecnologia dello scambio ionico negli anni '50 fu completamente isolato. Il disprosio ha relativamente poche applicazioni perché non può essere sostituito da altri elementi chimici.
I sali di disprosio solubili hanno una leggera tossicità, mentre i sali insolubili sono considerati non tossici.
Alla scoperta della storia
Scoperto da: L. Boisbaudran, francese
Scoperto nel 1886 in Francia
Dopo che Mossander si separòerbioterra eterbioSeparando la terra dall'ittrio nel 1842, molti chimici usarono l'analisi spettrale per identificare e determinare che non si trattava di ossidi puri di un elemento, il che incoraggiò i chimici a continuare a separarli. Sette anni dopo la separazione dell'olmio, nel 1886, Bouvabadrand lo divise a metà e conservò l'olmio, l'altra metà chiamata disprosio, con simbolo elementare Dy. Questa parola deriva dal greco "dysprositos" e significa "difficile da ottenere". Con la scoperta del disprosio e di altri elementi delle terre rare, si completò l'altra metà della terza fase della scoperta degli elementi delle terre rare.
Configurazione elettronica
Layout elettronico:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotopo
Nel suo stato naturale, il disprosio è composto da sette isotopi: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy e 164Dy. Questi sono tutti considerati stabili, nonostante un decadimento del 156Dy con un'emivita di oltre 1 * 1018 anni. Tra gli isotopi naturali, il 164Dy è il più abbondante con il 28%, seguito dal 162Dy con il 26%. Il meno abbondante è il 156Dy, con lo 0,06%. Sono stati sintetizzati anche 29 isotopi radioattivi, con un peso atomico compreso tra 138 e 173. Il più stabile è il 154Dy con un'emivita di circa 3106 anni, seguito dal 159Dy con un'emivita di 144,4 giorni. Il più instabile è 138 Dy con un'emivita di 200 millisecondi. 154Dy è causato principalmente dal decadimento alfa, mentre i decadimenti 152Dy e 159Dy sono causati principalmente dalla cattura di elettroni.
Metallo
Il disprosio ha una lucentezza metallica e una brillante lucentezza argentea. È piuttosto morbido e può essere lavorato senza scintille, se si evita il surriscaldamento. Le proprietà fisiche del disprosio sono influenzate anche da una piccola quantità di impurità. Il disprosio e l'olmio hanno la massima forza magnetica, soprattutto a basse temperature. Un semplice ferromagnete di disprosio diventa uno stato antiferromagnetico elicoidale a temperature inferiori a 85 K (-188,2 °C) e superiori a 85 K (-188,2 °C), dove tutti gli atomi sono paralleli allo strato inferiore in un istante specifico e sono rivolti verso gli strati adiacenti con un angolo fisso. Questo insolito antiferromagnetismo si trasforma in uno stato disordinato (paramagnetico) a 179 K (-94 °C).
Applicazione:
(1) Come additivo per magneti permanenti al neodimio-ferro-boro, l'aggiunta di circa il 2-3% di disprosio a questo tipo di magnete può migliorarne la coercitività. In passato, la domanda di disprosio non era elevata, ma con la crescente domanda di magneti al neodimio-ferro-boro, è diventato un elemento additivo necessario, con una percentuale di circa il 95-99,9%, e la domanda è in rapida crescita.
(2) Il disprosio è utilizzato come attivatore per i fosfori, e il disprosio trivalente è un promettente ione attivante per materiali luminescenti tricolori a singolo centro di emissione. È composto principalmente da due bande di emissione, una per l'emissione gialla e l'altra per l'emissione blu. I materiali luminescenti drogati con disprosio possono essere utilizzati come fosfori tricolori.
(3) Il disprosio è una materia prima metallica necessaria per la preparazione della grande lega magnetostrittiva Terfenol, che può consentire di ottenere movimenti meccanici precisi.
(4)Disprosio metallico può essere utilizzato come materiale di memorizzazione magneto-ottica con elevata velocità di registrazione e sensibilità di lettura.
(5) Per la preparazione delle lampade al disprosio, la sostanza di lavoro utilizzata è lo ioduro di disprosio. Questo tipo di lampada presenta vantaggi quali elevata luminosità, buona resa cromatica, elevata temperatura di colore, dimensioni ridotte e arco elettrico stabile. È stata utilizzata come fonte di illuminazione per film, stampe e altre applicazioni di illuminazione.
(6) A causa dell'ampia area trasversale di cattura dei neutroni dell'elemento di disprosio, esso viene utilizzato nell'industria dell'energia atomica per misurare gli spettri dei neutroni o come assorbitore di neutroni.
(7) Il Dy3Al5O12 può anche essere utilizzato come materiale di lavoro magnetico per la refrigerazione magnetica. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, i campi di applicazione del disprosio continueranno ad espandersi ed estendersi.
(8) Le nanofibre di composti di disprosio presentano elevata resistenza e area superficiale, pertanto possono essere utilizzate per rinforzare altri materiali o come catalizzatori. Riscaldando una soluzione acquosa di DyBr3 e NaF a 450 bar di pressione per 17 ore fino a 450 °C, è possibile produrre fibre di fluoruro di disprosio. Questo materiale può rimanere in diverse soluzioni acquose per oltre 100 ore senza dissoluzione o aggregazione a temperature superiori a 400 °C.
(9) I frigoriferi con smagnetizzazione dell'isolamento termico utilizzano alcuni cristalli di sale di disprosio paramagnetici, tra cui il granato di gallio disprosio (DGG), il granato di alluminio disprosio (DAG) e il granato di ferro disprosio (DyIG).
(10) I composti del gruppo dell'ossido di cadmio-disprosio sono sorgenti di radiazione infrarossa che possono essere utilizzate per studiare le reazioni chimiche. Il disprosio e i suoi composti hanno forti proprietà magnetiche, che li rendono utili nei dispositivi di archiviazione dati come i dischi rigidi.
(11) La componente in neodimio dei magneti al neodimio-ferro-boro può essere sostituita con il disprosio per aumentarne la coercitività e migliorarne la resistenza al calore. Viene utilizzato in applicazioni che richiedono elevate prestazioni, come i motori di trazione dei veicoli elettrici. Le auto che utilizzano questo tipo di magnete possono contenere fino a 100 grammi di disprosio per veicolo. Secondo le stime di vendita annue di Toyota, pari a 2 milioni di veicoli, la fornitura globale di disprosio metallico si esaurirà presto. I magneti sostituiti con il disprosio presentano inoltre un'elevata resistenza alla corrosione.
(12) I composti di disprosio possono essere utilizzati come catalizzatori nella raffinazione del petrolio e nell'industria chimica. L'aggiunta di disprosio come promotore strutturale in un catalizzatore di sintesi di ammoniaca e ferriossido può migliorarne l'attività catalitica e la resistenza al calore. L'ossido di disprosio può essere utilizzato come materiale per componenti ceramici dielettrici ad alta frequenza, con una struttura MgO-BaO-Dyn-TiO2, che può essere impiegato per risonatori dielettrici, filtri dielettrici, diplexer dielettrici e dispositivi di comunicazione.
Data di pubblicazione: 23 agosto 2023