fbpx
维基百科

镝

一月 13, 2023

鏑（拼音：dī，注音：ㄉㄧ；英語：Dysprosium），是一種化學元素，其化學符號为Dy，原子序數为66，原子量為162.500 u属于镧系元素，也是稀土元素之一。鏑的外觀具銀色金屬光澤。鏑在大自然中不以單質出現，而是包含在多種礦物之中，例如磷釔礦等。自然形成的鏑由7種同位素組成，其中豐度最高的是164Dy。

鏑   66Dy
氫（非金屬） 氦（惰性氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（惰性氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（惰性氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（惰性氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鎝（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（惰性氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鎦（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砈（類金屬） 氡（惰性氣體）
鍅（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 錼（錒系元素） 鈽（錒系元素） 鋂（錒系元素） 鋦（錒系元素） 鉳（錒系元素） 鉲（錒系元素） 鑀（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為惰性氣體）
－
↑
鏑
↓
鉲
鋱 ← 鏑 → 鈥
外觀
銀白色
概況
名稱·符號·序數鏑（Dysprosium）·Dy·66
元素類別鑭系元素
族·週期·區不適用 ·6·f
標準原子質量162.500
电子排布[氙] 4f10 6s2
2, 8, 18, 28, 8, 2
歷史
發現保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭（1886年）
物理性質
物態固體
密度（接近室温）
8.540 g·cm−3
熔点時液體密度8.37 g·cm−3
熔点1680 K，1407 °C，2565 °F
沸點2840 K，2562 °C，4653 °F
熔化热11.06 kJ·mol−1
汽化热280 kJ·mol−1
比熱容27.7 J·mol−1·K−1
蒸氣壓
壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 1378 1523 (1704) (1954) (2304) (2831)
原子性質
氧化态3, 2, 1
（弱鹼性氧化物）
电负性1.22（鲍林标度）
电离能第一：573.0 kJ·mol−1

第二：1130 kJ·mol−1

第三：2200 kJ·mol−1
原子半径178 pm
共价半径192±7 pm
雜項
晶体结构六方密堆積
磁序300 K時順磁性
电阻率（室溫）（α型多晶）926 n Ω·m
熱導率10.7 W·m−1·K−1
热膨胀系数（室溫）（α型多晶）9.9 µm/(m·K)
聲速（細棒）（20 °C）2710 m·s−1
杨氏模量（α型）61.4 GPa
剪切模量（α型）24.7 GPa
体积模量（α型）40.5 GPa
泊松比（α型）0.247
維氏硬度540 MPa
布氏硬度500 MPa
CAS号7429-91-6
最穩定同位素
主条目：鏑的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰變
方式 能量（MeV） 產物
154Dy 人造 3.0×106年 α 2.947 150Gd
156Dy 0.06% >1×1018年 α 1.7579 152Gd
β+β+ 2.0108 156Gd
158Dy 0.10% 穩定，帶92個中子
160Dy 2.34% 穩定，帶94個中子
161Dy 18.91% 穩定，帶95個中子
162Dy 25.51% 穩定，帶96個中子
163Dy 24.90% 穩定，帶97個中子
164Dy 28.18% 穩定，帶98個中子

1886年保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭首次辨認出鏑元素，但要直到1950年代離子交換技術的發展後，才有純態的鏑金屬被分離出來。由於其熱中子吸收截面很高，所以在核反應爐中被用作控制棒；其磁化率亦很高，所以可用於數據儲存技術上，以及做Terfenol-D材料的成份。可溶鏑鹽具有微毒性，不可溶鏑鹽則無毒。

性質

物理性質

 
鏑金屬樣本

鏑是一種稀土元素，呈亮銀色金屬光澤。鏑金屬質軟，可以用小刀切割。在沒有過熱的情況下，其加工過程不會產生火花。就算是少量的雜質也會大大改變鏑的物理性質。[1]

鏑和鈥擁有所有元素中最高的磁強度，[2]這在低溫狀態下更為顯著。[3]鏑在85 K（−188.2 °C）以下具有簡單的鐵磁序，但在這一溫度以上會轉變為一種螺旋形反鐵磁狀態，其中特定基面上所有原子的磁矩都互相平行，並相對相鄰平面的磁矩有固定的角度。這種奇特的反鐵磁性在溫度達到179 K（−94 °C）時再轉變為無序順磁態。[4]

化學性質

鏑金屬在空氣中緩慢氧化並失去光澤，其燃燒反應會產生氧化鏑：

4 Dy + 3 O2 → 2 Dy2O3

鏑的電正性較高，它會在冷水中慢速進行反應，在熱水中快速反應，並產生氫氧化鏑：

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

在200 °C以上，鏑金屬會和所有鹵素反應：

2 Dy (s) + 3 F2 (g) → 2 DyF3 (s)（綠色）
2 Dy (s) + 3 Cl2 (g) → 2 DyCl3 (s)（白色）
2 Dy (s) + 3 Br2 (g) → 2 DyBr3 (s)（白色）
2 Dy (s) + 3 I2 (g) → 2 DyI3 (s)（綠色）

鏑會在稀硫酸中迅速溶解，形成含有鏑(III)離子的黃色溶液。這些離子以[Dy(OH2)9]3+配合物的形式存在：[5]

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

反應的產物硫酸鏑(III)有明顯的順磁性。

化合物

 
硫酸鏑，Dy2(SO4)3
参见：分類:鏑化合物

鏑的鹵化物，如DyF3和DyBr3，一般呈黃色。氧化鏑是一種黃色粉末，有強大的磁性，其磁性比氧化鐵還要強。[3]

