ديسپروسيوم

(تم التحويل من ديسپروزيوم)
الديسپروسيوم, 66Dy
الديسپروسيوم
المظهرأبيض فضي
الوزن الذري العياري Ar°(Dy)
الديسپروسيوم في الجدول الدوري
Hydrogen (reactive nonmetal)
Helium (noble gas)
Lithium (alkali metal)
Beryllium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Carbon (reactive nonmetal)
Nitrogen (reactive nonmetal)
Oxygen (reactive nonmetal)
Fluorine (reactive nonmetal)
Neon (noble gas)
Sodium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silicon (metalloid)
Phosphorus (reactive nonmetal)
Sulfur (reactive nonmetal)
Chlorine (reactive nonmetal)
Argon (noble gas)
Potassium (alkali metal)
Calcium (alkaline earth metal)
Scandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Chromium (transition metal)
Manganese (transition metal)
Iron (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Copper (transition metal)
Zinc (post-transition metal)
Gallium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Selenium (reactive nonmetal)
Bromine (reactive nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Strontium (alkaline earth metal)
Yttrium (transition metal)
Zirconium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molybdenum (transition metal)
Technetium (transition metal)
Ruthenium (transition metal)
Rhodium (transition metal)
Palladium (transition metal)
Silver (transition metal)
Cadmium (post-transition metal)
Indium (post-transition metal)
Tin (post-transition metal)
Antimony (metalloid)
Tellurium (metalloid)
Iodine (reactive nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lanthanum (lanthanide)
Cerium (lanthanide)
Praseodymium (lanthanide)
Neodymium (lanthanide)
Promethium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Dysprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbium (lanthanide)
Lutetium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Tungsten (transition metal)
Rhenium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platinum (transition metal)
Gold (transition metal)
Mercury (post-transition metal)
Thallium (post-transition metal)
Lead (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatine (metalloid)
Radon (noble gas)
Francium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Actinium (actinide)
Thorium (actinide)
Protactinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Americium (actinide)
Curium (actinide)
Berkelium (actinide)
Californium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrencium (actinide)
Rutherfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hassium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Copernicium (post-transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (unknown chemical properties)
Moscovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
 –
↑
Dy
↓
Cf
التربيوم ← الديسپروسيوم → الهولميوم
الرقم الذري (Z)66
المجموعةn/a
الدورةperiod 6
المستوى الفرعي  f-block
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f10 6s2
الإلكترونات بالغلاف2, 8, 18, 28, 8, 2
الخصائص الطبيعية
الطور at د.ح.ض.قsolid
نقطة الانصهار1680 K ​(1407 °س، ​2565 °F)
نقطة الغليان2840 K ​(2562 °س، ​4653 °ف)
الكثافة حين يكون سائلاً (عند ن.إ.)8.37 ج/سم³
حرارة الانصهار11.06 kJ/mol
حرارة التبخر280 kJ/mol
السعة الحرارية المولية27.7 J/(mol·K)
ضغط البخار
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1378 1523 (1704) (1954) (2304) (2831)
الخصائص الذرية
الكهرسلبيةمقياس پاولنگ: 1.22
طاقات التأين
  • الأول: 573.0 kJ/mol
  • الثاني: 1130 kJ/mol
  • الثالث: 2200 kJ/mol
نصف القطر الذريempirical: 178 pm
نصف قطر التكافؤ192±7 pm
Color lines in a spectral range
الخطوط الطيفية
خصائص أخرى
البنية البلورية ​التعبئة المتراصة
سرعة الصوت قضيب رفيع2710 م/ث (عند 20 °س)
قضيب رفيع10.7 W/(m·K)
التمدد الحراريpoly: 9.9 µm/(m⋅K) (درجة حرارة الغرفة)
المقاومة الكهربائيةα, poly: 926 nΩ⋅m (درجة حرارة الغرفة)
الترتيب المغناطيسيمغناطيسي مساير عند 300 كلڤن
القابلية المغناطيسية+103500×10−6 cm3/mol (293.2 كلڤن)[1]
معامل يونگ61.4 GPa
معامل القص24.7 GPa
معاير الحجم40.5 GPa
نسبة پواسون0.247
صلادة ڤيكرز410–550 MPa
صلادة برينل500–1050 MPa
رقم كاس7429-91-6
التاريخ
التسميةمن الكلمة اليونانية δυσπρόσιτος، "صعب المنال"، لأنه تطلب 30 محاولة لعزله
الاكتشافلكوك دى بوابودران (1886)
أول عزلجورج أوربين (1905)
نظائر الالديسپروسيوم v • [{{fullurl:Template:{{{template}}}|action=edit}} e] 
قالب:جدول نظائر الديسپروسيوم غير موجود
 التصنيف: الديسپروسيوم
| المراجع

الديسپروسيوم (Dysprosium)، هو عنصر كيميائي؛ رمزه Dy ورقمه الذري 66. وهو أحد العناصر الأرضية النادرة في سلسلة اللانثانيدات، يتميز ببريق فضي معدني. لا يتواجد الديسپروسيوم في الطبيعة كعنصر حر، لكنه، كغيره من اللانثانيدات، يوجد في معادن مختلفة، مثل الزينوتيم. يتكون الديسپروسيوم الموجود في الطبيعة من سبعة نظائر، وأكثرها وفرة هو 164Dy.

