Dysprosium,symbole Dy et numéro atomique 66. C'est unélément de terre rareavec un éclat métallique. Le dysprosium n'a jamais été trouvé sous forme de substance unique dans la nature, bien qu'il soit présent dans divers minéraux tels que le phosphate d'yttrium.
L'abondance du dysprosium dans la croûte est de 6 ppm, ce qui est inférieur à celui de
yttriumen éléments de terres rares lourds. Il est considéré comme un élément lourd relativement abondant
élément de terre rare et fournit une bonne base de ressources pour son application.
Le dysprosium à l'état naturel est composé de sept isotopes, le plus abondant étant le 164 Dy.
Le dysprosium a été découvert par Paul Achilleck de Bospoland en 1886, mais ce n'est qu'avec le développement de la technologie d'échange d'ions dans les années 1950 qu'il a été complètement isolé. Ses applications sont relativement limitées, car il ne peut être remplacé par aucun autre élément chimique.
Les sels de dysprosium solubles présentent une légère toxicité, tandis que les sels insolubles sont considérés comme non toxiques.
À la découverte de l'histoire
Découvert par : L. Boisbaudran, français
Découvert en 1886 en France
Après la séparation de Mossandererbiumla terre etterbiumEn 1842, après la séparation de la terre d'yttrium et de la terre d'yttrium, de nombreux chimistes ont eu recours à l'analyse spectrale pour identifier et déterminer qu'il ne s'agissait pas d'oxydes purs d'un élément, ce qui a encouragé les chimistes à poursuivre leur séparation. Sept ans après la séparation de l'holmium, en 1886, Bouvabadrand le divisa en deux et conserva l'holmium, l'autre étant nommé dysprosium, avec le symbole élémentaire Dy. Ce mot vient du grec dysprositos et signifie « difficile à obtenir ». Avec la découverte du dysprosium et d'autres éléments des terres rares, la seconde moitié de la troisième étape de la découverte des éléments des terres rares a été achevée.
Configuration électronique
Disposition électronique :
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
isotope
À l'état naturel, le dysprosium est composé de sept isotopes : 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy et 164Dy. Ils sont tous considérés comme stables, malgré une désintégration de 156Dy avec une demi-vie supérieure à 1 * 1018 ans. Parmi les isotopes naturels, 164Dy est le plus abondant avec 28 %, suivi de 162Dy avec 26 %. Le moins abondant est 156Dy, avec 0,06 %. 29 isotopes radioactifs ont également été synthétisés, allant de 138 à 173, en termes de masse atomique. Le plus stable est 154Dy avec une demi-vie d'environ 3 106 ans, suivi de 159Dy avec une demi-vie de 144,4 jours. Le plus instable est le 138 Dy avec une demi-vie de 200 millisecondes. Le 154Dy est principalement causé par la désintégration alpha, tandis que les désintégrations 152Dy et 159Dy sont principalement causées par la capture d'électrons.
Métal
Le dysprosium présente un éclat métallique et un éclat argenté brillant. Il est assez tendre et peut être usiné sans étincelles si l'on évite la surchauffe. Les propriétés physiques du dysprosium sont affectées même par une faible quantité d'impuretés. Le dysprosium et l'holmium possèdent la force magnétique la plus élevée, surtout à basse température. Un ferromagnétique simple au dysprosium devient un état antiferromagnétique hélicoïdal à des températures inférieures à 85 K (-188,2 °C) et supérieures à 85 K (-188,2 °C), où tous les atomes sont parallèles à la couche inférieure à un instant donné et font face aux couches adjacentes selon un angle fixe. Cet antiferromagnétisme inhabituel se transforme en un état désordonné (paramagnétique) à 179 K (-94 °C).
Application:
(1) En tant qu'additif pour les aimants permanents en néodyme fer bore, l'ajout d'environ 2 à 3 % de dysprosium à ce type d'aimant peut améliorer sa coercivité. Auparavant, la demande en dysprosium était faible, mais avec l'augmentation de la demande d'aimants en néodyme fer bore, il est devenu un additif indispensable, avec une teneur d'environ 95 à 99,9 %, et cette demande est en forte croissance.
