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(化學元素)

鎖定
鏑(Dysprosium)是一種銀白色金屬,元素符號為Dy,質軟可用刀切開。
鏑的熔點1412°C,沸點2562°C,密度8.55g/cm3;在接近絕對零度時有超導性。鏑在空氣中相當穩定,高温下易被空氣和水氧化,生成氧化鏑。鏑主要用於製造新型照明光源鏑燈;鏑可作反應堆的控制材料;鏑化合物在煉油工業中可作催化劑。
中文名
外文名
Dysprosium
別    名
鏑棒
分子量
162.500
CAS登錄號
7429-91-6
EINECS登錄號
231-073-9
熔    點
1409 ℃
沸    點
2562 ℃
密    度
8.551 g/cm³
外    觀
白色六方緊密堆積晶格金屬
應    用
用作核反應控制棒
發現者
德·布瓦博德郎
發現時間
1886年
元素符號
Dy

發現簡史

發現人:德·布瓦博德郎(L.Boisbaudran)
發現年代:1886年 地點:法國
氧化鏑 氧化鏑
發現過程:1886年德·布瓦博德郎(L.Boisbaudran)發現的。1842年莫桑德爾從釔土中分離出鉺土和鋱土後,不少化學家利用光譜分析鑑定,確定它們不是純淨的一種元素的氧化物,這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。在鈥被分離出來7年後,1886年布瓦博德朗又把它一分為二,保留了,另一個稱為dysprosium,元素符號Dy。這一詞來自希臘文dysprositos,是“難以取得”的意思。隨着鏑以及其他一些稀土元素的發現,完成了發現稀土元素第三階段的另一半 [1] 

礦藏分佈

獨居石礦石 獨居石礦石
通常與鉺、鈥以及其他稀土元素共存於獨居石砂等礦物中。獨居石砂含稀土元素的質量分數一般達50%。
鏑在地殼中的丰度為6ppm,在重稀土中儀低於釔,算是比較富存的重稀土元素,為其應用提供了良好的資源基礎。鏑除了擁有稀土元素共有的化學活性,可以作為混合稀土金屬和化合物使用外,還具有優異的光、電、磁和核性質,可用於製造多種功能材料,住許多高技術領域中起着越來越重要的獨特作用。

物理性質

鏑能用刀切 鏑能用刀切
軟金屬,有光澤和延展性 [2]  。在高温下易被空氣腐蝕,但室温下較穩定。與水緩緩起作用。有以下幾種同位素:156Dy、158Dy、160Dy~164Dy。
鏑-用處多但難以得到的稀土類元素 鏑-用處多但難以得到的稀土類元素
元素符號:Dy
英文名:Dysprosium
中文名:鏑
CAS號:7429-91-6 [3] 
希臘文:dysprositos(意思是很難得到)。
維氏硬度:540MPa
元素類型:金屬
元素原子量:162.5
常見化合價:+3
電負性:1.22
外圍電子排布:4f10 6s2
核外電子排布:2,8,18,28,8,2
氧化態:
Main Dy+3
Other Dy+2,Dy+4
聲音在其中的傳播速率:(m/S)2710
電離能(kJ/mol)
M - M+ 571.9
M+ - M2+ 1126
M2+ - M3+ 2200
M3+ - M4+ 4001
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
鏑鐵合金 鏑鐵合金
晶胞參數:
a = 359.3pm
b = 359.3pm
c = 565.37pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
同位素及放射線: Dy-154[3000000y] Dy-156 Dy-157[8.1h] Dy-158 Dy-159[144.4d] Dy-160 Dy-161 Dy-162 Dy-163 *Dy-164 Dy-165[2.3h] Dy-166[3.4d]
電子親合和能:0KJ·mol-1
單質密度:8.536g/cm3
單質熔點:1412.0℃
單質沸點:2562.0℃
原子半徑:2.49埃
離子半徑:1.03(+3)埃
共價半徑:1.59埃
常見化合物:無
元素含量:
地殼中含量:(ppm)6
元素在太陽中的含量:(ppm)0.002
元素在海水中的含量:(ppm)大西洋表面 0.0000008
原子體積:(立方厘米/摩爾)19

化學性質

保存在石蠟油中的金屬鏑 保存在石蠟油中的金屬鏑
銀白色稀土金屬。硬度低,性質活潑。易被氧氣氧化,與水反應迅速,溶於酸。用於製作磁鐵的合金、紅外發生器材、激光材料原子能工業 [4] 