تم التعرف على الديسپروسيوم لأول مرة عام 1886 بواسطة پول-إيميل لكوك دى بوابودران، لكنه لم يُعزل في شكله النقي حتى تطور تقنيات التبادل الأيوني في الخمسينيات. يُستخدم الديسپروسيوم لإنتاج مغناطيسات النيوديميوم-الحديد-البورون (NdFeB)، والتي تعتبر ضرورية لمحركات السيارات الكهربائية والتشغيل الفعال لتوربينات الرياح.[3] يُستخدم الديسپروسيوم لامتصاص النيوترونات الحراري العالي للمقطع العرضي في صنع قضبان التحكم في المفاعلات النووية، ولقابليته المغناطيسية العالية (χv ≈ 5.44×10−3) في تطبيقات تخزين البيانات، وكأحد مكونات الترفنول-دي (مادة تقبض مغناطيسي). أملاح الديسپروسيوم القابلة للذوبان سامة بشكل معتدل، في حين تعتبر الأملاح غير القابلة للذوبان غير سامة.

الخصائص

الخصائص الفيزيائية

عينة ديسپروسيوم.

الديسپروسيوم هو عنصر أرضي نادر وله بريق معدني فضي لامع. وهو لين ويمكن تشكيله بدون إثارة إذا تم تجنب ارتفاع درجة الحرارة. يمكن أن تتأثر الخصائص الفيزيائية للديسپروسيوم بشكل كبير حتى بكميات صغيرة من الشوائب.[4]

يتمتع الديسپروسيوم والهولميوم بأعلى قوة مغناطيسية من بين العناصر الكيميائية الأخرى،[5] خاصة في درجات الحرارة المنخفضة.[6] يمتلك الديسپروسيوم ترتيباً مغناطيسياً حديدياً بسيطاً عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة كوري تبلغ −182.7 °س، وعند هذه النقطة يخضع لمرحلة انتقالية من الدرجة الأولى من التركيب البلوري المعيني القائم إلى المعبأ المتراص السداسي.[2] ومن ثم يتمتع بحالة مغناطيسية حديدية مضادة حلزونية، حيث تكون جميع العزوم المغناطيسية الذرية في طبقة المستوى القاعدي معينة متوازية وموجهة بزاوية ثابتة لعزوم الطبقات المجاورة. تتحول هذه المغناطيسية الحديدية المضادة غير العادية إلى حالة مضطربة (مغناطيسية مسايرة) عند درجة حرارة −94 °س.[7] يتحول الديسپروسيوم من مرحلة التركيب البلوري المعيني القائم إلى مرحلة المكعب متمركز الجسم عند درجة حرارة 1.381 °س.[2]

الخصائص الكيميائية

يحتفظ فلز الديسپروسيوم بريقه في الهواء الجاف، لكنه يفقد بريقه ببطء في الهواء الرطب. يحترق بسهولة ليشكل أكسيد ديسپروسيوم الثلاثي:

4 Dy + 3 O2 → 2 Dy2O3

الديسپروسيوم كهرإيجابي ويتفاعل ببطء مع الماء البارد (وبسرعة مع الماء الساخن) ليشكل هيدروكسيد الديسپروسيوم:

2 Dy (s) + 6 H2O (l) → 2 Dy(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

يتحلل هيدروكسيد الديسپروسيوم ليشكل DyO(OH) عند درجات حرارة مرتفعة، والذي يتحلل بعد ذلك مرة أخرى إلى أكسيد الديسپروسيوم الثلاثي.[8]

يتفاعل فلز الديسپروسيوم بقوة مع جميع الهالوجينات عند درجة حرارة أعلى من 200°س:[citation needed]

2 Dy (s) + 3 F2 (g) → 2 DyF3 (s) [الأخضر]
2 Dy (s) + 3 Cl2 (g) → 2 DyCl3 (s) [الأبيض]
2 Dy (s) + 3 Br2 (l) → 2 DyBr3 (s) [الأبيض]
2 Dy (s) + 3 I2 (g) → 2 DyI3 (s) [الأخضر]

ينحل الديسپروسيوم بسهولة في حمض الكبريتيك المخفف لتكوين محاليل تحتوي على أيونات Dy(III) الصفراء، والتي توجد على شكل مركب [Dy(OH2)9]3+:[9]

2 Dy (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Dy3+ (aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

المركب الناتج، كبريتات الديسپروسيوم الثلاثي، يتمتع بخاصية مغناطيسية مسايرة ملحوظة.

المركبات

كبريتات الديسپروسيوم، Dy2(SO4)3.
انظر أيضاً: مركبات الديسپروسيوم

تميل هاليدات الديسپروسيوم، مثل DyF3 وDyBr3، إلى اكتساب اللون الأصفر. أكسيد الديسپروسيوم، المعروف أيضاً باسم ديسپروسيا، هو مسحوق أبيض عالي المغناطيسية، أكثر من أكسيد الحديد.[6]

يتحد الديسپروسيوم مع العديد من اللافلزات عند درجات حرارة عالية لتكوين مركبات ثنائية ذات تركيب وحالات أكسدة مختلفة +3 وأحياناً +2، مثل DyN، DyP، DyH2 وDyH3؛ DyS، وDyS2، وDy2S3 وDy5S7; DyB2، وDyB4، وDyB6 وDyB12، بالإضافة إلى Dy3C وDy2C3.[10]