鏑在高溫下可以和各種非金屬形成二元化合物，其氧化態可以是+3或+2。這包括DyN、DyP、DyH2和DyH3；DyS、DyS2、Dy2S3和Dy5S7；DyB2、DyB4、DyB6和DyB12；以及Dy3C和Dy2C3。[6]

碳酸鏑（Dy2(CO3)3）和硫酸鏑（Dy2(SO4)3）可以經過相似的化學反應製成。[7]大部份鏑化合物都溶於水，但四水合碳酸鏑（Dy2(CO3)3·4H2O）和十水合草酸鏑（Dy2(C2O4)3·10H2O）都不溶於水。[8][9]

同位素

主条目：鏑的同位素

自然形成的鏑由7種同位素組成：156Dy、158Dy和160Dy至164Dy，其中156Dy會進行α衰變，半衰期超過1×1018年，所以通常和其他6種同歸為穩定同位素。自然同位素中豐度最高的是比例為28%的164Dy，緊接著的是比例為26%的162Dy。豐度最低的是比例為0.06%的156Dy。[10]

通過人工合成，科學家共發現了29種放射性同位素，其原子量在138和173之間。最穩定的是154Dy，其半衰期約為3×106年；接著是半衰期為144.4天的159Dy。最不穩定的是138Dy，其半衰期只有200毫秒。比穩定同位素輕的同位素主要進行β+衰變；除個別特例之外，更重的同位素主要進行β−衰變。154Dy主要進行α衰變，152Dy和159Dy則主要進行電子捕獲。[10]鏑擁有至少11種同核異構體（亞穩態），原子量在140和165之間。最穩定的是165mDy，其半衰期為1.257分鐘。149Dy有兩種亞穩態，第二種（149m2Dy）的半衰期只有28納秒。[10]

164Dy是理論上最重的穩定同位素，任何更重的核素，理論上都會有α衰變，類似於鉍-209與鋨-186的情形。[原創研究？][來源請求][查证请求]

歷史

1878年，科學家發現鉺礦中也含有鈥和銩的氧化物。1886年，法國化學家保羅·埃米爾·勒科克·德布瓦博德蘭在巴黎研究氧化鈥時，成功地把氧化鏑從中分離出來。[11]他把樣本溶於酸中，再加入氨，將鏑以氫氧化物的形態沉澱出來。他在嘗試了30次以後，才成功分離出鏑。他依據希臘文「δυσπρόσιτος」（Dysprositos，意為「難以取得」）把該新元素命名為「Dysprosium」。不過，要直到1950年代美國愛荷華州立大學的弗蘭克·斯佩丁（Frank Spedding）發展了離子交換技術之後，才有純度較高的鏑被分離出來。[2]

存量

 
磷釔礦

鏑在自然界中不以單質出現，但存在於多種礦物之中，包括磷釔礦、褐釔鈮礦、硅鈹釔礦、黑稀金礦、復稀金礦、鈦鉭鈮鈾礦、獨居石和氟碳鈰礦等。它一般還和鉺和鈥等稀土元素一同出現。目前大部份的鏑都是在中國南部的離子吸附型稀土礦中開採而得。[12]西澳大利亞州的Halls Creek區域也將開採包括鏑在內的稀土元素。[13]在釔含量較高的礦物中，鏑是所有重鑭系元素中豐度最高的，佔濃縮物的7至8%（相比釔的65%）。[14][15]地球地殼中的鏑含量約為5.2 mg/kg，在海水中為0.9 ng/L。[6]

生產

鏑的生產主要來自開採由多種磷酸鹽混合組成的獨居石砂，是釔萃取過程的副產品之一。鏑的分離過程可以使用磁力或浮力方法移除其他金屬雜質，再經離子交換方法分離各種稀土金屬。所產生的鏑離子與氟或氯反應後分別形成氟化鏑（DyF3）或氯化鏑（DyCl3），再經鈣或鋰金屬還原：[7]

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

反應在鉭製坩堝、氦氣環境中進行。過程中產生的鹵化物和熔融鏑會因比重不同而自然分離。冷卻之後，可用刀把鏑從其他雜質分開。[7]

全球每年產出大約100噸鏑，[16]其中99%產自中國。[17]從2003年至2010年底，鏑的價格從每磅7美元飆升至每磅130美元，升幅近20倍。[17]根據美國能源部，鏑的現有及潛在用途廣泛，加上缺乏代替品，所以是目前最迫切需要潔淨能源技術的元素。保守估計，鏑在2015年前就會有短缺。[18]

應用

鏑與釩及其他元素一起，可用於激光材料和商業照明應用上。由於鏑的熱中子吸收截面很高，所以氧化鏑-鎳金屬陶瓷（英语：Cermet）是一種核反應爐控制棒材料。[2][19]鏑-鎘氧族元素化合物是紅外線輻射源，能用於研究化學反應。[1]鏑及其化合物有很強的磁性，所以在硬盤等數據儲存裝置中都有用到。[20]

釹-鐵-硼磁鐵中釹部分可以替換為鏑，[21]以提高矯頑力，从而改善磁铁的耐热性能，用於電動汽車驅動馬達等性能要求較高的應用上。用了這種磁鐵的汽車每輛可含高達100克的鏑。根據豐田汽車每年200萬輛車的預計銷售量，很快就會耗盡全球鏑金屬的供應。[22]替換成鏑的磁鐵還具有較高的抗腐蝕性。[23]