(2) Le dysprosium est utilisé comme activateur pour les phosphores. Le dysprosium trivalent est un ion activateur prometteur pour les matériaux luminescents tricolores à centre d'émission unique. Il est principalement composé de deux bandes d'émission : l'une jaune et l'autre bleue. Les matériaux luminescents dopés au dysprosium peuvent être utilisés comme phosphores tricolores.
(3) Le dysprosium est une matière première métallique nécessaire à la préparation du grand alliage magnétostrictif Terfenol, qui peut permettre d'obtenir des mouvements mécaniques précis.
(4)Dysprosium métallique peut être utilisé comme matériau de stockage magnéto-optique avec une vitesse d'enregistrement et une sensibilité de lecture élevées.
(5) Pour la préparation des lampes au dysprosium, la substance active utilisée est l'iodure de dysprosium. Ce type de lampe présente des avantages tels qu'une luminosité élevée, une bonne couleur, une température de couleur élevée, une petite taille et un arc stable. Elle est utilisée comme source d'éclairage pour le cinéma, l'impression et d'autres applications d'éclairage.
(6) En raison de la grande section efficace de capture de neutrons de l'élément dysprosium, il est utilisé dans l'industrie de l'énergie atomique pour mesurer les spectres de neutrons ou comme absorbeur de neutrons.
(7) Le Dy3Al5O12 peut également être utilisé comme substance de travail magnétique pour la réfrigération magnétique. Avec le développement de la science et de la technologie, les domaines d'application du dysprosium continueront de s'élargir.
(8) Les nanofibres de composé de dysprosium présentent une résistance et une surface spécifiques élevées, ce qui permet de les utiliser pour renforcer d'autres matériaux ou comme catalyseurs. Le chauffage d'une solution aqueuse de DyBr3 et de NaF à 450 bars de pression pendant 17 heures à 450 °C permet de produire des fibres de fluorure de dysprosium. Ce matériau peut rester dans diverses solutions aqueuses pendant plus de 100 heures sans dissolution ni agrégation à des températures supérieures à 400 °C.
(9) Les réfrigérateurs à démagnétisation à isolation thermique utilisent certains cristaux de sel de dysprosium paramagnétiques, notamment le grenat de dysprosium gallium (DGG), le grenat de dysprosium aluminium (DAG) et le grenat de dysprosium fer (DyIG).
(10) Les composés du groupe des oxydes de dysprosium et de cadmium sont des sources de rayonnement infrarouge permettant d'étudier les réactions chimiques. Le dysprosium et ses composés possèdent de fortes propriétés magnétiques, ce qui les rend utiles dans les dispositifs de stockage de données tels que les disques durs.
(11) La partie néodyme des aimants néodyme fer bore peut être remplacée par du dysprosium pour augmenter la coercivité et améliorer la résistance thermique des aimants. Ce métal est utilisé dans des applications exigeant des performances élevées, telles que les moteurs de véhicules électriques. Les véhicules équipés de ce type d'aimant peuvent contenir jusqu'à 100 grammes de dysprosium par véhicule. Selon les estimations de Toyota, qui vend 2 millions de véhicules par an, les réserves mondiales de dysprosium métallique seront bientôt épuisées. Les aimants remplacés par du dysprosium présentent également une résistance élevée à la corrosion.
(12) Les composés de dysprosium peuvent être utilisés comme catalyseurs dans les industries du raffinage du pétrole et de la chimie. L'ajout de dysprosium comme promoteur structural dans un catalyseur de synthèse d'ammoniac à base de ferrioxyde permet d'améliorer l'activité catalytique et la résistance thermique du catalyseur. L'oxyde de dysprosium peut être utilisé comme matériau céramique diélectrique haute fréquence, avec une structure Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02, pour la fabrication de résonateurs diélectriques, de filtres diélectriques, de diplexeurs diélectriques et de dispositifs de communication.
Date de publication : 23 août 2023