ينتج كل من كربونات الديسپروسيوم، (CO3)3، وكبريتات الديسپروسيوم، Dy2(SO4)3، من تفاعلات مماثلة.[11] معظم مركبات الديسپروسيوم قابلة للذوبان في الماء، على الرغم من أن رباعي هيدرات كربونات الديسپروسيوم (Dy2(CO3)3·4H2O) وعشاري هيدرات أوكسالات الديسپروسيوم (Dy2(C2O4)3 ·10H2O) كلاهما غير قابل للذوبان في الماء.[12][13] من المعروف أن اثنين من أكثر كربونات الديسپروسيوم وفرةً، وهما Dy2(CO3)3·2–3H2O (المشابه لمعدن التينگريت-(Y))، وDyCO3(OH) (المشابه لمعدني الكوزويت-(La) والكوزويت-(Nd))، يتشكلان عبر طور أولي غير منتظم (غير متبلور) صيغته Dy2(CO3)3·4H2O. يتكون هذا الطور الأولي غير المتبلور من جسيمات نانوية كروية عالية الترطيب بقطر 10-20 نانومتر، وهي مستقرة للغاية عند معالجتها جافةً في درجات الحرارة المحيطة والعالية.[14]

يشكل الديسپروسيوم عدة مركبات فلزيات، بما في ذلك ستانيدات الديسپروسيوم.[15]

النظائر

المقالة الرئيسية: نظائر الديسپروسيوم

يتكون الديسپروسيوم الموجود بشكل طبيعي من سبعة نظائر: 156Dy، 158Dy، 160Dy، 161Dy، 162Dy، 163Dy، و164Dy. تعتبر جميعها مستقرة، على الرغم من أن الأخيرين فقط هما المستقران من الناحية النظرية: يمكن للأخرى أن تخضع نظرياً لاضمحلال ألفا. من بين النظائر المتواجدة طبيعياً، 164Dy هو الأكثر وفرة بنسبة 28%، يليه 162Dy بنسبة 26%؛ أندرها هو 156Dy بنسبة 0.06%.[16] الديسپروسيوم هو أثقل عنصر يحتوي على نظائر مستقرة نظرياً بدلاً من النظائر مستقرة رصدياً فقط والتي من المتوقع أن تكون مشعة.

خُلق تسعة وعشرين نظيراً مشعاً، تتراوح كتلتها الذرية من 138 إلى 173. وأكثرها استقراراً هو 154Dy، بعمر نصفي يبلغ 1.40×106 سنة، يليه 159Dy بعمر نصفي يبلغ 144.4 يوماً. كقاعدة عامة، تميل النظائر الأخف من النظائر المستقرة إلى التحلل بشكل أساسي عن طريق اضمحلال بيتا الموجب (β+)، على الرغم من أن النظير 154Dy يمضحل عن طريق انبعاث ألفا (α)، بينما يضمحل النظيران 152Dy و 159Dy فقط عن طريق التقاط الإلكترون (β-). أما النظائر الأثقل فتميل إلى التحلل عن طريق اضمحلال بيتا (β+) واضمحلال بيتا السالب (β-). يمتلك الديسپروسيوم أيضاً ما لا يقل عن 11 نظيراً شبه مستقر، تتراوح كتلتها الذرية بين 140 و165. وأكثرها استقراراً هو النظير 165mDy، بعمر نصفي يبلغ 1.257 دقيقة.

التاريخ

عام 1878، عُثر على خامات إربيوم تحتوي على أكاسيد الهولميوم والثوليوم. قام الكيميائي الفرنسي پول-إيميل لكوك دى بوابودران، أثناء عمله على أكسيد الهولميوم، بفصل أكسيد الديسپروسيوم منه في پاريس عام 1886.[17][18] تضمنت إجراءاته لعزل الديسپروسيوم حل أكسيد الديسپروسيوم في الحمض، ثم إضافة الأمونيا لترسيب الهيدروكسيد. ولم يتمكن من عزل الديسپروسيوم من أكسيده إلا بعد أكثر من 30 محاولة للنجاح في هذا الإجراء. بعد نجاحه، أطلق على العنصر اسم الديسپروسيوم من الكلمة اليونانية ديسپروسيتوس (δυσπρόσιτος)، والتي تعني "صعب المنال". لم يُعزل العنصر في شكل نقي نسبياً إلا بعد تطوير تقنيات التبادل الأيوني بواسطة فرانك سپدنگ في جامعة آيوا في أوائل الخمسينيات.[5][19]

نظراً لدوره في المغناطيسات الدائمة المستخدمة في توربينات الرياح، فقد قيل[ممن؟] أن الديسپروسيوم سيكون أحد الأشياء الرئيسية للمنافسة الجيوسياسية في عالم يعمل بالطاقة المتجددة. لكن هذا المنظور تعرض للانتقاد لأنه فشل في إدراك أن معظم توربينات الرياح لا تستخدم المغناطيسات الدائمة ولأنها تقلل من قوة الحوافز الاقتصادية لتوسيع الإنتاج.[20][21]

عام 2011، تم الحصول على مكثف بوز-آينشتاين من ذرات الديسپروسيوم لأول مرة.[22]

عام 2021، جرى تحويل الديسپروسيوم إلى غاز كمي ثنائي الأبعاد فائق الصلابة.[23]

التواجد

الزينوتيم.