製備方法

可由氟化鏑用鈣還原而製得 [5] 
2 DyF3+3 Ca2 Dy + 3 CaF2
也可由氯化鏑用鋰還原而製得。
DyCl3+3 LiDy + 3 LiCl

主要用途

波依斯包德萊 波依斯包德萊
1886年,法國人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個元素,一個仍稱為,而另一個根據從鈥中"難以得到"的意思取名為鏑(dysprosium)。鏑在許多高技術領域起着越來越重要的作用 [6] 
鏑的最主要用途是:
(1)作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用,在這種磁體中添加2~3%左右的鏑,可提高其矯頑力,過去鏑的需求量不大,但隨着釹鐵硼磁體需求的增加,它成為必要的添加元素,品位必須在95~99。9%左右,需求也在迅速增加。
鏑能用於製造硬盤 鏑能用於製造硬盤
(2)鏑用作熒光粉激活劑,三價鏑是一種有前途的單發光中心三基色發光材料的激活離子,它主要由兩個發射帶組成,一為黃光發射,另一為藍光發射,摻鏑的發光材料可作為三基色熒光粉
(3)鏑是製備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵(Terfenol)合金的必要的金屬原料,能使一些機械運動的精密活動得以實現。
(4)鏑金屬可用做磁光存貯材料,具有較高的記錄速度和讀數敏感度。
鏑燈泡 鏑燈泡
(5)用於鏑燈的製備,在鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑,這種燈具有亮度大、顏色好、色温高、體積小、電弧穩定等優點,已用於電影、印刷等照明光源。
鏑的鹵化物被用作金屬鹵化物發光材料 [7]  ,用於製造新型照明光源鏑燈。鏑燈是一種具有高光效(75ll11/w以上)、高顯色性(顯色指數80以上),長壽命的新型氣體放電光源,有球形、管形、橢球形等多種形狀以滿足不同用途需要,光色十分接近於太陽光,是金屬鹵化物燈巾的佼佼者和理想的綠色照明光源。鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑,這種燈具有亮度大、光色好、色温高、體積小、電弧穩定等優點。日光色鏑燈適用於電影電視拍攝與演播、體育場館、展覽館大廳、建築工地和碼頭照明、舞台追光、彩色印刷、照相製版、曬版光源等方面,它正成為首都奧運會比賽場館照明的主角。鏑也可通過與鈥、鉺、鈧等其他稀土的碘化物和溴化物組合,製成同顏色的光源材料。廣泛應用於廣場、機場、建築物、廣告牌立體裝飾照明。鏑燈正由室外照明向室內照明發展,用於賓館大廳、展館與商場櫥窗、車間照明等。反射型口光色鏑燈在蘭紫光到橙紅光的廣闊光譜區域內輻射強度大,紅外輻射小,具有光線集中,光利用率高。
(6)由於鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性,在原子能工業中用來測定中子能譜或做中子吸收劑。
(7)Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質。隨着科學技術的發展,鏑的應用領域將會不斷的拓展和延伸。
(8)金屬鏑 [7]  被用作提高釹鐵硼永磁材料矯頑力的添加劑。矯頑力是衡量永磁材料性能的重要參數。表明一種磁體抵抗外加反磁場的能力,磁體矯頑力越高,越不容易退磁,使用期越長久。在釹鐵硼磁體中添加2%~3%的鏑,就能顯著提高磁體的矯頑力(抗退磁能力),已成為高性能釹鐵硼永磁材料的必需添加元素。隨着釹鐵硼永磁材料產業的迅猛發展,金屬鏑的需求也在迅速增長,近年來儘管稀土『f,場總體陷入價格疲軟,但鏑一直是緊俏產品。為了降低生產成本,常以製成鏑鐵的方式使用。
(9)鏑的化合物在煉油和化學工業中可作催化劑。如在鐵氧基氨合成催化劑中加入鏑作為結構助劑,可以提高催化劑的催化活性和耐熱性能。氧化鏑可用作高頻介電陶瓷構件材料,其結構為Mg0~Ba0一Dy0n—Ti02,可用於介電諧振器、介電濾波器、介電雙工器和通訊裝置。
參考資料
  • 1.    蔡根慶. 富釓鏑易解石的發現[J]. 礦物學報, 1987(1):69-76.
  • 2.    李克斌. 稀土金屬鏑促進的酰氯的還原偶聯反應[D]. 杭州師範大學, 2011.
  • 3.    化工空間-鏑的物化性質 
  • 4.    王箴. 化工詞典[M]. 化學工業出版社, 2000.
  • 5.    徐翔飛. 簡明英漢化學化工詞典[J]. 1984.
  • 6.    甘尉棠, 董承超, 馬力,等. 高效液相色譜分離催化伏安檢測微量稀土元素——釓、鋱、鏑、鈥、鉺[J]. 分析化學, 1991(8):965-50.
  • 7.    曉哲. 稀土元素鏑及其應用[J]. 稀土信息, 2005(10):16-17.