마법의 희토류 원소: 디스프로슘

디스프로슘,기호 Dy와 원자 번호 66입니다.희토류 원소금속 광택으로. 디스프로슘은 인산이트륨 등 다양한 광물에 존재하지만, 자연계에서 단일 물질로 발견된 적은 없습니다.
다이
지각의 디스프로슘 함량은 6ppm으로 디스프로슘보다 낮습니다.

이트륨무거운 희토류 원소에서. 상대적으로 풍부한 중량물로 간주됩니다.

희토류 원소이며 그 응용을 위한 좋은 자원 기반을 제공합니다.

자연 상태의 디스프로슘은 7개의 동위원소로 구성되어 있으며 가장 풍부한 것은 164 Dy입니다.

디스프로슘은 1886년 Paul Achilleck de Bospoland에 의해 처음 발견되었으나 1950년대 이온 교환 기술이 개발되고 나서야 완전히 분리되었습니다. 디스프로슘은 다른 화학 원소로 대체될 수 없기 때문에 상대적으로 응용 분야가 적습니다.

수용성 디스프로슘염은 독성이 약간 있는 반면, 불용성 염은 독성이 없는 것으로 간주됩니다.

역사의 발견

다이메탈

발견자: L. Boisbaudran, 프랑스인

1886년 프랑스에서 발견됨

모산더가 헤어진 후에르븀지구와테르븀1842년에 이트륨 지구에서 지구를 분리할 때 많은 화학자들은 스펙트럼 분석을 사용하여 원소의 순수한 산화물이 아니라는 것을 확인하고 결정했으며, 이는 화학자들이 계속해서 분리하도록 장려했습니다. 홀뮴이 분리된 지 7년 후인 1886년, 부바바드랑은 홀뮴을 반으로 나누어 원소기호 Dy를 사용하는 디스프로슘이라는 이름의 홀뮴을 그대로 두었습니다. 이 말은 그리스어 디스프로시토스(dysprositos)에서 유래한 말로 '구하기 어렵다'는 뜻이다. 디스프로슘 등 희토류 원소의 발견으로 희토류 원소 발견 3단계의 나머지 절반이 완료됐다.

전자 구성

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전자 레이아웃:

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

동위 원소

자연 상태에서 디스프로슘은 7개의 동위원소(156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy 및 164Dy)로 구성됩니다. 반감기가 1 * 1018년 이상인 156Dy 붕괴에도 불구하고 이들은 모두 안정적인 것으로 간주됩니다. 자연 발생 동위원소 중에서는 164Dy가 28%로 가장 많고, 162Dy가 26%로 그 뒤를 따릅니다. 가장 적은 양은 156Dy, 0.06%입니다. 또한 원자량 기준으로 138에서 173까지 29개의 방사성 동위원소가 합성되었습니다. 가장 안정적인 것은 반감기가 약 3106년인 154Dy이고, 반감기가 144.4일인 159Dy가 그 뒤를 따릅니다. 가장 불안정한 것은 반감기가 200밀리초인 138 Dy입니다. 154Dy는 주로 알파 붕괴에 의해 발생하는 반면, 152Dy 및 159Dy 붕괴는 주로 전자 포획에 의해 발생합니다.

금속

디스프로슘은 금속광택과 밝은 은광광택을 가지고 있습니다. 매우 부드러워서 과열만 피하면 불꽃이 튀지 않고 가공할 수 있습니다. 디스프로슘의 물리적 특성은 소량의 불순물에도 영향을 받습니다. 디스프로슘과 홀뮴은 특히 저온에서 가장 높은 자기 강도를 갖습니다. 단순한 디스프로슘 강자성체는 85K(-188.2C) 미만 및 85K(-188.2C) 이상의 온도에서 나선형 반강자성 상태가 됩니다. 여기서 모든 원자는 특정 순간에 바닥층과 평행하고 고정된 각도로 인접한 층을 향합니다. . 이 특이한 반강자성은 179K(-94C)에서 무질서한(상자성) 상태로 변환됩니다.

애플리케이션:

(1) 네오디뮴철붕소영구자석의 첨가물로 디스프로슘을 2~3%정도 첨가하면 보자력을 향상시킬 수 있습니다. 과거에는 디스프로슘에 대한 수요가 높지 않았지만, 네오디뮴 철 붕소 자석에 대한 수요가 증가함에 따라 95~99.9% 정도의 등급으로 필수 첨가원소가 되었으며 수요도 급증하고 있다.

