Диспрозий — свойства, получение и применение.
СВОЙСТВА.
Диспрозий — 66
Диспрозий (Dy) — редкоземельный элемент, атомный номер 66, атомная масса 162,5, температура плавления 1407ОС, плотность 8,5 г/см3.
Диспрозий — от греческого слова «диспрозитос», что означает — «труднодоступный». Учёным химикам понадобилось потратить много усилий и проявить большое упорство, для открытия этого элемента. Он был открыт в 1886 году, когда в составе «окиси тербия», был выделен новый элемент лантаноид, которому, из-за сложности его открытия, было присвоено название — «диспрозий».
Этот элемент редко встречается в земной коре, он сильно распылён, очень трудно отделяется от других РЗМ. В природе, однако, диспрозия больше чем серебра, висмута и сурьмы. Dy имеет семь естественных стабильных изотопов — они и составляют сам элемент Dy. В настоящее время, получено 12 искусственных радиоизотопов диспрозия, из которых пять изотопов альфа-радиоактивны, с небольшим периодом полураспада (от 7 минут до 13 часов).
Недавно открытый минерал, состоящий из фторидов РЗМ, натрия и кальция, содержит в себе, также, много диспрозия. Этой диспрозиевой руде присвоено название «гагаринит», в честь первого космонавта.
Диспрозий — мягкий металл, серебристо-серой окраски
Содержание Dy в природных и техногенных видах сырья не столь значительно. В процентах от общего содержания он присутствует: в лопарите — 0,12%, в эвдиалите — 3,4%, в хибинском апатите — 1,1%, в фосфогипсе хибинского апатита — 0,8%, в природном концентрате Томтора — 0,8%. Распылённость диспрозия и трудная выделяемость его из руды, усложняют и удорожают его добычу и производство.
Dy был получен в чистом виде в 1906 году. Это мягкий металл, серебристо-серой окраски. На воздухе окисляется медленно, а при нагревании выше 100ОС — быстро. При нагревании диспрозий реагирует с галогенами, азотом и водородом. Реагирует с минеральными кислотами, образуя соли. Со щелочами — не взаимодействует.
ПОЛУЧЕНИЕ.
В настоящее время разработан двухстадийный способ получения элементарного диспрозия. Вначале окись диспрозия превращают во фторид диспрозия DyF3 или хлорид диспрозия DyCl3. Затем на эти соединения воздействуют металлическим кальцием или натрием в сочетании с быстрым нагревом до 1500ОС и при этом получают металлический Dy с чистотой 99,76%.
ПРИМЕНЕНИЕ.
-
Атомная энергетика. Для активного захвата нейтронов, в стержни ядерных реакторов добавляют присадки из диспрозия-161 и из диспрозия-164. Также, эти присадки добавляются в покрытия и краски, применяемые в ядерных реакторах. Оксид диспрозия в смеси с оксидом титана, в качестве дополнения, применяются как добавки в регулирующие стержни, выполненные из карбида бора в ядерных реакторах.
-
Металлургия. Диспрозий используется как легирующий компонент при получении сплавов цинка. Труднообрабатываемый цирконий, при легировании диспрозием, гораздо лучше поддаётся обработке давлением (прессование прутков). Диспрозий входит в состав сплавов редкоземельных металлов, используемых для раскисления стали.
-
Магнитные свойства. Магнитные свойства диспрозия и его соединений превосходят такие же свойства железа. Вместе с другим лантаноидом, неодимом, диспрозий входит в качестве добавок в состав материалов для производства высокоэнергетических постоянных магнитов.
-
Катализаторы. Диспрозий используется в качестве катализатора в химической и нефтехимической отраслях.
-
Магнитострикционный эффект. Деформация сплава диспрозий-железо, под воздействием переменного магнитного поля, сравнима и даже больше, чем у сплава тербий-железо, что позволяет сплаву диспрозий-железо конкурировать при его применении для тех же целей (создание мощных приводов для малых перемещений, создание источников сверхмощного звука, создание сверхмощных ультразвуковых излучателей).
-
Термоэлектрический эффект. Термоэлектрические материалы, выполненные на основе сплавов диспрозия, таких как монотеллурид диспрозия, позволяют получить высокую термоЭДС.
-
Люминофоры. Диспрозий применяется для изготовления металлогалогеновых ламп, применяемых для освещения больших площадей, используется как компонент для производства люминофоров красного свечения.
-
Медицина. Лазер, выполненный на основе диспрозия, излучает микроволны, которые применяются для лечения глазных болезней и кожной онкологии.
-
Производство стекла. Соединения диспрозия применяются как компоненты для создания специальных стёкол люминофоров и создания материалов современной микроэлектроники.
-
Прочие. Применение диспрозия ограничено сравнительно высокой стоимостью. В настоящее время активно изучаются сферы его использования в различных отраслях.