जादुई दुर्मिळ पृथ्वी घटक: डिस्प्रोसियम

डिसप्रोसिअम,चिन्ह Dy आणि अणुक्रमांक 66. ते a आहेदुर्मिळ पृथ्वी घटकधातूच्या चमकाने. डिस्प्रोशिअम हा य्ट्रियम फॉस्फेट सारख्या विविध खनिजांमध्ये अस्तित्त्वात असला तरी निसर्गात एकच पदार्थ म्हणून कधीच आढळला नाही.

कवचमध्ये डिस्प्रोशिअमची विपुलता 6ppm आहे, जी त्यापेक्षा कमी आहे

यट्रियमजड दुर्मिळ पृथ्वी घटकांमध्ये. हे तुलनेने मुबलक जड मानले जाते

दुर्मिळ पृथ्वी घटक आणि त्याच्या अनुप्रयोगासाठी एक चांगला संसाधन पाया प्रदान करते.

डिस्प्रोशिअम त्याच्या नैसर्गिक अवस्थेत सात समस्थानिकांनी बनलेला आहे, ज्यामध्ये सर्वाधिक मुबलक 164 Dy आहे.

1886 मध्ये पॉल अचिलेक डी बोस्पोलँड यांनी सुरुवातीला डिस्प्रोशिअमचा शोध लावला होता, परंतु 1950 च्या दशकात आयन एक्सचेंज तंत्रज्ञानाचा विकास होईपर्यंत ते पूर्णपणे वेगळे झाले नव्हते. Dysprosium मध्ये तुलनेने कमी अनुप्रयोग आहेत कारण ते इतर रासायनिक घटकांद्वारे बदलले जाऊ शकत नाही.

विद्रव्य डिस्प्रोशिअम क्षारांमध्ये किंचित विषारीपणा असतो, तर अघुलनशील क्षारांना गैर-विषारी मानले जाते.

इतिहास शोधत आहे

द्वारे शोधले: एल. बोईसबौद्रन, फ्रेंच

फ्रान्समध्ये 1886 मध्ये सापडला

मॉसेंडर वेगळे झाल्यानंतरएर्बियमपृथ्वी आणिटर्बियम1842 मध्ये य्ट्रिअम पृथ्वीपासून पृथ्वी, अनेक रसायनशास्त्रज्ञांनी ते एखाद्या घटकाचे शुद्ध ऑक्साईड नाहीत हे ओळखण्यासाठी आणि निर्धारित करण्यासाठी वर्णक्रमीय विश्लेषणाचा वापर केला, ज्यामुळे रसायनशास्त्रज्ञांना ते वेगळे करणे सुरू ठेवण्यास प्रोत्साहित केले. होल्मियमच्या पृथक्करणानंतर सात वर्षांनी, 1886 मध्ये, बौवाबड्रँडने त्याचे अर्धे विभाजन केले आणि डिस्प्रोशिअम नावाचे मूलक चिन्ह Dy असलेले हॉलमियम कायम ठेवले. हा शब्द ग्रीक शब्द dysprositos पासून आला आहे आणि याचा अर्थ 'मिळवणे कठीण' असा आहे. डिस्प्रोशिअम आणि इतर दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या शोधासह, दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या शोधाच्या तिसऱ्या टप्प्यातील अर्धा भाग पूर्ण झाला आहे.

इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन

इलेक्ट्रॉनिक लेआउट:

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

समस्थानिक

त्याच्या नैसर्गिक अवस्थेत, डिस्प्रोशिअम सात समस्थानिकांचे बनलेले आहे: 156Dy, 158Dy, 160Dy, 161Dy, 162Dy, 163Dy आणि 164Dy. 1 * 1018 वर्षांपेक्षा जास्त अर्धायुष्य असलेले 156Dy क्षय असूनही हे सर्व स्थिर मानले जातात. नैसर्गिकरीत्या आढळणाऱ्या समस्थानिकांमध्ये, 164Dy 28% वर सर्वात जास्त आहे, त्यानंतर 162Dy 26% आहे. किमान पुरेसे 156Dy, 0.06% आहे. 29 किरणोत्सर्गी समस्थानिक देखील संश्लेषित केले गेले आहेत, अणु वस्तुमानाच्या दृष्टीने 138 ते 173 पर्यंत. सर्वात स्थिर म्हणजे अंदाजे 3106 वर्षे अर्धायुष्य असलेले 154Dy, त्यानंतर 144.4 दिवसांचे अर्धायुष्य असलेले 159Dy आहे. सर्वात अस्थिर 138 Dy आहे ज्याचे अर्ध-जीवन 200 मिलीसेकंद आहे. 154Dy प्रामुख्याने अल्फा क्षयमुळे होतो, तर 152Dy आणि 159Dy क्षय प्रामुख्याने इलेक्ट्रॉन कॅप्चरमुळे होतो.