(2) 디스프로슘은 형광체의 활성화제로 사용되며, 3가 디스프로슘은 단일 방출 중심 삼색 발광 재료의 유망한 활성화 이온입니다. 주로 두 개의 방출 밴드로 구성되며, 하나는 노란색 방출이고 다른 하나는 파란색 방출입니다. 디스프로슘이 첨가된 발광 물질은 삼색 형광체로 사용될 수 있습니다.

(3) 디스프로슘은 정밀한 기계적 움직임을 가능하게 하는 대형 자기 변형 합금 테르페놀을 제조하는 데 필요한 금속 원료입니다.

(4)디스프로슘 금속 높은 기록 속도와 판독 감도를 갖춘 광자기 저장 소재로 활용될 수 있다.

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(5) 디스프로슘 램프의 제조에 사용되는 디스프로슘 램프에 사용되는 작동 물질은 요오드화디스프로슘이다. 이러한 유형의 램프는 높은 밝기, 좋은 색상, 높은 색온도, 작은 크기 및 안정적인 아크와 같은 장점을 가지고 있습니다. 영화, 인쇄 및 기타 조명 응용 분야의 조명 소스로 사용되었습니다.

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(6) 디스프로슘 원소는 중성자 포획 단면적이 크기 때문에 원자력 산업에서 중성자 스펙트럼을 측정하거나 중성자 흡수체로 사용됩니다.

(7) Dy3Al5O12는 자기냉동의 자성작용물질로도 사용될 수 있다. 과학기술의 발달로 디스프로슘의 응용분야는 계속해서 확대되고 확대될 것입니다.

(8) 디스프로슘 화합물 나노섬유는 강도와 표면적이 높아 다른 소재의 강화나 촉매로 활용이 가능하다. DyBr3와 NaF의 수용액을 450bar 압력에서 17시간 동안 450℃로 가열하면 디스프로슘 플루오라이드 섬유를 생산할 수 있습니다. 이 물질은 400℃를 초과하는 온도에서 용해되거나 응집되지 않고 다양한 수용액에서 100시간 이상 유지될 수 있습니다.

(9) 단열 감자 냉장고는 디스프로슘 갈륨 가넷(DGG), 디스프로슘 알루미늄 가넷(DAG) 및 디스프로슘 철 가넷(DyIG)을 포함한 특정 상자성 디스프로슘 염 결정을 사용합니다.

(10) 디스프로슘 카드뮴 산화물 그룹 원소 화합물은 화학 반응을 연구하는 데 사용할 수 있는 적외선 방사원입니다. 디스프로슘과 그 화합물은 강력한 자기 특성을 갖고 있어 하드 드라이브와 같은 데이터 저장 장치에 유용합니다.

(11) 네오디뮴 철 붕소 자석의 네오디뮴 부분을 디스프로슘으로 대체하여 보자력을 높이고 자석의 내열성을 향상시킬 수 있습니다. 이는 전기 자동차 구동 모터와 같은 고성능 요구 사항이 있는 응용 분야에 사용됩니다. 이러한 유형의 자석을 사용하는 자동차에는 차량당 최대 100g의 디스프로슘이 포함될 수 있습니다. 도요타의 연간 200만 대의 차량 판매 추정에 따르면, 이로 인해 곧 전 세계 금속 디스프로슘 공급이 고갈될 것입니다. 디스프로슘으로 대체된 자석도 내식성이 높습니다.

 

(12) 디스프로슘 화합물은 정유 및 화학 산업에서 촉매로 사용될 수 있습니다. 페리옥사이드 암모니아 합성촉매에 구조촉진제로 디스프로슘을 첨가하면 촉매의 촉매활성과 내열성을 향상시킬 수 있다. 산화 디스프로슘은 Mg0-Ba0-Dy0n-TiO2 구조의 고주파 유전체 세라믹 부품 소재로 사용될 수 있으며 유전체 공진기, 유전체 필터, 유전체 다이플렉서 및 통신 장치에 사용할 수 있습니다.


게시 시간: 2023년 8월 23일