ДИСПРОЗИЙ

№66 Диспрозий

ДИСПРОЗИЙ

Последней «Р·РµРјР»С‘Р№», которую удалось выделить РёР· смеси РѕРєСЃРёРґРѕРІ, РєРѕРіРґР°-то названной финским С…РёРјРёРєРѕРј Юханом Гадолином «РёС‚триевой землей», оказалась «РґРёСЃРїСЂРѕР·РёСЏ».

Р’ 1886 РіРѕРґСѓ ее спектроскопически обнаружил Рё выделил Лекок РґРµ Буабодран, который Рё назвал содержащийся РІ ней элемент — диспрозием (РѕС‚ греч. dysprositum — труднодоступный). Спустя 20 лет, РІ 1906 Рі.

, французский химик Жорж Урбэн получил диспрозий в чистом виде.

Нахождение в природе, получение:

Диспрозий — рассеянный элемент, его содержание в земной коре 5г/т. Входит в состав минералов: монацит (Ce, La …)PO4, бастнезит (Ce, La, Pr)CO3F, и других.

Выделяют диспрозий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции, переводят в оксид, затем во фторид.

Металлический диспрозий получают кальцийтермическим восстановлением DyF3

Физические свойства:

Это серебристо-серый металл, он ковкий, пластичный и достаточно мягкий, чтобы его можно было нарезать ножом. Плотность 8,55 г/см3, tплав. = 1412°C, tкип=2567°C.

Природный диспрозий состоит из семи стабильных изотопов с массовыми числами 156, 158, 160, 161, 162, 163 и 164. �з них наиболее распространен Dy-164 (28,18%).

�скусственно получены радиоактивные изотопы диспрозия, которые имеют короткие периоды полураспада.

Химические свойства:

Диспрозий достаточно устойчив в воздухе, тем не менее хранят его в вакууме или инертной атмосфере, т.к. уже при небольшом нагревании (выше 100°C) он легко окисляется.

При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Реагирует с кипящей водой, образуя гидроксид Dy(OH)3 и водород.

С минеральными кислотами диспрозий реагирует с образованием солей диспрозия(III).
В соединениях проявляет преимущественно степень окисления +3.

Большинство из них бесцветны, или слабоокрашены.

Важнейшие соединения:

Оксид диспрозия(III), Dy2O3, может быть получен осторожным обезвоживанием гидроксида Dy(ОН)3, разложением нитрата или оксалата диспрозия. Вещество белого цвета, нерастворимо в воде.

Гидроксид диспрозия(III), Dy(ОН)3, белое кристаллическое вещество нерастворимое в воде. Может быть получено реакцией обмена из растворимых солей диспрозия(III).

С кислотами образует соли диспрозия(III)
Фторид РґРёСЃРїСЂРѕР·РёСЏ(III), DyF3 — бесцветные кристаллы, нерастворим, получают обменными реакциями или действием плавиковой кислоты РЅР° РѕРєСЃРёРґ РґРёСЃРїСЂРѕР·РёСЏ(III)
Хлорид РґРёСЃРїСЂРѕР·РёСЏ(III), DyРЎl3 — бесцветные кристаллы, растворим, образует кристаллогидрат DyРЎl3*6H2O. Нагревание кристаллогидрата сопровождается гидролизом СЃ образованием оксосоли DyOCl. Для предотвращения гидролиза Рё получения безводной соли нагревание ведут РІ присутствии хлорида аммония
Хлорид диспрозия(II) DyCl2, чёрные кристаллы, получают восстановлением хлорида диспрозия(III) металлическим диспрозием в вакууме (в инертной атмосфере) или реакцией диспрозия с хлоридом ртути(II) (без участия воды, с отгонкой ртути): Dy + HgCl2 = DyCl2 + Hg
Окисляется водой и влагой из воздуха: 2DyCl2+2H2O = 2DyOCl+2HCl+H2
Нитрат диспрозия (III), Dy(NO3)3, хорошо в воде и этаноле, образует бесцетные кристаллогидраты состава Dy(NO3)3•5H2O, которые плавятся в собственной кристаллизационной воде при 88°С.
Безводную соль получают действием РѕРєСЃРёРґР° азота(IV) РЅР° РѕРєСЃРёРґ РґРёСЃРїСЂРѕР·РёСЏ(III) или РЅР° металлический РґРёСЃРїСЂРѕР·РёР№: Dy2O3 + 9N2O4 = 2Dy(NO3)3 + 6NO;      РёР»Рё      Dy + 2N2O4 = Dy(NO3)3 + 3NO
Cульфат диспрозия(III) Dy2(SO4)3, бесцветные кристаллы, растворяется в воде. Образует кристаллогидрат состава Dy2(SO4)3•8H2O, вещество белого цвета, теряющее воду при 360°С.