على الرغم من أن الديسپروسيوم لا يتواجد كعنصر حر، إلا أنه يتواجد في العديد من المعادن، بما في ذلك الزينوتيم، الفرگسونيت، الگادولينيت، اليوكسينيت، الپوليكراس، البلومستراندين، المونازيت، والباستناسيت، وغالباً ما يتواجد مع الإربيوم والهولميوم أو عناصر أرضية نادرة أخرى. ولم يُعثر حتى الآن على أي معدن يهيمن عليه الديسپروسيوم (أي أن الديسپروسيوم هو العنصر السائد فيه على العناصر الأرضية النادرة الأخرى في تركيبه).[24]

في النسخة ذات المحتوى المرتفع من الإتريوم، يكون الديسپروسيوم هو الأكثر وفرة من بين للانثانيدات الثقيلة، حيث يشكل ما يصل إلى 7-8% من المركز (مقارنة بحوالي 65% للإتريوم).[25][26] يبلغ تركيز الديسپروسيوم في القشرة الأرضية حوالي 5.2 ملجم/كجم وفي مياه البحر 0.9 نانوجرام/لتر.[10]

الإنتاج

يُحصل على الديسپروسيوم بشكل أساسي من رمل المونازيت، وهو خليط من فوسفات مختلفة. كما يُحصل على الفلز كمنتج ثانوي في الاستخراج التجاري للإتريوم. عند عزل الديسپروسيوم، يمكن إزالة معظم الفلزات الغير مرغوب فيها مغناطيسياً أو عن طريق عملية التعويم. يمكن بعد ذلك فصل الديسپروسيوم عن الفلزات الأرضية النادرة الأخرى عن طريق عملية الإزاحة التبادل الأيوني. يمكن بعد ذلك أن تتفاعل أيونات الديسپروسيوم الناتجة مع الفلور أو الكلور لتكوين فلوريد الديسپروسيوم DyF3، أو كلوريد الديسپروسيوم، DyCl3. يمكن اختزال هذه المركبات باستخدام فلزات الكالسيوم أو الليثيوم في التفاعلات التالية:[11]

3 Ca + 2 DyF3 → 2 Dy + 3 CaF2
3 Li + DyCl3 → Dy + 3 LiCl

تُوضع المكونات في بوتقة من التنتالوم وتُسخّن في جو من الهليوم. ومع تقدم التفاعل، تنفصل مركبات الهاليد الناتجة عن الديسپروسيوم المنصهر بسبب اختلاف الكثافة. وعندما يبرد الخليط، يمكن فصل الديسپروسيوم عن الشوائب.[11]

عام 2021، أُنتج حوالي 3.100 طن من الديسپروسيوم في جميع أنحاء العالم، حيث أنتجت الصين 40% من هذا الإجمالي، وبورما 31%، وأستراليا 20%.[27] ارتفعت أسعار الديسپروسيوم بمرور الوقت، من 7 دولار للرطل عام 2003، إلى 130 دولار للرطل في أواخر عام 2010،[28] إلى 1400 دولار/كجم عام 2011 ثم انخفض إلى 240 دولار/كجم في 2015، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الإنتاج غير القانوني في الصين بالتحايل على الضوابط الحكومية.[29] اعتباراً من أبريل 2025، بلغ سعر الديسپروسيوم حوالي 203 دولار/كجم.[30]

في الوقت الحالي، يُحصل على معظم الديسپروسيوم من خامات الطين التي تعتمد على امتصاص الأيونات في جنوب الصين.[31] اعتباراً من نوفمبر 2018 كان المصنع التجريبي لمشروع براون رينج، الواقع على بعد 160 كم جنوب شرق هالز كريك، أستراليا الغربية، يُنتج 50 طن سنوياً.[32][33]

وفقاً لوزارة الطاقة الأمريكية، فإن النطاق الواسع لاستخداماته الحالية والمتوقعة، إلى جانب عدم وجود بديل مناسب فوري، يجعل الديسپروسيوم العنصر الأكثر أهمية لتقنيات الطاقة النظيفة الناشئة؛ حتى أن أكثر توقعاتهم تحفظاً توقعت نقصاً في الديسپروسيوم قبل عام 2015.[34] اعتباراً من أكتوبر 2016، كانت هناك صناعة استخراج الأتربة النادرة (بما في ذلك الديسپروسيوم) في أستراليا.[35]

الإنتاج حسب البلد

الانتاج العالمي للديسپروسيوم حسب البلد 2024-[36]2026 (بالطن)
الترتيب البلد الإنتاج الحصة السوقية
1  الصين ~2.400 75%-85%
2  ميانمار ~400 12%-15%
3  أستراليا ~150 4%-5%
4  الولايات المتحدة ~50 1%-2%
5 بلدان أخرى ~100 2%-3%
إجمالي الإنتاج ~3.100 100%

التطبيقات

يُستخدم الديسپروسيوم، بالاشتراك مع الڤناديوم وعناصر أخرى، في صناعة مواد الليزر والإضاءة التجارية. ونظراً لارتفاع مقطع امتصاص الديسپروسيوم للنيوترونات الحرارية، تُستخدم مركبات السرميت المصنوعة من أكسيد-الديسپروسيوم-النيكل في قضبان التحكم الماصة للنيوترونات في المفاعلات النووية.[5][37] كالكوجينات الكادميوم-ديسپروسيوم مصادر للأشعة تحت الحمراء، وهي مفيدة لدراسة التفاعلات الكيميائية.[4] نظراً لأن الديسپروسيوم ومركباته شديدة الحساسية للمغنطة، فإنها تستخدم في تطبيقات تخزين البيانات المختلفة، مثل الأقراص الصلبة.[38] يتزايد الطلب على الديسپروسيوم في المغناطيسات الدائمة المستخدم في محركات السيارات الكهربائية[39] ومولدات توربينات الرياح.[40]