धातू

डिस्प्रोशिअममध्ये धातूची चमक आणि चमकदार चांदीची चमक असते. हे खूपच मऊ आहे आणि जास्त गरम होणे टाळल्यास स्पार्किंगशिवाय मशीन केले जाऊ शकते. डिस्प्रोशिअमचे भौतिक गुणधर्म अगदी थोड्या प्रमाणात अशुद्धतेमुळे प्रभावित होतात. डिस्प्रोसियम आणि होल्मियममध्ये चुंबकीय शक्ती सर्वाधिक असते, विशेषत: कमी तापमानात. 85 K (-188.2 C) पेक्षा कमी आणि 85 K (-188.2 C) पेक्षा जास्त तापमानात एक साधा डिस्प्रोसियम फेरोमॅग्नेट एक हेलिकल अँटीफेरोमॅग्नेटिक स्थिती बनते, जेथे सर्व अणू एका विशिष्ट क्षणी तळाच्या थराला समांतर असतात आणि समीप स्तरांना एका निश्चित कोनात सामोरे जातात. . हे असामान्य अँटीफेरोमॅग्नेटिझम 179 K (-94 C) वर अव्यवस्थित (पॅरामॅग्नेटिक) अवस्थेत रूपांतरित होते.

अर्ज:

(1) निओडीमियम लोह बोरॉन कायमस्वरूपी चुंबकासाठी एक जोड म्हणून, या प्रकारच्या चुंबकामध्ये सुमारे 2-3% डिसप्रोशिअम जोडल्यास त्याची जबरदस्ती सुधारू शकते. पूर्वी, डिस्प्रोशिअमची मागणी जास्त नव्हती, परंतु निओडीमियम लोह बोरॉन मॅग्नेटच्या वाढत्या मागणीमुळे, ते एक आवश्यक मिश्रित घटक बनले, ज्याचा दर्जा सुमारे 95-99.9% आहे आणि मागणी देखील वेगाने वाढत आहे.

(२) डिस्प्रोशिअमचा वापर फॉस्फरसाठी सक्रिय करणारा म्हणून केला जातो आणि त्रिसंयोजक डिस्प्रोशिअम हे एकल उत्सर्जन केंद्र तिरंगा ल्युमिनेसेंट पदार्थांसाठी एक आशादायक सक्रिय करणारे आयन आहे. हे प्रामुख्याने दोन उत्सर्जन पट्ट्यांचे बनलेले आहे, एक पिवळा उत्सर्जन आहे आणि दुसरा निळा उत्सर्जन आहे. डिस्प्रोशिअम डोपड ल्युमिनेसेंट सामग्री तिरंगा फॉस्फर म्हणून वापरली जाऊ शकते.

(३) डायस्प्रोशिअम हे मोठे चुंबकीय मिश्र धातु टेरफेनॉल तयार करण्यासाठी आवश्यक धातूचा कच्चा माल आहे, ज्यामुळे अचूक यांत्रिक हालचाली साध्य करता येतात.

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

(5) डिस्प्रोशिअम दिवे तयार करण्यासाठी, डिस्प्रोसियम दिवे मध्ये वापरले जाणारे कार्यरत पदार्थ म्हणजे डिस्प्रोसियम आयोडाइड. या प्रकारच्या दिव्याचे फायदे आहेत जसे की उच्च चमक, चांगला रंग, उच्च रंग तापमान, लहान आकार आणि स्थिर चाप. हे चित्रपट, छपाई आणि इतर प्रकाशयोजनांसाठी प्रकाश स्रोत म्हणून वापरले गेले आहे.