Применение:

Применяется в металлургии как легирующая добавка (циркониевые сплавы), атомной энергетике (захват тепловых нейтронов).

Ограниченно применяется в производстве термоэлектрических и магнитных материалов, производстве медицинских лазеров, осветительных металлогалогеновых (DyI3) ламп со спектром, близким к солнечному.
Dy2O3 используют как компонент люминофоров красного свечения.

�сточники: 1. Открытие элементов и происхождение их названий. Диспрозий
  2. Популярная библиотека химических элементов Р�здательство «Наука», 1977. Диспрозий

Оксид диспрозия и соединения

ДИСПРОЗИЙ

Диспрозий – порядковый номер в периодической системе Менделеева 66, обозначается символом Dy, атомный вес 162,50.

Применение оксида диспрозия

Наиболее общее использование оксида диспрозия – в производстве высокомощных  неодим-железо-бор постоянных магнитов.

Диспрозий имеет один из наибольших магнитных моментов среди редкоземельных металлов, однако эта способность пока не нашла своего применения, поэтому не используется как альтернатива неодиму.

Также оксид диспрозия используется как особое керамическое соединение, либо как уникальный по своим свойствам люминесцентный агент.

НаименованиеФормулаКачествоОписаниеПрименение
Диспрозия хлоридDyCl3.6H2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Желтое кристаллическое веществоДля производства лазеров и стекла
Диспрозия карбонатDy2(CO3)3.xH2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства лазеров, стекла и люминофоров
Диспрозия фторидDyF399.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства лазеров и стекла
Диспрозия ацетатDy2(O2C2H3)3.xH2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства керамики и стекла
Диспрозия гидроксидDy(OH)3.xH2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства керамики и стекла
Диспрозия нитратDy(NO3)3.xH2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Светло-желтое кристаллическое веществоДля производства керамики и стекла
Диспрозия оксалатDy2(C2O4)3.10H2O99.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства керамики и стекла
Диспрозия оксидDy2O399.999% 99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства керамики и стекла
Диспрозия сульфатDy2(SO4)3.xH2O99.99% 99.9% 99%Белый порошокДля производства керамики и стекла

История элемента

Диспрозий был открыт в 1886 году, когда французский химик Лекок де Буабордан выделил его из оксида гольмия (Буабодран также открыл галлий и отделил самарий от основной массы вещества в минерале). Буабодран использовал сложную и длительную процедуру по выделению диспрозия. Это включало 32 реакции с выпадением осадка гидроксида с применением аммония и 26 реакций с выделением нерастворимой соли оксалата.

Новый элемент назвали диспрозием от греческого «диспрозитос», что значит «трудно получаемый».

В 1950-м Глен Сиборг, Альберт Гиорсо и Стенли Томпсон бомбардировали 241AM (Америций – 241) ионами гелия, что сформировало атомы с атомным номером 97, которые очень напоминали соседний лантаноид – тербий.

Так как тербий был назван в честь городка Иттерби, в котором он был найден, новый элемент получил название беркелий, по имени города, в котором он был синтезирован.

Когда им удалось синтезировать еще один, 98-й элемент, они не подумали об аналогии с диспрозием и назвали его калифорний, в честь штата, в котором проходили опыты.