يمكن أن تحتوي مغناطيسيات-الحديد-البورون على ما يصل إلى 6% من النيوديميوم المستبدل بالديسپروسيوم[41] لزيادة القسرية للتطبيقات التي تتطلب جهداً كبيراً، مثل محركات القيادة للسيارات الكهربائية ومولدات توربينات الرياح. سيتطلب هذا الاستبدال ما يصل إلى 100 جرام من الديسپروسيوم لكل سيارة كهربائية منتجة. وبناءً على توقعات شركة تويوتا بإنتاج مليوني وحدة سنوياً، فإن استخدام الديسپروسيوم في تطبيقات كهذه سيؤدي إلى استنزاف مخزونه المتاح بسرعة.[42] قد يكون استبدال الديسپروسيوم مفيداً أيضاً في تطبيقات أخرى لأنه يحسن مقاومة المغناطيس للتآكل.[43]

الديسپروسيوم هو أحد مكونات الترفنول-دي، إلى جانب الحديد والتربيوم. يتمتع الترفنول-دي بأعلى التقبض المغناطيسي، في درجة حرارة في الغرفة، من أي مادة معروفة،[44] والذي يُستخدم في المبدلات، الرنانات الميكانيكية عريضة النطاق،[45] وحاقنات الوقود السائل عالية الدقة.[46]

يستخدم الديسپروسيوم في مقاييس الجرعات لقياس الإشعاع المؤين.[47] بلورات كبريتات الكالسيوم أو فلوريد الكالسيوم المشوبة بالديسپروسيوم. عندما تتعرض هذه البلورات إلى الإشعاع، تصبح ذرات الديسپروسيوم مثارة ومتألقة. يمكن قياس التألق لتحديد درجة التعرض التي تعرض لها مقياس الجرعات.[5] تتمتع الألياف النانوية لمركبات الديسپروسيوم بقوة عالية ومساحة سطحية كبيرة. ولذلك، يمكن استخدامها لتعزيز المواد الأخرى وتكون بمثابة عامل محفز. يمكن إنتاج ألياف فلوريد أكسيد الديسپروسيوم عن طريق تسخين محلول مائي من DyBr3 وNaF إلى 450°س عند 450 بار لمدة 17 ساعة. هذه المادة قوية بشكل ملحوظ، حيث تبقى لأكثر من 100 ساعة في المحاليل المائية المختلفة عند درجات حرارة تتجاوز 400°س دون أن تعاود الذوبان أو التجميع.[48][49][50] بالإضافة إلى ذلك، أُستخدم الديسپروسيوم لإنشاء الصلب الفائق ثنائي الأبعاد في بيئة المعمل. من المتوقع أن تظهر المواد الصلبة الفائقة خصائص غير عادية، بما في ذلك ميوعة فائقة.[51]

يُستخدم يوديد وبروميد الديسپروسيوم في مصابيح الهاليد-فلز عالية الكثافة. تنفصل هذه المركبات بالقرب من المركز الساخن للمصباح، وتطلق ذرات الديسپروسيوم المعزولة. يقوم الأخير بإعادة بعث الضوء في الجزء الأخضر والأحمر من الطيف، وبالتالي ينتج ضوءاً ساطعاً بشكل فعال.[5][52] تُستخدم العديد من أملاح الديسپروسيوم البلورية المغناطيسية المسيارة (گارنت الديسپروسيوم-الگاليوم، DGG؛ گارنت الألومنيوم-الديسپروسيوم، DAG؛ گارنت الحديد-الديسپروسيوم ، DyIG) في ثلاجات إزالة المغناطيسية الكظومية.[53][54]

دُرس أيون الديسپروسيوم ثلاثي التكافؤ (Dy3+) نظراً لخصائصه الضوئية التي تُسبب انزياحًا نحو الأطوال الموجية الأقصر. يؤدي إثارة گارنت الإتريوم-الألومنيوم المشوب بالديسپروسيوم (Dy:YAG) في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف الكهرومغناطيسي إلى انبعاث فوتونات ذات أطوال موجية أطول في منطقة الضوء المرئي. تُشكل هذه الفكرة أساساً لجيل جديد من الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض التي تعمل بالأشعة فوق البنفسجية.[55]

بُردت النظائر المستقرة للديسپروسيوم بالليزر وحصرها في المصائد البصرية-المغناطيسية[56] لتجارب فيزياء الكم. أُنشئ أول غازات بوز وفرمي المحُللة كمياً لإحدى اللانثانيدات ذات الغلاف المفتوح باستخدام الديسپروسيوم.[57][58] نظراً لأن الديسپروسيوم شديد المغناطيسية - فهو في الواقع العنصر الفرميوني الأكثر مغناطيسية ويرتبط تقريباً بالتربيوم لمعظم الذرات البوزونية المغناطيسية[59]—تعمل هذه الغازات كأساس للمحاكاة الكمومية مع ذرات ثنائية القطب بقوة.[60]