鏑、鐵和鋱是Terfenol-D材料的組成元素。Terfenol-D是常溫下磁致伸縮性最強的已知物料。[24]這種性質可用於換能器、寬頻機械共鳴管[25]和高精度液態燃料噴射器。[26]

鏑被用於劑量計（英语：Dosimeter）中，測量致電離輻射量。當摻有鏑的硫化鈣或氟化鈣受輻射照射時，鏑原子會進入激發態並發光。通過測量發光強度可以推算出輻射劑量。[2]

鏑化合物納米纖維具有高強度、高表面積，所以可以用來加強其他材料或作催化劑。在450巴壓力下對DyBr3和NaF的水溶液加熱17小時至450 °C，可以製成氟氧化鏑纖維。這種材料在超過400 °C高溫下，可以在各種水溶液中存留超過100小時而不會溶解或集聚。[27][28][29]

一些高強度金屬鹵化物燈用到碘化鏑和溴化鏑。這些化合物在燈的中心高溫處分解，釋放出遊離鏑原子。這些原子會發出綠光和紅光。[2][30]

隔熱退磁冰箱用到某些順磁性鏑鹽晶體，包括鏑鎵石榴石（DGG）、鏑鋁石榴石（DAG）和鏑鐵石榴石（DyIG）等。[31][32]

安全

鏑金屬粉末在空氣中如果在火源附近，會有爆炸的危險；其薄片也可以被火花和靜電點燃。鏑所引起的金屬火焰不能用水來澆熄，因為它會和水反應，產生易燃的氫氣。[33]氯化鏑火焰卻可以用水澆熄，[34]而氟化鏑和氧化鏑則不易燃。[35][36]硝酸鏑（Dy(NO3)3）屬於強氧化劑，在接觸到有機物質時可迅速起火。[3]

可溶鏑鹽，如氯化鏑和硝酸鏑等，在進食後具微毒性；不可溶鹽則無毒。從老鼠對氯化鏑的毒性反應估算，人類在進食500克以上的鏑可以致命。[2]

參見

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Lide, David R. (编). Dysprosium. CRC Handbook of Chemistry and Physics 4. New York: CRC Press. 2007–2008: 11. ISBN 978-0-8493-0488-0. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Emsley, John. Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. 2001: 129–132. ISBN 0-19-850341-5. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Krebs, Robert E. Dysprosium. The History and Use of our Earth's Chemical Elements. Greenwood Press. 1998: 234–235. ISBN 0-313-30123-9. 
  4. ^ Jackson, Mike. (PDF). IRM Quarterly (Institute for Rock Magnetism). 2000, 10 (3): 6 [2014-06-05]. （原始内容 (PDF)存档于2017-07-12）. 
  5. ^ . Webelements. [2012-08-16]. （原始内容存档于2021-01-16）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Patnaik, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemical Compounds. McGraw-Hill. 2003: 289–290 [2009-06-06]. ISBN 0-07-049439-8. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Heiserman, David L. Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. 1992: 236–238. ISBN 0-8306-3018-X. 
  8. ^ Perry, D. L. Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press. 1995: 152–154. ISBN 0-8493-8671-3. 
  9. ^ Jantsch, G.; Ohl, A. Zur Kenntnis der Verbindungen des Dysprosiums. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1911, 44 (2): 1274–1280. doi:10.1002/cber.19110440215. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 Audi, G.; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. Nubase2003 Evaluation of Nuclear and Decay Properties. Nuclear Physics A (Atomic Mass Data Center). 2003, 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  11. ^ Paul Émile Lecoq de Boisbaudran. . Comptes Rendus. 1886, 143: 1003–1006 [2014-06-05]. （原始内容存档于2021-03-20） （法语）. 
  12. ^ Bradsher, Keith. . The New York Times. December 25, 2009 [2014-06-05]. （原始内容存档于2021-05-09）. 
  13. ^ Brann, Matt. . 2011-11-27 [2014-06-05]. （原始内容存档于2013-05-19）. 
  14. ^ Naumov, A. V. . Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2008, 49 (1): 14–22 [2014-06-05]. doi:10.1007/s11981-008-1004-6. （原始内容存档于2019-07-01）. 
  15. ^ Gupta, C. K.; Krishnamurthy N. Extractive Metallurgy of Rare Earths. CRC Press. 2005. ISBN 978-0-415-33340-5. 
  16. ^ . Lenntech Water treatment & air purification Holding B.V. 2008 [2009-06-02]. （原始内容存档于2009-09-04）. 
  17. ^ 17.0 17.1 Bradsher, Keith. . The New York Times. December 29, 2010 [2014-06-05]. （原始内容存档于2021-01-16）. 
