Диспрозий (др.-греч. δυσπρόσιτος — труднодоступный^[2]) — химический элемент с атомным номером 66; редкоземельный металл с блеском серебра. Не встречается в природе в чистом виде, но входит в состав некоторых минералов, например, ксенотима.

История

П. Э. Лекок де Буабодран открыл диспрозий в 1886 году при спектроскопическом анализе гольмии, или гольмиевой земли, а затем выделил оксид. В 1906 году Ж. Урбэн получил диспрозий в чистом виде.

Нахождение в природе

Кларк диспрозия в земной коре (по Тэйлору) 5 г/т, содержание в воде океанов 2,9·10^−6[3]. Вместе с другими редкоземельными элементами входит в состав минералов гадолинита, ксенотима, монацита, апатита, бастензита и других.

Месторождения

Диспрозий входит в состав лантаноидов, которые находятся в Китае, США, Вьетнаме, Афганистане, России (Кольский полуостров), Киргизии, Австралии, Бразилии, Индии^[4].

Получение

Диспрозий получают восстановлением DyCl₃ или DyF₃ кальцием, натрием или литием.

Физико-химические свойства

Диспрозий — серебристо-серый металл. Ниже 1384 °C устойчив α-Dy с гексагональной решеткой, а = 0,35603 нм, с = 0,56465 нм, выше 1384 °C — β-Dy с кубической решеткой.

На воздухе окисляется медленно, выше 100 °C — быстро. При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами (кроме HF), образуя соли Dy (׀׀׀), не взаимодействует с растворами щелочей.

Цены

Цены на металлический диспрозий в слитках чистотой 99—99,9 % в 2008 году составили 180—250 долларов^[5] за 1 кг.

Применение

• Металлургия. Диспрозий cлужит отличным легирующим компонентом цинковых сплавов. Добавление диспрозия к цирконию резко улучшает его технологичность (но увеличивает сечение захвата тепловых нейтронов). Так, легированный диспрозием цирконий легко поддается обработке давлением (прессование прутков).
• Лазерные материалы. Ионы диспрозия давно применяются в медицинских лазерах (длина волны — 2,36 мкм).
• Катализаторы. Применяется в качестве эффективного катализатора.
• Ядерная энергетика. Диспрозий применяется в атомной технике (борид, борат, оксид, гафнат) как активно захватывающий нейтроны материал (покрытия, эмали, краски, регулирующие стержни), сечение захвата природной смеси изотопов около 930 барн, а самыми активными в природной смеси изотопов к захвату нейтронов являются диспрозий-161 (585 барн) и диспрозий-164 (2700 барн). Например, в регулирующих стержнях реакторов ВВЭР-1000 применяется оксид диспрозия в смеси с оксидом титана, однако лишь в качестве дополнения, основная часть стержня заполнена карбидом бора. Эффективность поглощения у смеси меньше, чем у бора, но на ней поглощаются нейтроны с вылетом только гамма-квантов, поэтому она не распухает^[6].
• Гигантский магнитострикционный эффект. Сплав диспрозий-железо, в поликристаллическом и особенно в монокристаллическом виде применяется как мощный магнитострикционный материал.
• Термоэлектрические материалы. Термо-ЭДС монотеллурида диспрозия — около 15—20 мкВ/К.
• Электроника. Ортоферрит диспрозия ограниченно находит применение в электронике.
• Магнитные материалы. Оксид диспрозия применяется в производстве сверхмощных магнитов.
• Источники света. Диспрозий применяется для производства осветительных металлогалогеновых ламп со спектром близким к солнечному. Dy₂O₃ используют как компонент люминофоров красного свечения.

Биологическая роль

Биологической роли не несёт. Металлическая пыль диспрозия раздражает лёгкие.

Примечания