जादुई दुर्मिळ पृथ्वी घटक: डिस्प्रोसियम

डिस्प्रोसियम,चिन्ह Dy आणि अणुक्रमांक 66. हे एकदुर्मिळ पृथ्वी घटकधातूच्या चमकासह. डायस्प्रोसियम हे निसर्गात कधीही एकच पदार्थ म्हणून आढळले नाही, जरी ते यट्रियम फॉस्फेट सारख्या विविध खनिजांमध्ये आढळते.

कवचात डिस्प्रोसियमचे प्रमाण 6ppm आहे, जे त्यापेक्षा कमी आहे

यट्रियमजड दुर्मिळ पृथ्वी घटकांमध्ये. हे तुलनेने मुबलक जड मानले जाते

दुर्मिळ पृथ्वी घटक आहे आणि त्याच्या वापरासाठी एक चांगला संसाधन पाया प्रदान करतो.

डिस्प्रोसियम त्याच्या नैसर्गिक अवस्थेत सात समस्थानिकांनी बनलेला आहे, ज्यामध्ये सर्वात जास्त प्रमाणात १६४ Dy आहे.

डिस्प्रोसियमचा शोध सुरुवातीला १८८६ मध्ये पॉल अ‍ॅचिलेक डी बोस्पोलँड यांनी लावला होता, परंतु १९५० च्या दशकात आयन एक्सचेंज तंत्रज्ञानाचा विकास होईपर्यंत ते पूर्णपणे वेगळे झाले नव्हते. डिस्प्रोसियमचे तुलनेने कमी उपयोग आहेत कारण ते इतर रासायनिक घटकांनी बदलले जाऊ शकत नाही.

विरघळणारे डिस्प्रोसियम क्षार थोडे विषारी असतात, तर अघुलनशील क्षार अविषारी मानले जातात.

इतिहास शोधणे

शोधक: एल. बोइसबॉड्रन, फ्रेंच

१८८६ मध्ये फ्रान्समध्ये सापडला

मोसेंडर वेगळे झाल्यानंतरएर्बियमपृथ्वी आणिटर्बियम१८४२ मध्ये यट्रियम पृथ्वीपासून पृथ्वी, अनेक रसायनशास्त्रज्ञांनी वर्णक्रमीय विश्लेषणाचा वापर करून ते एखाद्या घटकाचे शुद्ध ऑक्साइड नाहीत हे ओळखले आणि निश्चित केले, ज्यामुळे रसायनशास्त्रज्ञांना त्यांना वेगळे करणे सुरू ठेवण्यास प्रोत्साहित केले. होल्मियम वेगळे झाल्यानंतर सात वर्षांनी, १८८६ मध्ये, बोवाबाड्रँडने ते अर्ध्या भागात विभागले आणि होल्मियम, दुसरे नाव डिस्प्रोसियम, ज्याचे मूलद्रव्य चिन्ह Dy होते, ते ठेवले. हा शब्द ग्रीक शब्द डिस्प्रोसिटॉस पासून आला आहे आणि त्याचा अर्थ 'मिळवणे कठीण' असा होतो. डिस्प्रोसियम आणि इतर दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या शोधामुळे, दुर्मिळ पृथ्वी घटक शोधाच्या तिसऱ्या टप्प्याचा दुसरा अर्धा भाग पूर्ण झाला आहे.

इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन

इलेक्ट्रॉनिक लेआउट:

१एस२ २एस२ २पी६ ३एस२ ३पी६ ४एस२ ३डी१० ४पी६ ५एस२ ४डी१० ५पी६ ६एस२ ४एफ१०

समस्थानिक

त्याच्या नैसर्गिक अवस्थेत, डिस्प्रोसियम सात समस्थानिकांपासून बनलेले असते: १५६Dy, १५८Dy, १६०Dy, १६१Dy, १६२Dy, १६३Dy आणि १६४Dy. १५६Dy क्षय असूनही, हे सर्व स्थिर मानले जातात ज्यांचे अर्ध-आयुष्य १ * १०१८ वर्षांपेक्षा जास्त आहे. नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या समस्थानिकांमध्ये, १६४Dy सर्वात जास्त २८% मुबलक आहे, त्यानंतर १६२Dy २६% आहे. सर्वात कमी पुरेसे १५६Dy आहे, ०.०६%. अणुवस्तुमानाच्या बाबतीत १३८ ते १७३ पर्यंत २९ किरणोत्सर्गी समस्थानिक देखील संश्लेषित केले गेले आहेत. सर्वात स्थिर १५४Dy आहे ज्याचे अर्ध-आयुष्य अंदाजे ३१०६ वर्षे आहे, त्यानंतर १५९Dy आहे ज्याचे अर्ध-आयुष्य १४४.४ दिवस आहे. सर्वात अस्थिर १३८ Dy आहे ज्याचे अर्ध-आयुष्य २०० मिलिसेकंद आहे. १५४Dy हे प्रामुख्याने अल्फा क्षयमुळे होते, तर १५२Dy आणि १५९Dy हे प्रामुख्याने इलेक्ट्रॉन कॅप्चरमुळे होतात.