  18. ^ New Scientist, 18 June 2011, p. 40
  19. ^ Amit, Sinha; Sharma, Beant Prakash. Development of Dysprosium Titanate Based Ceramics. Journal of the American Ceramic Society. 2005, 88 (4): 1064–1066. doi:10.1111/j.1551-2916.2005.00211.x. 
  20. ^ Lagowski, J. J. (编). Chemistry Foundations and Applications 2. Thomson Gale. 2004: 267–268. ISBN 0-02-865724-1. 
  21. ^ Shi, Fang, X.; Shi, Y.; Jiles, D.C. Modeling of magnetic properties of heat treated Dy-doped NdFeBparticles bonded in isotropic and anisotropic arrangements. IEEE Transactions on Magnetics. 1998, 34 (4): 1291–1293. Bibcode:1998ITM....34.1291F. doi:10.1109/20.706525. 
  22. ^ Campbell, Peter. . Princeton Electro-Technology, Inc. February 2008 [2008-11-09]. （原始内容存档于2008-06-04）. 
  23. ^ Yu, L. Q.; Wen, Y; Yan, M. Effects of Dy and Nb on the magnetic properties and corrosion resistance of sintered NdFeB. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2004, 283 (2–3): 353–356. Bibcode:2004JMMM..283..353Y. doi:10.1016/j.jmmm.2004.06.006. 
  24. ^ . ETREMA Products, Inc. 2003 [2008-11-06]. （原始内容存档于2015-05-10）. 
  25. ^ Kellogg, Rick; Flatau, Alison. Wide Band Tunable Mechanical Resonator Employing the ΔE Effect of Terfenol-D. Journal of Intelligent Material Systems & Structures (Sage Publications, Ltd). May 2004, 15 (5): 355–368. doi:10.1177/1045389X04040649. 
  26. ^ Leavitt, Wendy. Take Terfenol-D and call me. Fleet Owner (RODI Power Systems Inc). February 2000, 95 (2): 97 [2008-11-06]. [失效連結]
  27. ^ . Pacific Northwest National Laboratory. [2009-06-06]. （原始内容存档于2008-04-20）. 
  28. ^ Rare Earth Oxide Fluoride: Ceramic Nano-particles via a Hydrothermal Method. Pacific Northwest National Laboratory. [2009-06-06]. （原始内容于2010-05-27）. 
  29. ^ M.M. Hoffman, J.S. Young, J.L. Fulton. Unusual dysprosium ceramic nano-fiber growth in a supercritical aqueous solution. J Mat. Sci. 2000, 35 (16): 4177. Bibcode:2000JMatS..35.4177H. doi:10.1023/A:1004875413406. 
  30. ^ Theodore Gray. The Elements. Black Dog and Leventhal Publishers. 2009: 152–153. ISBN 978-1-57912-814-2. 
  31. ^ Steve Milward, Stephen Harrison, Robin Stafford Allen, Ian Hepburn, and Christine Brockley-Blatt (2004). "Design, Manufacture and Test of an Adiabatic Demagnetization Refrigerator Magnet for use in Space" http://www.ucl.ac.uk/mssl/cryogenics/documents/5LH01.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  32. ^ Ian Hepburn. "Adiabatic Demagnetization Refrigerator: A Practical Point of View" 30. http://www.ucl.ac.uk/mssl/cryogenics/documents/ADR_presentation__Compatibility_Mode_.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  33. ^ Dierks, Steve. Dysprosium. Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. January 2003 [2008-10-20]. （原始内容于2015-09-22）. 
  34. ^ Dierks, Steve. . Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. January 1995 [2008-11-07]. （原始内容存档于2015-09-22）. 
  35. ^ Dierks, Steve. . Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. December 1995 [2008-11-07]. （原始内容存档于2015-09-22）. 
  36. ^ Dierks, Steve. . Material Safety Data Sheets. Electronic Space Products International. November 1988 [2008-11-07]. （原始内容存档于2015-09-22）. 