نظراً لخصائصها المغناطيسية القوية، تُستخدم سبائك الديسپروسيوم في نظام الملاحة الصوتية والمدى في الصناعة البحرية (السونار).[61][62] يمكن أن يؤدي إدراج سبائك الديسپروسيوم في تصميم سونار المبدلات وأجهزة الاستقبال إلى تحسين الحساسية والدقة من خلال توفير مجالات مغناطيسية أكثر استقراراً وكفاءة.[63]

المحاذير

مثل العديد من المساحيق، قد يشكل مسحوق الديسپروسيوم خطر الانفجار عند خلطه بالهواء وعند وجود مصدر اشتعال. يمكن أيضاً إشعال الرقائق الرقيقة من المادة بالشرر أو بواسطة الكهرباء الساكنة. لا يمكن إطفاء حرائق الديسپروسيوم بالماء. يمكن أن يتفاعل مع الماء لينتج غاز الهيدروجين القابل للاشتعال.[64] يمكن إطفاء حرائق كلوريد الديسپروسيوم بالماء.[65] أما فلوريد الديسپروسيوم وأكسيد الديسپروسيوم فهما مركبان غير قابلان للاشتعال.[66][67] نترات الديسپروسيوم، Dy(NO3)3، هي عامل مؤكسد قوي ويشتعل بسهولة عند ملامسته للمواد العضوية.[6]

أملاح الديسپروسيوم القابلة للذوبان، مثل كلوريد الديسپروسيوم ونترات الديسپروسيوم تكون سامة بشكل معتدل عند تناولها. استناداً إلى سمية كلوريد الديسپروسيوم على الفئران، تشير التقديرات إلى أن تناول 500 جرام أو أكثر يمكن أن يكون مميتاً للبشر (راجع الجرعة المميتة من 300 جرام من ملح الطعام العادي لإنسان يزن 100 كجم). الأملاح الغير قابلة للذوبان غير سامة.[5]