धातू

डिस्प्रोसियममध्ये धातूची चमक आणि चमकदार चांदीची चमक असते. ते खूपच मऊ असते आणि जास्त गरम होणे टाळल्यास ते स्पार्किंगशिवाय मशीन केले जाऊ शकते. डिस्प्रोसियमचे भौतिक गुणधर्म अगदी कमी प्रमाणात अशुद्धतेमुळे देखील प्रभावित होतात. डिस्प्रोसियम आणि होल्मियममध्ये सर्वाधिक चुंबकीय शक्ती असते, विशेषतः कमी तापमानात. एक साधा डिस्प्रोसियम फेरोमॅग्नेट 85 K (-188.2 C) पेक्षा कमी आणि 85 K (-188.2 C) पेक्षा जास्त तापमानात हेलिकल अँटीफेरोमॅग्नेटिक अवस्था बनतो, जिथे सर्व अणू एका विशिष्ट क्षणी तळाच्या थराला समांतर असतात आणि एका निश्चित कोनात लगतच्या थरांना तोंड देतात. हे असामान्य अँटीफेरोमॅग्नेटिझम 179 K (-94 C) वर एका अव्यवस्थित (पॅरामॅग्नेटिक) अवस्थेत रूपांतरित होते.

अर्ज:

(१) निओडीमियम आयर्न बोरॉन स्थायी चुंबकांसाठी एक मिश्रित पदार्थ म्हणून, या प्रकारच्या चुंबकामध्ये सुमारे २-३% डिस्प्रोसियम जोडल्याने त्याची जबरदस्ती सुधारू शकते. पूर्वी, डिस्प्रोसियमची मागणी जास्त नव्हती, परंतु निओडीमियम आयर्न बोरॉन चुंबकांच्या वाढत्या मागणीसह, ते एक आवश्यक मिश्रित घटक बनले, ज्याचा ग्रेड सुमारे ९५-९९.९% होता आणि मागणी देखील वेगाने वाढत आहे.

(२) डिस्प्रोसियम हे फॉस्फरसाठी सक्रियकर्ता म्हणून वापरले जाते आणि त्रिसंयोजक डिस्प्रोसियम हे एकल उत्सर्जन केंद्र तिरंगा ल्युमिनेसेंट पदार्थांसाठी एक आशादायक सक्रिय आयन आहे. हे प्रामुख्याने दोन उत्सर्जन बँडने बनलेले आहे, एक पिवळा उत्सर्जन आहे आणि दुसरा निळा उत्सर्जन आहे. डिस्प्रोसियम डोप केलेले ल्युमिनेसेंट पदार्थ तिरंगा फॉस्फर म्हणून वापरले जाऊ शकतात.

(३) डिस्प्रोसियम हा मोठ्या मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव्ह मिश्रधातू टेरफेनॉल तयार करण्यासाठी आवश्यक धातूचा कच्चा माल आहे, जो अचूक यांत्रिक हालचाली साध्य करण्यास सक्षम करतो.

(४)डिस्प्रोसियम धातू उच्च रेकॉर्डिंग गती आणि वाचन संवेदनशीलतेसह मॅग्नेटो-ऑप्टिकल स्टोरेज मटेरियल म्हणून वापरले जाऊ शकते.

(५) डिस्प्रोसियम दिवे तयार करण्यासाठी, डिस्प्रोसियम दिव्यांमध्ये वापरला जाणारा कार्यरत पदार्थ डिस्प्रोसियम आयोडाइड आहे. या प्रकारच्या दिव्याचे फायदे आहेत जसे की उच्च चमक, चांगला रंग, उच्च रंग तापमान, लहान आकार आणि स्थिर चाप. चित्रपट, छपाई आणि इतर प्रकाशयोजनांसाठी प्रकाश स्रोत म्हणून याचा वापर केला गेला आहे.