外部連結

维基共享资源中相关的多媒体资源：镝
查看维基词典中的词条「dysprosium」。
  • 元素镝在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
  • EnvironmentalChemistry.com —— 镝（英文）
  • 元素镝在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
  • 元素镝在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
  • WebElements.com – 镝（英文）
  • It's Elemental – Dysprosium （页面存档备份，存于互联网档案馆）

一月 13, 2023
拼音, 注音, ㄉㄧ, 英語, dysprosium, 是一種化學元素, 其化學符號为dy, 原子序數为66, 原子量為7002162500000000000, 属于镧系元素, 也是稀土元素之一, 鏑的外觀具銀色金屬光澤, 鏑在大自然中不以單質出現, 而是包含在多種礦物之中, 例如磷釔礦等, 自然形成的鏑由7種同位素組成, 其中豐度最高的是164dy, 66dy氫, 非金屬, 惰性氣體, 鹼金屬, 鹼土金屬, 類金屬, 非金屬, 非金屬, 非金屬, 鹵素, 惰性氣體, 鹼金屬, 鹼土金屬, 貧金屬, 類金屬, 非金. 鏑 拼音 di 注音 ㄉㄧ 英語 Dysprosium 是一種化學元素 其化學符號为Dy 原子序數为66 原子量為7002162500000000000 162 500 u 属于镧系元素 也是稀土元素之一 鏑的外觀具銀色金屬光澤 鏑在大自然中不以單質出現 而是包含在多種礦物之中 例如磷釔礦等 自然形成的鏑由7種同位素組成 其中豐度最高的是164Dy 鏑 66Dy氫 非金屬 氦 惰性氣體 鋰 鹼金屬 鈹 鹼土金屬 硼 類金屬 碳 非金屬 氮 非金屬 氧 非金屬 氟 鹵素 氖 惰性氣體 鈉 鹼金屬 鎂 鹼土金屬 鋁 貧金屬 矽 類金屬 磷 非金屬 硫 非金屬 氯 鹵素 氬 惰性氣體 鉀 鹼金屬 鈣 鹼土金屬 鈧 過渡金屬 鈦 過渡金屬 釩 過渡金屬 鉻 過渡金屬 錳 過渡金屬 鐵 過渡金屬 鈷 過渡金屬 鎳 過渡金屬 銅 過渡金屬 鋅 過渡金屬 鎵 貧金屬 鍺 類金屬 砷 類金屬 硒 非金屬 溴 鹵素 氪 惰性氣體 銣 鹼金屬 鍶 鹼土金屬 釔 過渡金屬 鋯 過渡金屬 鈮 過渡金屬 鉬 過渡金屬 鎝 過渡金屬 釕 過渡金屬 銠 過渡金屬 鈀 過渡金屬 銀 過渡金屬 鎘 過渡金屬 銦 貧金屬 錫 貧金屬 銻 類金屬 碲 類金屬 碘 鹵素 氙 惰性氣體 銫 鹼金屬 鋇 鹼土金屬 鑭 鑭系元素 鈰 鑭系元素 鐠 鑭系元素 釹 鑭系元素 鉕 鑭系元素 釤 鑭系元素 銪 鑭系元素 釓 鑭系元素 鋱 鑭系元素 鏑 鑭系元素 鈥 鑭系元素 鉺 鑭系元素 銩 鑭系元素 鐿 鑭系元素 鎦 鑭系元素 鉿 過渡金屬 鉭 過渡金屬 鎢 過渡金屬 錸 過渡金屬 鋨 過渡金屬 銥 過渡金屬 鉑 過渡金屬 金 過渡金屬 汞 過渡金屬 鉈 貧金屬 鉛 貧金屬 鉍 貧金屬 釙 貧金屬 砈 類金屬 氡 惰性氣體 鍅 鹼金屬 鐳 鹼土金屬 錒 錒系元素 釷 錒系元素 鏷 錒系元素 鈾 錒系元素 錼 錒系元素 鈽 錒系元素 鋂 錒系元素 鋦 錒系元素 鉳 錒系元素 鉲 錒系元素 鑀 錒系元素 鐨 錒系元素 鍆 錒系元素 鍩 錒系元素 鐒 錒系元素 鑪 過渡金屬 𨧀 過渡金屬 𨭎 過渡金屬 𨨏 過渡金屬 𨭆 過渡金屬 䥑 預測為過渡金屬 鐽 預測為過渡金屬 錀 預測為過渡金屬 鎶 過渡金屬 鉨 預測為貧金屬 鈇 貧金屬 鏌 預測為貧金屬 鉝 預測為貧金屬 鿬 預測為鹵素 鿫 預測為惰性氣體 鏑 鉲鋱 鏑 鈥外觀銀白色概況名稱 符號 序數鏑 Dysprosium Dy 66元素類別鑭系元素族 週期 區不適用 6 f標準原子質量162 500电子排布 氙 4f10 6s22 8 18 28 8 2歷史發現保羅 埃米爾 勒科克 德布瓦博德蘭 1886年 物理性質物態固體密度 接近室温 8 540 g cm 3熔点時液體密度8 37 g cm 3熔点1680 K 1407 C 2565 F沸點2840 K 2562 C 4653 F熔化热11 06 kJ mol 1汽化热280 kJ mol 1比熱容27 7 J mol 1 K 1蒸氣壓壓 Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k溫 K 1378 1523 1704 1954 2304 2831 原子性質氧化态3 2 1 弱鹼性氧化物 电负性1 22 鲍林标度 电离能第一 573 0 kJ mol 1第二 1130 kJ mol 1 第三 2200 kJ mol 1原子半径178 pm共价半径192 7 pm雜項晶体结构六方密堆積磁序300 K時順磁性电阻率 室溫 a型多晶 926 n W m熱導率10 7 W m 1 K 1热膨胀系数 室溫 a型多晶 9 9 µm m K 聲速 細棒 20 C 2710 m s 1杨氏模量 a型 61 4 GPa剪切模量 a型 24 7 GPa体积模量 a型 40 5 GPa泊松比 a型 0 247維氏硬度540 MPa布氏硬度500 MPaCAS号7429 91 6最穩定同位素主条目 鏑的同位素同位素 丰度 半衰期 t1 2 衰變方式 能量 MeV 產物154Dy 人造 3 0 106年 a 2 947 150Gd156Dy 0 06 gt 1 1018年 a 1 7579 152Gdb b 2 0108 156Gd158Dy 0 10 穩定 帶92個中子160Dy 2 34 穩定 帶94個中子161Dy 18 91 穩定 帶95個中子162Dy 25 51 穩定 帶96個中子163Dy 24 90 穩定 帶97個中子164Dy 28 18 穩定 帶98個中子1886年保羅 埃米爾 勒科克 德布瓦博德蘭首次辨認出鏑元素 但要直到1950年代離子交換技術的發展後 才有純態的鏑金屬被分離出來 由於其熱中子吸收截面很高 所以在核反應爐中被用作控制棒 其磁化率亦很高 所以可用於數據儲存技術上 以及做Terfenol D材料的成份 可溶鏑鹽具有微毒性 不可溶鏑鹽則無毒 目录 1 性質 1 1 物理性質 1 2 化學性質 1 3 化合物 1 4 同位素 2 歷史 3 存量 4 生產 5 應用 6 安全 7 參見 8 參考資料 9 外部連結性質 编辑物理性質 编辑 鏑金屬樣本 鏑是一種稀土元素 呈亮銀色金屬光澤 鏑金屬質軟 可以用小刀切割 在沒有過熱的情況下 其加工過程不會產生火花 就算是少量的雜質也會大大改變鏑的物理性質 1 鏑和鈥擁有所有元素中最高的磁強度 2 這在低溫狀態下更為顯著 3 鏑在85 K 188 2 C 以下具有簡單的鐵磁序 但在這一溫度以上會轉變為一種螺旋形反鐵磁狀態 