Elemento mágico de terras raras: disprósio

Disprósio,símbolo Dy e número atômico 66. É umelemento de terra raracom brilho metálico. O disprósio nunca foi encontrado como substância única na natureza, embora exista em vários minerais, como o fosfato de ítrio.
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A abundância de disprósio na crosta é de 6 ppm, inferior à de

ítrioem elementos pesados ​​de terras raras. É considerado um pesado relativamente abundante

elemento de terras raras e fornece uma boa base de recursos para sua aplicação.

O disprósio em seu estado natural é composto por sete isótopos, sendo o mais abundante o 164 Dy.

O disprósio foi inicialmente descoberto por Paul Achilleck de Bospoland em 1886, mas foi somente com o desenvolvimento da tecnologia de troca iônica na década de 1950 que foi completamente isolado. O disprósio tem relativamente poucas aplicações porque não pode ser substituído por outros elementos químicos.

Os sais solúveis de disprósio apresentam leve toxicidade, enquanto os sais insolúveis são considerados não tóxicos.

Descobrindo a História

metal colorido

Descoberto por: L. Boisbaudran, francês

Descoberto em 1886 na França

Depois que Mossander se separouérbioterra etérbioterra da terra de ítrio em 1842, muitos químicos usaram a análise espectral para identificar e determinar que não eram óxidos puros de um elemento, o que encorajou os químicos a continuarem a separá-los. Sete anos após a separação do hólmio, em 1886, Bouvabadrand o dividiu ao meio e manteve o hólmio, o outro denominado disprósio, com o símbolo elementar Dy. Esta palavra vem da palavra grega disprósitos e significa 'difícil de obter'. Com a descoberta do disprósio e de outros elementos de terras raras, a outra metade da terceira etapa da descoberta de elementos de terras raras foi concluída.

Configuração eletrônica

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Layout eletrônico:

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

isótopo

Em seu estado natural, o disprósio é composto por sete isótopos: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy e 164Dy. Todos são considerados estáveis, apesar de um decaimento de 156Dy com meia-vida superior a 1 x 1018 anos. Entre os isótopos que ocorrem naturalmente, o 164Dy é o mais abundante com 28%, seguido pelo 162Dy com 26%. O menos suficiente é 156Dy, 0,06%. Também foram sintetizados 29 isótopos radioativos, variando de 138 a 173, em termos de massa atômica. O mais estável é o 154Dy com meia-vida de aproximadamente 3.106 anos, seguido pelo 159Dy com meia-vida de 144,4 dias. O mais instável é o 138 Dy com meia-vida de 200 milissegundos. 154Dy é causado principalmente pelo decaimento alfa, enquanto o decaimento 152Dy e 159Dy é causado principalmente pela captura de elétrons.

Metal

O disprósio tem um brilho metálico e um brilho prateado brilhante. É bastante macio e pode ser usinado sem faíscas se for evitado o superaquecimento. As propriedades físicas do disprósio são afetadas mesmo por uma pequena quantidade de impurezas. O disprósio e o hólmio têm a maior força magnética, especialmente em baixas temperaturas. Um ferromagneto disprósio simples torna-se um estado antiferromagnético helicoidal em temperaturas abaixo de 85 K (-188,2 C) e acima de 85 K (-188,2 C), onde todos os átomos são paralelos à camada inferior em um momento específico e enfrentam camadas adjacentes em um ângulo fixo . Este antiferromagnetismo incomum se transforma em um estado desordenado (paramagnético) a 179 K (-94 C).

Aplicativo:

(1) Como aditivo para ímãs permanentes de neodímio, ferro e boro, adicionar cerca de 2-3% de disprósio a este tipo de ímã pode melhorar sua coercividade. No passado, a demanda por disprósio não era alta, mas com a crescente demanda por ímãs de neodímio ferro boro, tornou-se um elemento aditivo necessário, com um teor em torno de 95-99,9%, e a demanda também está aumentando rapidamente.

(2) O disprósio é usado como ativador de fósforos, e o disprósio trivalente é um íon ativador promissor para materiais luminescentes tricolores com centro de emissão único. É composto principalmente por duas bandas de emissão, uma é a emissão amarela e a outra é a emissão azul. Materiais luminescentes dopados com disprósio podem ser usados ​​como fósforos tricolores.

(3) O disprósio é uma matéria-prima metálica necessária para a preparação da grande liga magnetostritiva Terfenol, que pode permitir a obtenção de movimentos mecânicos precisos.

(4)Disprósio metálico pode ser usado como material de armazenamento magneto-óptico com alta velocidade de gravação e sensibilidade de leitura.

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(5) Para a preparação de lâmpadas de disprósio, a substância de trabalho utilizada nas lâmpadas de disprósio é o iodeto de disprósio. Este tipo de lâmpada tem vantagens como alto brilho, boa cor, alta temperatura de cor, tamanho pequeno e arco estável. Tem sido usado como fonte de iluminação para filmes, impressão e outras aplicações de iluminação.

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(6) Devido à grande área de seção transversal de captura de nêutrons do elemento disprósio, ele é usado na indústria de energia atômica para medir espectros de nêutrons ou como absorvedor de nêutrons.

(7) Dy3Al5O12 também pode ser usado como substância de trabalho magnético para refrigeração magnética. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os campos de aplicação do disprósio continuarão a se expandir e ampliar.

(8) As nanofibras compostas de disprósio possuem alta resistência e área superficial, portanto podem ser usadas para fortalecer outros materiais ou como catalisadores. O aquecimento de uma solução aquosa de DyBr3 e NaF a uma pressão de 450 bar durante 17 horas a 450°C pode produzir fibras de fluoreto de disprósio. Este material pode permanecer em diversas soluções aquosas por mais de 100 horas sem dissolução ou agregação em temperaturas superiores a 400°C.

(9) Os refrigeradores de desmagnetização com isolamento térmico usam certos cristais de sal de disprósio paramagnético, incluindo granada de disprósio e gálio (DGG), granada de disprósio de alumínio (DAG) e granada de disprósio de ferro (DyIG).

(10) Os compostos dos elementos do grupo óxido de cádmio e disprósio são fontes de radiação infravermelha que podem ser usadas para estudar reações químicas. O disprósio e seus compostos possuem fortes propriedades magnéticas, tornando-os úteis em dispositivos de armazenamento de dados, como discos rígidos.

(11) A parte de neodímio dos ímãs de neodímio ferro boro pode ser substituída por disprósio para aumentar a coercividade e melhorar a resistência ao calor dos ímãs. É utilizado em aplicações com requisitos de alto desempenho, como motores de acionamento de veículos elétricos. Carros que utilizam esse tipo de ímã podem conter até 100 gramas de disprósio por veículo. De acordo com as vendas anuais estimadas da Toyota em 2 milhões de veículos, em breve esgotará o fornecimento global de metal disprósio. Os ímãs substituídos por disprósio também apresentam alta resistência à corrosão.

 

(12) Os compostos de disprósio podem ser utilizados como catalisadores na refinação de petróleo e nas indústrias químicas. Se o disprósio for adicionado como promotor estrutural em um catalisador de síntese de ferrióxido de amônia, a atividade catalítica e a resistência ao calor do catalisador podem ser melhoradas. O óxido de disprósio pode ser usado como um material componente cerâmico dielétrico de alta frequência, com uma estrutura de Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, que pode ser usado para ressonadores dielétricos, filtros dielétricos, diplexadores dielétricos e dispositivos de comunicação.


Horário da postagem: 23 de agosto de 2023