(६) डिस्प्रोसियम मूलद्रव्याच्या मोठ्या न्यूट्रॉन कॅप्चर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रामुळे, ते अणुऊर्जा उद्योगात न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रा मोजण्यासाठी किंवा न्यूट्रॉन शोषक म्हणून वापरले जाते.

(७) Dy3Al5O12 चा वापर चुंबकीय रेफ्रिजरेशनसाठी चुंबकीय कार्यरत पदार्थ म्हणून देखील केला जाऊ शकतो. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, डिस्प्रोसियमचे अनुप्रयोग क्षेत्र विस्तारत आणि विस्तारत राहतील.

(८) डिस्प्रोसियम कंपाऊंड नॅनोफायबरमध्ये उच्च शक्ती आणि पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ असते, म्हणून त्यांचा वापर इतर पदार्थांना मजबूत करण्यासाठी किंवा उत्प्रेरक म्हणून केला जाऊ शकतो. DyBr3 आणि NaF चे जलीय द्रावण ४५० बार दाबावर १७ तास ते ४५० °C पर्यंत गरम केल्याने डिस्प्रोसियम फ्लोराईड तंतू तयार होऊ शकतात. हे पदार्थ ४०० °C पेक्षा जास्त तापमानात विरघळल्याशिवाय किंवा एकत्रीकरणाशिवाय १०० तासांपेक्षा जास्त काळ विविध जलीय द्रावणांमध्ये राहू शकते.

(९) थर्मल इन्सुलेशन डिमॅग्नेटायझेशन रेफ्रिजरेटर्समध्ये डिस्प्रोसियम गॅलियम गार्नेट (DGG), डिस्प्रोसियम अॅल्युमिनियम गार्नेट (DAG) आणि डिस्प्रोसियम आयर्न गार्नेट (DyIG) यासह काही पॅरामॅग्नेटिक डिस्प्रोसियम सॉल्ट क्रिस्टल्स वापरतात.

(१०) डिस्प्रोसियम कॅडमियम ऑक्साईड गटातील घटक संयुगे हे अवरक्त किरणोत्सर्गाचे स्रोत आहेत जे रासायनिक अभिक्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. डिस्प्रोसियम आणि त्याच्या संयुगांमध्ये मजबूत चुंबकीय गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे ते हार्ड ड्राइव्हसारख्या डेटा स्टोरेज डिव्हाइसमध्ये उपयुक्त ठरतात.

(११) निओडीमियम लोह बोरॉन चुंबकांचा निओडीमियम भाग डिस्प्रोसियमने बदलता येतो ज्यामुळे जबरदस्ती वाढते आणि चुंबकांची उष्णता प्रतिरोधक क्षमता सुधारते. इलेक्ट्रिक वाहन चालविणाऱ्या मोटर्ससारख्या उच्च कार्यक्षमतेच्या आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये याचा वापर केला जातो. या प्रकारच्या चुंबकाचा वापर करणाऱ्या कारमध्ये प्रति वाहन १०० ग्रॅम डिस्प्रोसियम असू शकते. टोयोटाच्या अंदाजे २० लाख वाहनांच्या वार्षिक विक्रीनुसार, ते लवकरच डिस्प्रोसियम धातूचा जागतिक पुरवठा कमी करेल. डिस्प्रोसियमने बदललेल्या चुंबकांमध्ये उच्च गंज प्रतिरोधकता देखील असते.

(१२) डिस्प्रोसियम संयुगे तेल शुद्धीकरण आणि रासायनिक उद्योगांमध्ये उत्प्रेरक म्हणून वापरले जाऊ शकतात. जर डिस्प्रोसियमला ​​फेरिऑक्साइड अमोनिया संश्लेषण उत्प्रेरकामध्ये स्ट्रक्चरल प्रमोटर म्हणून जोडले गेले तर उत्प्रेरकाची उत्प्रेरक क्रिया आणि उष्णता प्रतिरोधकता सुधारता येते. डिस्प्रोसियम ऑक्साईडचा वापर उच्च-फ्रिक्वेन्सी डायलेक्ट्रिक सिरेमिक घटक सामग्री म्हणून केला जाऊ शकतो, ज्याची रचना Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 आहे, जी डायलेक्ट्रिक रेझोनेटर, डायलेक्ट्रिक फिल्टर, डायलेक्ट्रिक डायप्लेक्सर आणि संप्रेषण उपकरणांसाठी वापरली जाऊ शकते.