其中特定基面上所有原子的磁矩都互相平行 並相對相鄰平面的磁矩有固定的角度 這種奇特的反鐵磁性在溫度達到179 K 94 C 時再轉變為無序順磁態 4 化學性質 编辑 鏑金屬在空氣中緩慢氧化並失去光澤 其燃燒反應會產生氧化鏑 4 Dy 3 O2 2 Dy2O3鏑的電正性較高 它會在冷水中慢速進行反應 在熱水中快速反應 並產生氫氧化鏑 2 Dy s 6 H2O l 2 Dy OH 3 aq 3 H2 g 在200 C以上 鏑金屬會和所有鹵素反應 2 Dy s 3 F2 g 2 DyF3 s 綠色 2 Dy s 3 Cl2 g 2 DyCl3 s 白色 2 Dy s 3 Br2 g 2 DyBr3 s 白色 2 Dy s 3 I2 g 2 DyI3 s 綠色 鏑會在稀硫酸中迅速溶解 形成含有鏑 III 離子的黃色溶液 這些離子以 Dy OH2 9 3 配合物的形式存在 5 2 Dy s 3 H2SO4 aq 2 Dy3 aq 3 SO2 4 aq 3 H2 g 反應的產物硫酸鏑 III 有明顯的順磁性 化合物 编辑 硫酸鏑 Dy2 SO4 3 参见 分類 鏑化合物 鏑的鹵化物 如DyF3和DyBr3 一般呈黃色 氧化鏑是一種黃色粉末 有強大的磁性 其磁性比氧化鐵還要強 3 鏑在高溫下可以和各種非金屬形成二元化合物 其氧化態可以是 3或 2 這包括DyN DyP DyH2和DyH3 DyS DyS2 Dy2S3和Dy5S7 DyB2 DyB4 DyB6和DyB12 以及Dy3C和Dy2C3 6 碳酸鏑 Dy2 CO3 3 和硫酸鏑 Dy2 SO4 3 可以經過相似的化學反應製成 7 大部份鏑化合物都溶於水 但四水合碳酸鏑 Dy2 CO3 3 4H2O 和十水合草酸鏑 Dy2 C2O4 3 10H2O 都不溶於水 8 9 同位素 编辑 主条目 鏑的同位素 自然形成的鏑由7種同位素組成 156Dy 158Dy和160Dy至164Dy 其中156Dy會進行a衰變 半衰期超過1 1018年 所以通常和其他6種同歸為穩定同位素 自然同位素中豐度最高的是比例為28 的164Dy 緊接著的是比例為26 的162Dy 豐度最低的是比例為0 06 的156Dy 10 通過人工合成 科學家共發現了29種放射性同位素 其原子量在138和173之間 最穩定的是154Dy 其半衰期約為3 106年 接著是半衰期為144 4天的159Dy 最不穩定的是138Dy 其半衰期只有200毫秒 比穩定同位素輕的同位素主要進行b 衰變 除個別特例之外 更重的同位素主要進行b 衰變 154Dy主要進行a衰變 152Dy和159Dy則主要進行電子捕獲 10 鏑擁有至少11種同核異構體 亞穩態 原子量在140和165之間 最穩定的是165mDy 其半衰期為1 257分鐘 149Dy有兩種亞穩態 第二種 149m2Dy 的半衰期只有28納秒 10 164Dy是理論上最重的穩定同位素 任何更重的核素 理論上都會有a衰變 類似於鉍 209與鋨 186的情形 原創研究 來源請求 查证请求 歷史 编辑1878年 科學家發現鉺礦中也含有鈥和銩的氧化物 1886年 法國化學家保羅 埃米爾 勒科克 德布瓦博德蘭在巴黎研究氧化鈥時 成功地把氧化鏑從中分離出來 11 他把樣本溶於酸中 再加入氨 將鏑以氫氧化物的形態沉澱出來 他在嘗試了30次以後 才成功分離出鏑 他依據希臘文 dysprositos Dysprositos 意為 難以取得 把該新元素命名為 Dysprosium 不過 要直到1950年代美國愛荷華州立大學的弗蘭克 斯佩丁 Frank Spedding 發展了離子交換技術之後 才有純度較高的鏑被分離出來 2 存量 编辑 磷釔礦 鏑在自然界中不以單質出現 但存在於多種礦物之中 包括磷釔礦 褐釔鈮礦 硅鈹釔礦 黑稀金礦 復稀金礦 鈦鉭鈮鈾礦 獨居石和氟碳鈰礦等 它一般還和鉺和鈥等稀土元素一同出現 目前大部份的鏑都是在中國南部的離子吸附型稀土礦中開採而得 12 西澳大利亞州的Halls Creek區域也將開採包括鏑在內的稀土元素 13 在釔含量較高的礦物中 鏑是所有重鑭系元素中豐度最高的 佔濃縮物的7至8 相比釔的65 14 15 地球地殼中的鏑含量約為5 2 mg kg 在海水中為0 9 ng L 6 生產 编辑鏑的生產主要來自開採由多種磷酸鹽混合組成的獨居石砂 是釔萃取過程的副產品之一 鏑的分離過程可以使用磁力或浮力方法移除其他金屬雜質 再經離子交換方法分離各種稀土金屬 所產生的鏑離子與氟或氯反應後分別形成氟化鏑 DyF3 或氯化鏑 DyCl3 再經鈣或鋰金屬還原 7 3 Ca 2 DyF3 2 Dy 3 CaF2 3 Li DyCl3 Dy 3 LiCl反應在鉭製坩堝 氦氣環境中進行 過程中產生的鹵化物和熔融鏑會因比重不同而自然分離 冷卻之後 可用刀把鏑從其他雜質分開 7 全球每年產出大約100噸鏑 16 其中99 產自中國 17 從2003年至2010年底 鏑的價格從每磅7美元飆升至每磅130美元 升幅近20倍 17 根據美國能源部 鏑的現有及潛在用途廣泛 加上缺乏代替品 所以是目前最迫切需要潔淨能源技術的元素 保守估計 鏑在2015年前就會有短缺 18 應用 编辑鏑與釩及其他元素一起 可用於激光材料和商業照明應用上 由於鏑的熱中子吸收截面很高 所以氧化鏑 鎳金屬陶瓷 英语 Cermet 是一種核反應爐控制棒材料 2 19 鏑 鎘氧族元素化合物是紅外線輻射源 能用於研究化學反應 1 鏑及其化合物有很強的磁性 所以在硬盤等數據儲存裝置中都有用到 20 釹 鐵 硼磁鐵中釹部分可以替換為鏑 21 以提高矯頑力 从而改善磁铁的耐热性能 用於電動汽車驅動馬達等性能要求較高的應用上 用了這種磁鐵的汽車每輛可含高達100克的鏑 根據豐田汽車每年200萬輛車的預計銷售量 很快就會耗盡全球鏑金屬的供應 22 替換成鏑的磁鐵還具有較高的抗腐蝕性 23 鏑 鐵和鋱是Terfenol D材料的組成元素 Terfenol D是常溫下磁致伸縮性最強的已知物料 24 這種性質可用於換能器 寬頻機械共鳴管 25 和高精度液態燃料噴射器 26 鏑被用於劑量計 英语 Dosimeter 中 測量致電離輻射量 當摻有鏑的硫化鈣或氟化鈣受輻射照射時 鏑原子會進入激發態並發光 通過測量發光強度可以推算出輻射劑量 2 鏑化合物納米纖維具有高強度 高表面積 所以可以用來加強其他材料或作催化劑 在450巴壓力下對DyBr3和NaF的水溶液加熱17小時至450 C 可以製成氟氧化鏑纖維 這種材料在超過400 C高溫下 可以在各種水溶液中存留超過100小時而不會溶解或集聚 27 28 29 一些高強度金屬鹵化物燈用到碘化鏑和溴化鏑 這些化合物在燈的中心高溫處分解 釋放出遊離鏑原子 這些原子會發出綠光和紅光 2 30 隔熱退磁冰箱用到某些順磁性鏑鹽晶體 包括鏑鎵石榴石 DGG 鏑鋁石榴石 DAG 和鏑鐵石榴石 DyIG 等 31 32 安全 编辑鏑金屬粉末在空氣中如果在火源附近 會有爆炸的危險 其薄片也可以被火花和靜電點燃 