Они заявили: «Отметим, что признаем тот факт, что диспрозий назван так от греческого выражения, которое дословно переводится «трудно добраться до». Исследователи прошлых столетий действительно нашли бы сложным добраться до Калифорнии».

Использование диспрозия в промышленности

Вместе с ванадием диспрозий используется для изготовления лазерных материалов. По причине высокого сечения теплового поглощения нейтронов, диспрозиевая металлокерамика оксида никеля используется в ходе ядерных реакций в роли управляющих стержней.

Диспрозий в сочетании с кадмием используется в качестве источника инфракрасного излучения, которое применяют для изучения различных химических реакций. Так как диспрозий очень восприимчив к магнетизации, его используют для различных информационных носителей, в частности, для компакт-дисков.

Диспрозий используется в дозиметрах.

Многие заводы и предприятия до сих пор используют советскую классификацию оксида диспрозия.
По ТУ 48-4-523-89 (90,91 с изменениями) различают следующие марки: ДиО-Ж, ДиО-И, ДиО-Л, ДиО-М, ДиО-Н.
ДиО-Ж= 99,98% по массе,ДиО-И= 99,96% по массе,ДиО-Л= 99,9% по массе,ДиО-М= 99,5% по массе,

ДиО-Н= 99% по массе.

Полную информацию о наличии оксида диспрозия на складе, о стоимости продукции, скидках и по другим интересующим Вас вопросам Вы можете получить при обращении к нашим менеджерам. Также наши менеджеры проконсультируют Вас об использовании оксида диспрозия в промышленности.

  • e-mail: tdm96@tdm96.ru
  • Телефон/факс: (343) 378-06-64, 350-47-95
  • Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка д. 85 офис 712

Диспрозий

ДИСПРОЗИЙ

    Введение

  • 1 История
  • 2 Нахождение в природе
  • 3 Получение
  • 4 Физико-химические свойства
  • 5 Применение
    • 5.1 Металлургия
    • 5.2 Лазерные материалы
    • 5.3 Катализаторы
    • 5.4 Ядерная энергетика
    • 5.5 Гигантский магнитострикционный эффект
    • 5.6 Термоэлектрические материалы
    • 5.7 Электроника
    • 5.8 Магнитные материалы
    • 5.9 Источники света
  • 6 Биологическая роль
  • Примечания

Диспрозий (др.-греч. δυσπρόσιτος — труднодоступный) — химический элемент с атомным номером 66; редкоземельный металл с блеском серебра.

Не встречается в природе в чистом виде, но входит в состав некоторых минералов, например, ксенотима.

1. История

П. Э. Лекок де Буабодран открыл диспрозий в 1886 году при спектроскопическом анализе гольмии, или гольмиевой земли, а затем выделил оксид. В 1906 году Ж. Урбэн получил диспрозий в чистом виде.

2. Нахождение в природе

Подробнее по этой теме см.: Редкоземельные элементы.

Кларк диспрозия в земной коре (по Тэйлору) 5 г/т, содержание в воде океанов 2,9×10−6[2]. Вместе с другими редкоземельными элементами входит в состав минералов гадолинита, ксенотима, монацита, апатита, бастензита и других.

2.1. Месторождения

Диспрозий входит в состав лантаноидов, которые находятся в Китае, США, Вьетнаме, Афганистане, России (Кольский полуостров), Киргизии, Австралии, Бразилии, Индии[3].

3. Получение

Диспрозий получают восстановлением DyCl3 или DyF3 кальцием, натрием или литием.

4. Физико-химические свойства

Диспрозий — серебристо-серый металл. Ниже 1384 °C устойчив α-Dy с гексагональной решеткой, а = 0,35603 нм, с = 0,56465 нм, выше 1384 °C — β-Dy с кубической решеткой.

На воздухе окисляется медленно, выше 100 °C — быстро. При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами (кроме HF), образуя соли Dy (׀׀׀), не взаимодействует с растворами щелочей.

4.1. Цены

Цены на металлический диспрозий в слитках чистотой 99—99,9 % в 2008 году составили 180—250 долларов[4] за 1 кг.