(6) डिस्प्रोशिअम घटकाच्या मोठ्या न्यूट्रॉन कॅप्चर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रामुळे, ते अणुऊर्जा उद्योगात न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रा मोजण्यासाठी किंवा न्यूट्रॉन शोषक म्हणून वापरले जाते.

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

(8) डिस्प्रोसियम कंपाऊंड नॅनोफायबर्समध्ये उच्च शक्ती आणि पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ असते, म्हणून ते इतर सामग्री मजबूत करण्यासाठी किंवा उत्प्रेरक म्हणून वापरले जाऊ शकतात. DyBr3 आणि NaF चे जलीय द्रावण 450 बारच्या दाबावर 17 तास ते 450 °C पर्यंत गरम केल्यास डिस्प्रोसियम फ्लोराईड तंतू तयार होऊ शकतात. ही सामग्री विविध जलीय द्रावणात 100 तासांहून अधिक काळ विरघळल्याशिवाय किंवा 400 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात एकत्रीकरणाशिवाय राहू शकते.

(९) थर्मल इन्सुलेशन डिमॅग्नेटायझेशन रेफ्रिजरेटर्स डिस्प्रोसियम गॅलियम गार्नेट (DGG), डिस्प्रोशिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट (DAG), आणि डिस्प्रोसियम लोह गार्नेट (DyIG) यासह काही पॅरामॅग्नेटिक डिस्प्रोसियम सॉल्ट क्रिस्टल्स वापरतात.

(10) डिस्प्रोसियम कॅडमियम ऑक्साईड गट घटक संयुगे हे इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाचे स्त्रोत आहेत ज्यांचा वापर रासायनिक अभिक्रियांचा अभ्यास करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. Dysprosium आणि त्याच्या संयुगे मजबूत चुंबकीय गुणधर्म आहेत, ते हार्ड ड्राइव्ह सारख्या डेटा स्टोरेज उपकरणांमध्ये उपयुक्त बनवतात.

(11) नियोडीमियम लोह बोरॉन मॅग्नेटचा निओडीमियम भाग जबरदस्ती वाढवण्यासाठी आणि चुंबकाची उष्णता प्रतिरोधक क्षमता सुधारण्यासाठी डिस्प्रोसियमने बदलला जाऊ शकतो. हे इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव्ह मोटर्ससारख्या उच्च कार्यक्षमता आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाते. या प्रकारच्या चुंबकाचा वापर करणाऱ्या कारमध्ये प्रति वाहन 100 ग्रॅम डिस्प्रोशिअम असू शकते. टोयोटाच्या अंदाजे वार्षिक 2 दशलक्ष वाहनांच्या विक्रीनुसार, ते लवकरच डिस्प्रोशिअम धातूचा जागतिक पुरवठा कमी करेल. डिस्प्रोशिअमने बदललेल्या मॅग्नेटमध्ये उच्च गंज प्रतिरोधक क्षमता देखील असते.

(12) डिस्प्रोसियम संयुगे तेल शुद्धीकरण आणि रासायनिक उद्योगांमध्ये उत्प्रेरक म्हणून वापरली जाऊ शकतात. फेरिओक्साइड अमोनिया संश्लेषण उत्प्रेरकामध्ये संरचनात्मक प्रवर्तक म्हणून डिस्प्रोशिअम जोडल्यास, उत्प्रेरक क्रियाकलाप आणि उत्प्रेरकाची उष्णता प्रतिरोधकता सुधारली जाऊ शकते. Mg0-Ba0-Dy0n-Ti02 च्या संरचनेसह डिस्प्रोसियम ऑक्साईडचा वापर उच्च-फ्रिक्वेंसी डायलेक्ट्रिक सिरॅमिक घटक सामग्री म्हणून केला जाऊ शकतो, ज्याचा वापर डायलेक्ट्रिक रेझोनेटर्स, डायलेक्ट्रिक फिल्टर, डायलेक्ट्रिक डिप्लेक्सर्स आणि संप्रेषण उपकरणांसाठी केला जाऊ शकतो.