鏑所引起的金屬火焰不能用水來澆熄 因為它會和水反應 產生易燃的氫氣 33 氯化鏑火焰卻可以用水澆熄 34 而氟化鏑和氧化鏑則不易燃 35 36 硝酸鏑 Dy NO3 3 屬於強氧化劑 在接觸到有機物質時可迅速起火 3 可溶鏑鹽 如氯化鏑和硝酸鏑等 在進食後具微毒性 不可溶鹽則無毒 從老鼠對氯化鏑的毒性反應估算 人類在進食500克以上的鏑可以致命 2 參見 编辑鑭系元素參考資料 编辑 1 0 1 1 Lide David R 编 Dysprosium CRC Handbook of Chemistry and Physics 4 New York CRC Press 2007 2008 11 ISBN 978 0 8493 0488 0 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 Emsley John Nature s Building Blocks Oxford Oxford University Press 2001 129 132 ISBN 0 19 850341 5 3 0 3 1 3 2 Krebs Robert E Dysprosium The History and Use of our Earth s Chemical Elements Greenwood Press 1998 234 235 ISBN 0 313 30123 9 Jackson Mike Wherefore Gadolinium Magnetism of the Rare Earths PDF IRM Quarterly Institute for Rock Magnetism 2000 10 3 6 2014 06 05 原始内容 PDF 存档于2017 07 12 Chemical reactions of Dysprosium Webelements 2012 08 16 原始内容存档于2021 01 16 6 0 6 1 Patnaik Pradyot Handbook of Inorganic Chemical Compounds McGraw Hill 2003 289 290 2009 06 06 ISBN 0 07 049439 8 7 0 7 1 7 2 Heiserman David L Exploring Chemical Elements and their Compounds TAB Books 1992 236 238 ISBN 0 8306 3018 X Perry D L Handbook of Inorganic Compounds CRC Press 1995 152 154 ISBN 0 8493 8671 3 Jantsch G Ohl A Zur Kenntnis der Verbindungen des Dysprosiums Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 1911 44 2 1274 1280 doi 10 1002 cber 19110440215 10 0 10 1 10 2 Audi G Bersillon O Blachot J Wapstra A H Nubase2003 Evaluation of Nuclear and Decay Properties Nuclear Physics A Atomic Mass Data Center 2003 729 3 128 Bibcode 2003NuPhA 729 3A doi 10 1016 j nuclphysa 2003 11 001 Paul Emile Lecoq de Boisbaudran L holmine ou terre X de M Soret contient au moins deux radicaux metallique Comptes Rendus 1886 143 1003 1006 2014 06 05 原始内容存档于2021 03 20 法语 Bradsher Keith Earth Friendly Elements Mined Destructively The New York Times December 25 2009 2014 06 05 原始内容存档于2021 05 09 Brann Matt Halls Creek turning into a hub for rare earths 2011 11 27 2014 06 05 原始内容存档于2013 05 19 Naumov A V Review of the World Market of Rare Earth Metals Russian Journal of Non Ferrous Metals 2008 49 1 14 22 2014 06 05 doi 10 1007 s11981 008 1004 6 原始内容存档于2019 07 01 Gupta C K Krishnamurthy N Extractive Metallurgy of Rare Earths CRC Press 2005 ISBN 978 0 415 33340 5 Dysprosium Dy Chemical properties Health and Environmental effects Lenntech Water treatment amp air purification Holding B V 2008 2009 06 02 原始内容存档于2009 09 04 17 0 17 1 Bradsher Keith In China Illegal Rare Earth Mines Face Crackdown The New York Times December 29 2010 2014 06 05 原始内容存档于2021 01 16 New Scientist 18 June 2011 p 40 Amit Sinha Sharma Beant Prakash Development of Dysprosium Titanate Based Ceramics Journal of the American Ceramic Society 2005 88 4 1064 1066 doi 10 1111 j 1551 2916 2005 00211 x Lagowski J J 编 Chemistry Foundations and Applications 2 Thomson Gale 2004 267 268 ISBN 0 02 865724 1 Shi Fang X Shi Y Jiles D C Modeling of magnetic properties of heat treated Dy doped NdFeBparticles bonded in isotropic and