5.1. Металлургия

Служит отличным легирующим компонентом цинковых сплавов. Добавление диспрозия к цирконию резко улучшает его технологичность (но увеличивает сечение захвата тепловых нейтронов). Так, легированный диспрозием цирконий легко поддается обработке давлением (прессование прутков).

5.2. Лазерные материалы

Ионы диспрозия давно применяются в медицинских лазерах (длина волны — 2,36 мкм).

5.3. Катализаторы

Применяется в качестве эффективного катализатора.

5.4. Ядерная энергетика

Диспрозий применяется в атомной технике (борид, борат, оксид, гафнат) как активно захватывающий нейтроны материал (покрытия, эмали, краски, регулирующие стержни), сечение захвата природной смеси изотопов около 930 барн, а самыми активными в природной смеси изотопов к захвату нейтронов являются диспрозий-161 (585 барн) и диспрозий-164 (2700 барн). Например, в регулирующих стержнях реакторов ВВЭР-1000 применяется оксид диспрозия в смеси с оксидом титана, однако лишь в качестве дополнения, основная часть стержня заполнена карбидом бора. Эффективность поглощения у смеси меньше, чем у бора, но на ней поглощаются нейтроны с вылетом только гамма-квантов, поэтому она не распухает[5].

5.5. Гигантский магнитострикционный эффект

Сплав диспрозий-железо, в поликристаллическом и особенно в монокристаллическом виде применяется как мощный магнитострикционный материал.

5.6. Термоэлектрические материалы

Термо-ЭДС монотеллурида диспрозия — около 15—20 мкВ/К.

5.7. Электроника

Ортоферрит диспрозия ограниченно находит применение в электронике.

5.8. Магнитные материалы

Оксид диспрозия применяется в производстве сверхмощных магнитов.

5.9. Источники света

Диспрозий применяется для производства осветительных металлогалогеновых ламп со спектром близким к солнечному. Dy2O3 используют как компонент люминофоров красного свечения.

6. Биологическая роль

Биологической роли не несёт. Металлическая пыль диспрозия раздражает лёгкие.

Примечания

  1. Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 82. — 671 с. — 100 000 экз.
  2. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  3. Что такое МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ: РУДЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ — Энциклопедия Кольера — Словари — Словопедия — www.slovopedia.com/14/204/1016601.

    html

  4. Цены на диспрозий — www.mceproducts.com/public/public/WebDocuments/NdDyCostData.pdf
  5. С.А.Андрушечко, А.М.Афоров, Б.Ю.Васильев, В.Н.Генералов, К.Б.Косоуров, Ю.М.Семченков, В.Ф.Украинцев АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта. — М.: Логос, 2010. — С. 197. — 604 с. — 1000 экз.

    — ISBN 978-5-98704-496-4

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 11.07.11 03:00:50
Категории: Химические элементы, Лантаноиды.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.

Диспрозий (DY) Dysprosium — все о металле (свойства и структура)

ДИСПРОЗИЙ

История открытия элемента Диспрозий началась с момента подробного изучение иттриевой земли. В 1843 году один из известных шведских химиков Мозандер объявил о том, что иттриевая земля состоит из совокупности других редкоземельных материалов. Во второй половине 19 века, началась активная стадия изучения иттрия, в его составе было обнаружено 11 новых видов земель.

Самым последним из открытых стал Диспрозий, он был выявлен в 1886 году французским химиком Лекомом Де Буабодраном. При анализе иттрия, Леком наткнулся на множество трудности, прежде чем открыть Диспрозий. Именно поэтому название данного элемента – Диспрозий, с греческого оно переводится как труднодоступный.

В чистом же виде, Диспрозий был впервые получен только в 1907 году Урбэном.

На сегодняшний день, стоимость одного килограмма Диспрозия составляет около 250 долларов США. Высокая цена продукта обуславливается его свойствами и редкостью.