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  2. ^ أ ب ت ث Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements. Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  3. ^ "Navigating the Dysprosium Market". SFA Oxford. Retrieved 24 April 2025.
  4. ^ أ ب Lide, David R., ed. (2007–2008). "Dysprosium". CRC Handbook of Chemistry and Physics. Vol. 4. New York: CRC Press. p. 11. ISBN 978-0-8493-0488-0.
  5. ^ أ ب ت ث ج ح Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. pp. 129–132. ISBN 978-0-19-850341-5.
  6. ^ أ ب ت Krebs, Robert E. (1998). "Dysprosium". The History and Use of our Earth's Chemical Elements. Greenwood Press. pp. 234–235. ISBN 978-0-313-30123-0.
  7. ^ Jackson, Mike (2000). "Wherefore Gadolinium? Magnetism of the Rare Earths" (PDF). IRM Quarterly. 10 (3): 6. Archived from the original (PDF) on 2017-07-12. Retrieved 2009-05-03.
  8. ^ Junyang Jin, Yaru Ni, Wenjuan Huang, Chunhua Lu, Zhongzi Xu (March 2013). "Controlled synthesis and characterization of large-scale, uniform sheet-shaped dysprosium hydroxide nanosquares by hydrothermal method". Journal of Alloys and Compounds. 553: 333–337. doi:10.1016/j.jallcom.2012.11.068. ISSN 0925-8388. Retrieved 2018-06-13.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  9. ^ "Chemical reactions of Dysprosium". Webelements. Retrieved 2012-08-16.
  10. ^ أ ب Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. pp. 289–290. ISBN 978-0-07-049439-8. Retrieved 2009-06-06.
  11. ^ أ ب ت Heiserman, David L. (1992). Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. pp. 236–238. ISBN 978-0-8306-3018-9.
  12. ^ Perry, D. L. (1995). Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press. pp. 152–154. ISBN 978-0-8493-8671-8.
  13. ^ Jantsch, G.; Ohl, A. (1911). "Zur Kenntnis der Verbindungen des Dysprosiums". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 44 (2): 1274–1280. doi:10.1002/cber.19110440215.
  14. ^ Vallina, B., Rodriguez-Blanco, J.D., Brown, A.P., Blanco, J.A. and Benning, L.G. (2013). "Amorphous dysprosium carbonate: characterization, stability and crystallization pathways". Journal of Nanoparticle Research. 15 (2): 1438. Bibcode:2013JNR....15.1438V. CiteSeerX 10.1.1.705.3019. doi:10.1007/s11051-013-1438-3. S2CID 95924050.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  15. ^ Okamoto, H. (2005-04-01). "Dy-Sn (Dysprosium-Tin)". Journal of Phase Equilibria & Diffusion (in الإنجليزية). 26 (2): 200–202. doi:10.1361/15477030523247.
  16. ^ Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
  17. ^ DeKosky, Robert K. (1973). "Spectroscopy and the Elements in the Late Nineteenth Century: The Work of Sir William Crookes". The British Journal for the History of Science. 6 (4): 400–423. doi:10.1017/S0007087400012553. JSTOR 4025503. S2CID 146534210.
  18. ^ de Boisbaudran, Paul Émile Lecoq (1886). "L'holmine (ou terre X de M Soret) contient au moins deux radicaux métallique (Holminia contains at least two metal)". Comptes Rendus (in الفرنسية). 143: 1003–1006.
  19. ^ Weeks, Mary Elvira (1956). The discovery of the elements (6th ed.). Easton, PA: Journal of Chemical Education.
  20. ^ Overland, Indra (2019-03-01). "The geopolitics of renewable energy: Debunking four emerging myths". Energy Research & Social Science. 49: 36–40. Bibcode:2019ERSS...49...36O. doi:10.1016/j.erss.2018.10.018. hdl:11250/2579292. ISSN 2214-6296.
  21. ^ Klinger, Julie Michelle (2017). Rare earth frontiers: from terrestrial subsoils to lunar landscapes. Ithaca, NY: Cornell University Press. ISBN 978-1-5017-1460-3. JSTOR 10.7591/j.ctt1w0dd6d.
  22. ^ Lu, Mingwu; Burdick, Nathaniel Q.; Youn, Seo Ho; Lev, Benjamin L. (October 2011). "Strongly Dipolar Bose-Einstein Condensate of Dysprosium". Physical Review Letters (in الإنجليزية). 107 (19) 190401. arXiv:1108.5993. Bibcode:2011PhRvL.107s0401L. doi:10.1103/PhysRevLett.107.190401. PMID 22181585.
  23. ^ Norcia, Matthew A.; Politi, Claudia; Klaus, Lauritz; Poli, Elena; Sohmen, Maximilian; Mark, Manfred J.; Bisset, Russell N.; Santos, Luis; Ferlaino, Francesca (August 2021). "Two-dimensional supersolidity in a dipolar quantum gas". Nature (in الإنجليزية). 596 (7872): 357–361. arXiv:2102.05555. Bibcode:2021Natur.596..357N. doi:10.1038/s41586-021-03725-7. ISSN 1476-4687. PMID 34408330. S2CID 231861397.
  24. ^ Hudson Institute of Mineralogy (1993–2018). "Mindat.org". www.mindat.org. Retrieved 14 January 2018.
  25. ^ Naumov, A. V. (2008). "Review of the World Market of Rare-Earth Metals". Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 49 (1): 14–22. doi:10.1007/s11981-008-1004-6. S2CID 135730387.
  26. ^ Gupta, C. K.; Krishnamurthy N. (2005). Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Press. ISBN 978-0-415-33340-5.
  27. ^ "Raw Materials Profiles - Dysprosium". 2021. Retrieved 2025-02-05.
  28. ^ Bradsher, Keith (December 29, 2010). "In China, Illegal Rare Earth Mines Face Crackdown". The New York Times.
  29. ^ Rare Earths archive. United States Geological Survey. January 2016
  30. ^ "Dysprosium Oxide Price, USD/kg". Shanghai Metal Market. Retrieved 6 April 2025.
  31. ^ Bradsher, Keith (December 25, 2009). "Earth-Friendly Elements, Mined Destructively". The New York Times.
  32. ^ Major, Tom (30 November 2018). "Rare earth mineral discovery set to make Australia a major player in electric vehicle supply chain". ABC News. Australian Broadcasting Corporation. Retrieved 30 November 2018.
  33. ^ Brann, Matt (November 27, 2011). "Halls Creek turning into a hub for rare earths".
  34. ^ New Scientist, 18 June 2011, p. 40
  35. ^ Jasper, Clint (2015-09-22) Staring down a multitude of challenges, these Australian rare earth miners are confident they can break into the market. abc.net.au
  36. ^ "Rare earth elements have rapidly moved to the forefront of the energy and economic policy agenda". وكالة الطاقة الدولية. 2026-01-01. Retrieved 2026-07-20.
  37. ^ Amit, Sinha; Sharma, Beant Prakash (2005). "Development of Dysprosium Titanate Based Ceramics". Journal of the American Ceramic Society. 88 (4): 1064–1066. doi:10.1111/j.1551-2916.2005.00211.x.
  38. ^ Lagowski, J. J., ed. (2004). Chemistry Foundations and Applications. Vol. 2. Thomson Gale. pp. 267–268. ISBN 978-0-02-865724-0.
  39. ^ McLain, Sean (27 April 2025). "Dyspro-what? Why an Obscure Element Has the EV Industry in a Panic". WSJ.
  40. ^ Bourzac, Katherine (19 April 2011). "The Rare Earth Crisis". MIT Technology Review. Retrieved 18 June 2016.
  41. ^ Shi, Fang, X.; Shi, Y.; Jiles, D. C. (1998). "Modeling of magnetic properties of heat treated Dy-doped NdFeB particles bonded in isotropic and anisotropic arrangements". IEEE Transactions on Magnetics (Submitted manuscript). 34 (4): 1291–1293. Bibcode:1998ITM....34.1291F. doi:10.1109/20.706525.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  42. ^ Campbell, Peter (February 2008). "Supply and Demand, Part 2". Princeton Electro-Technology, Inc. Archived from the original on June 4, 2008. Retrieved 2008-11-09.
  43. ^ Yu, L. Q.; Wen, Y.; Yan, M. (2004). "Effects of Dy and Nb on the magnetic properties and corrosion resistance of sintered NdFeB". Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 283 (2–3): 353–356. Bibcode:2004JMMM..283..353Y. doi:10.1016/j.jmmm.2004.06.006.
  44. ^ "What is Terfenol-D?". ETREMA Products, Inc. 2003. Archived from the original on 2015-05-10. Retrieved 2008-11-06.{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  45. ^ Kellogg, Rick; Flatau, Alison (May 2004). "Wide Band Tunable Mechanical Resonator Employing the ΔE Effect of Terfenol-D". Journal of Intelligent Material Systems & Structures. 15 (5): 355–368. doi:10.1177/1045389X04040649. S2CID 110609960.
  46. ^ Leavitt, Wendy (February 2000). "Take Terfenol-D and call me". Fleet Owner. 95 (2): 97. Retrieved 2008-11-06.
  47. ^ Loewen, Eric. "Dysprosium: Properties and Applications". Standford Advanced Materials. Retrieved Sep 15, 2024.
  48. ^ "Supercritical Water Oxidation/Synthesis". Pacific Northwest National Laboratory. Archived from the original on 2008-04-20. Retrieved 2009-06-06.
  49. ^ "Rare Earth Oxide Fluoride: Ceramic Nano-particles via a Hydrothermal Method". Pacific Northwest National Laboratory. Archived from the original on 2010-05-27. Retrieved 2009-06-06.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  50. ^ Hoffman, M. M.; Young, J. S.; Fulton, J. L. (2000). "Unusual dysprosium ceramic nano-fiber growth in a supercritical aqueous solution". J. Mater. Sci. 35 (16): 4177. Bibcode:2000JMatS..35.4177H. doi:10.1023/A:1004875413406. S2CID 55710942.
  51. ^ "Physicists give weird new phase of matter an extra dimension". Live Science. 18 August 2021. Retrieved 18 August 2021.
  52. ^ Gray, Theodore (2009). The Elements. Black Dog and Leventhal Publishers. pp. 152–153. ISBN 978-1-57912-814-2.
  53. ^ Milward, Steve et al. (2004). "Design, Manufacture and Test of an Adiabatic Demagnetization Refrigerator Magnet for use in Space". Archived 2013-10-04 at the Wayback Machine. University College London.
  54. ^ Hepburn, Ian. "Adiabatic Demagnetization Refrigerator: A Practical Point of View". Archived 2013-10-04 at the Wayback Machine. Cryogenic Physics Group, Mullard Space Science Laboratory, University College London.
  55. ^ Carreira, J. F. C. (2017). "YAG:Dy – Based single white light emitting phosphor produced by solution combustion synthesis". Journal of Luminescence. 183: 251–258. Bibcode:2017JLum..183..251C. doi:10.1016/j.jlumin.2016.11.017.
  56. ^ Lu, M.; Youn, S.-H.; Lev, B. (2010). "Trapping Ultracold Dysprosium: A Highly Magnetic Gas for Dipolar Physics". Physical Review Letters. 104 (6) 063001. arXiv:0912.0050. Bibcode:2010PhRvL.104f3001L. doi:10.1103/physrevlett.104.063001. PMID 20366817. S2CID 7614035.
  57. ^ Lu, M.; Burdick, N.; Youn, S.-H.; Lev, B. (2011). "Strongly Dipolar Bose–Einstein Condensate of Dysprosium". Physical Review Letters. 107 (19) 190401. arXiv:1108.5993. Bibcode:2011PhRvL.107s0401L. doi:10.1103/physrevlett.107.190401. PMID 22181585. S2CID 21945255.
  58. ^ Lu, M.; Burdick, N.; Lev, B. (2012). "Quantum Degenerate Dipolar Fermi Gas". Physical Review Letters. 108 (21) 215301. arXiv:1202.4444. Bibcode:2012PhRvL.108u5301L. doi:10.1103/physrevlett.108.215301. PMID 23003275. S2CID 15650840.
  59. ^ Martin, W C; Zalubas, R; Hagan, L (January 1978). "Atomic energy levels - the rare earth elements". OSTI.GOV. OSTI 6507735. Retrieved 2023-03-11.
  60. ^ Chomaz, L.; Ferrier-Barbut, I.; Ferlaino, F.; Laburthe-Tolra, B.; Lev, B.; Pfau, T. (2022). "Dipolar physics: a review of experiments with magnetic quantum gases". Rep. Prog. Phys. 86 (2): 026401. arXiv:2201.02672. doi:10.1088/1361-6633/aca814. PMID 36583342. S2CID 245837061.
  61. ^ Lowen, Eric. "What Are the Lanthanide Series?". Stanford Advanced Materials. Retrieved Aug 2, 2024.
  62. ^ United States. Congress. Senate. Committee on Appropriations (1998). Department of Defense Appropriation Bill, 1999. U.S. Government Publishing Office. p. 111. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://books.google.com/books?id=Xf3KgwmoXbwC&q=Department+of+Defense+Appropriation+Bill,+1999. Retrieved on Aug 2, 2024. 
  63. ^ Charles Sherman, John Butler (2007). "Chapter 2 - Electroacoustic Transduction". Transducers and Arrays for Underwater Sound. Springer New York. p. 46. ISBN 978-0-387-33139-3.
  64. ^ Dierks, Steve (January 2003). "Dysprosium". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-10-20.
  65. ^ Dierks, Steve (January 1995). "Dysprosium Chloride". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  66. ^ Dierks, Steve (December 1995). "Dysprosium Fluoride". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  67. ^ Dierks, Steve (November 1988). "Dysprosium Oxide". Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. Archived from the original on 2015-09-22. Retrieved 2008-11-07.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=ديسپروسيوم&oldid=4350483"