anisotropic arrangements IEEE Transactions on Magnetics 1998 34 4 1291 1293 Bibcode 1998ITM 34 1291F doi 10 1109 20 706525 Campbell Peter Supply and Demand Part 2 Princeton Electro Technology Inc February 2008 2008 11 09 原始内容存档于2008 06 04 Yu L Q Wen Y Yan M Effects of Dy and Nb on the magnetic properties and corrosion resistance of sintered NdFeB Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2004 283 2 3 353 356 Bibcode 2004JMMM 283 353Y doi 10 1016 j jmmm 2004 06 006 What is Terfenol D ETREMA Products Inc 2003 2008 11 06 原始内容存档于2015 05 10 Kellogg Rick Flatau Alison Wide Band Tunable Mechanical Resonator Employing the DE Effect of Terfenol D Journal of Intelligent Material Systems amp Structures Sage Publications Ltd May 2004 15 5 355 368 doi 10 1177 1045389X04040649 Leavitt Wendy Take Terfenol D and call me Fleet Owner RODI Power Systems Inc February 2000 95 2 97 2008 11 06 失效連結 Supercritical Water Oxidation Synthesis Pacific Northwest National Laboratory 2009 06 06 原始内容存档于2008 04 20 Rare Earth Oxide Fluoride Ceramic Nano particles via a Hydrothermal Method Pacific Northwest National Laboratory 2009 06 06 原始内容存档于2010 05 27 M M Hoffman J S Young J L Fulton Unusual dysprosium ceramic nano fiber growth in a supercritical aqueous solution J Mat Sci 2000 35 16 4177 Bibcode 2000JMatS 35 4177H doi 10 1023 A 1004875413406 Theodore Gray The Elements Black Dog and Leventhal Publishers 2009 152 153 ISBN 978 1 57912 814 2 Steve Milward Stephen Harrison Robin Stafford Allen Ian Hepburn and Christine Brockley Blatt 2004 Design Manufacture and Test of an Adiabatic Demagnetization Refrigerator Magnet for use in Space http www ucl ac uk mssl cryogenics documents 5LH01 pdf 页面存档备份 存于互联网档案馆 Ian Hepburn Adiabatic Demagnetization Refrigerator A Practical Point of View 30 http www ucl ac uk mssl cryogenics documents ADR presentation Compatibility Mode pdf 页面存档备份 存于互联网档案馆 Dierks Steve Dysprosium Material Safety Data Sheets Electronic Space Products International January 2003 2008 10 20 原始内容存档于2015 09 22 Dierks Steve Dysprosium Chloride Material Safety Data Sheets Electronic Space Products International January 1995 2008 11 07 原始内容存档于2015 09 22 Dierks Steve Dysprosium Fluoride Material Safety Data Sheets Electronic Space Products International December 1995 2008 11 07 原始内容存档于2015 09 22 Dierks Steve Dysprosium Oxide Material Safety Data Sheets Electronic Space Products International November 1988 2008 11 07 原始内容存档于2015 09 22 外部連結 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 镝查看维基词典中的词条 dysprosium 元素镝在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹 英文 EnvironmentalChemistry com 镝 英文 元素镝在The Periodic Table of Videos 諾丁漢大學 的介紹 英文 元素镝在Peter van der Krogt elements site的介紹 英文 WebElements com 镝 英文 It s Elemental Dysprosium 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 镝 amp oldid 73576412, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

文章

，阅读，下载，免费，免费下载，mp3，视频，mp4，3gp， jpg，jpeg，gif，png，图片，音乐，歌曲，电影，书籍，游戏，游戏。