Химические свойства Диспрозия

По большей части, химические свойства элемента Диспрозий совпадают с остальными редкоземельными металлами. Диспрозий достаточно сильно окислятся при взаимодействии с кислородом, однако этот процесс происходит достаточно медленно. Для того чтобы полностью покрыться специализированной окислившейся плёнкой, ему требуется порядка 7-8 дней.

Однако, данный процесс можно легко ускорить, нагрев данный металл приблизительно до 100 градусов Цельсия. Когда Диспрозий достигает этой температуры, процесс окисления на воздухе ускоряется в несколько раз. Плёнка, которая образуется при окислении на воздухе, предохраняет внутреннюю кристаллическую решётку элемента от структурного разрушения.

При различных взаимодействиях Диспрозий образует следующие химические составы:

  • Галогениды;
  • Оксиды;
  • Сульфиды.

Если нагреть Диспрозий до определённой температуры, он отлично реагирует со всеми галогенами, а также с молекулами азота и водорода. Если произвести взаимодействие минеральных кислот, не считая HF, и Диспрозия, то получаются соли химической группы Dy. Диспрозий весьма устойчивый к различным кислотам, однако данный элемент абсолютно не взаимодействует с группами растворов щелочей.

Физические свойства

Как и многие лантаноиды, Диспрозий обладает серебристо-белым цветом с блестящим оттенком. Плотность данного металла составляет 8,5 грамм на см3. Данный материал весьма тугоплавкий, но при этом обладает великолепной тягучестью и гибкостью.

Температура плавления чистого элемента Диспрозия составляет около 1407 градусов Цельсия, при этом максимальная температура его внутреннего кипения составляет 3500 градусов Цельсия. Данный материал отлично поддается любой физической или машинной обработке, что делает его пригодным ко многим областям сталелитейной промышленности и цветной металлургии.

Данный материал достаточно редкий, именно поэтому круг его применения достаточно небольшой и специфичный.

В промышленности данный материал встречается достаточно редко. В совиновном он является частью металлического сплава, в котором он играет функцию поддерживающего элемента.

Иногда можно встретить Диспрозий в составе специализированного стекла, поскольку этот материал отлично поглощает ультрафиолетовые лучи естественного природного освещения.

Помимо этого, материал используется и в ядерной промышленности, а в перспективе его можно использовать и в производстве радиолокационной техники специального назначения.

Добыча и производство Диспрозия

Данный материал один из самых редки среди всех редкоземельных металлов. Хоть его месторождения и разбросаны по всему земному шару, и включают в себя территорию десятка стран. Однако, в одном своём месторождения Диспрозий хранит ничтожные количества своей руды.

Данный материал также является составной частью земной коры, его содержание рассчитывается как 5 грамм на 1 тонну земной коры. Помимо этого, Диспрозий находится в океанической воде, но в малых количествах.

Как и многие другие редкоземельные металлы, Диспрозий находится в таких элементах как: апатит, монацит, гадолин, бастензит, ксенотим и других.

Месторождения данного минерала разбросаны по территории нескольких стран, включая: США, Индия, Китай, Россия, Абхазия, Киргизия, Афганистан, Вьетнам и другие. Однако профессиональная и масштабная добыча происходит только в Китае, Вьетнаме, США и Индии. Неизменным лидером по добыче данного материала является Китай.

Искусственный синтез Диспрозия

Как уже упоминалось выше, Диспрозий является одним из самых редких металлов среди всех редкоземельных элементов. Процесс его добычи и искусственного синтеза достаточно тяжелый, поскольку в его технологию включается структурный анализ и разбиение частиц.

В свою очередь, для производства Диспрозия необходимо специальное оборудование и применение способа кристаллического обогащения и восстановления оксидов, путём добавления в них натрия или лития.

Этот процесс занимает длительный период времени и несёт за собой большие временные, трудовые и финансовые затраты.

Основными производителями является Китай, Индия и США. Совместно они производят порядка 100 тысяч тонн Диспрозия в год. Из этого числа только 70 тысяч тонн производится на территории Китая. Остальную долю между собой разделили США и индия, они предоставляют практически идентичные показатели производства.
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть