ジスプロシウム,記号Dy、原子番号66。希土類元素金属光沢を持ちます。ジスプロシウムはリン酸イットリウムなどの様々な鉱物中に存在しますが、自然界で単体として発見されたことはありません。
地殻中のジスプロシウムの含有量は6ppmで、
イットリウム重希土類元素の中では比較的豊富な重希土類元素と考えられている。
希土類元素であり、その応用のための優れた資源基盤を提供します。
天然のジスプロシウムは 7 つの同位体で構成されており、最も豊富なのは 164 Dy です。
ジスプロシウムは1886年にポール・アキレック・ド・ボスポランドによって発見されましたが、1950年代にイオン交換技術が開発されるまで完全に単離されることはありませんでした。ジスプロシウムは他の化学元素で代替できないため、用途は比較的限られています。
可溶性ジスプロシウム塩にはわずかな毒性がありますが、不溶性塩は無毒であると考えられています。
歴史の発見
発見者：L.ボワボードラン、フランス人
1886年にフランスで発見
モッサンデルが別れた後エルビウム地球とテルビウム1842年にイットリウム土から希土類元素が分離されると、多くの化学者がスペクトル分析を用いて、それらが元素の純粋な酸化物ではないことを特定・決定しました。これが、化学者たちの分離を促しました。ホルミウムの分離から7年後の1886年、ブーババドランドはそれを半分に分け、ホルミウムのみを残しました。もう1つはジスプロシウムと名付けられ、元素記号はDyです。この言葉はギリシャ語の「dysprositos」に由来し、「入手困難」を意味します。ジスプロシウムをはじめとする希土類元素の発見により、希土類元素発見の第三段階の残り半分が完了しました。
電子配置
電子レイアウト:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10
アイソトープ
天然のジスプロシウムは、156Dy、158Dy、160Dy、161Dy、162Dy、163Dy、164Dyの7つの同位体で構成されています。156Dyは半減期が1×1018年を超える崩壊を起こすにもかかわらず、これらの同位体はすべて安定していると考えられています。天然に存在する同位体の中では、164Dyが28%で最も多く、次いで162Dyが26%です。最も少ないのは156Dyで、0.06%です。また、原子量で138から173までの29種類の放射性同位体が合成されています。最も安定しているのは半減期が約3106年の154Dyで、次に半減期が144.4日の159Dyです。最も不安定なのは半減期が 200 ミリ秒の 138 Dy です。154Dy は主にアルファ崩壊によって発生し、152Dy と 159Dy の崩壊は主に電子捕獲によって引き起こされます。
金属
ジスプロシウムは金属光沢と明るい銀光沢を有します。非常に柔らかく、過熱を避ければ火花を出さずに機械加工できます。ジスプロシウムの物理的特性は、微量の不純物によっても影響を受けます。ジスプロシウムとホルミウムは、特に低温において最も高い磁力を有します。単純なジスプロシウム強磁性体は、85 K (-188.2 C) 未満および85 K (-188.2 C) を超える温度において、らせん状の反強磁性状態になります。この状態では、すべての原子が特定の瞬間に最下層と平行になり、隣接する層とは一定の角度で向き合います。この特異な反強磁性は、179 K (-94 C) で無秩序（常磁性）状態へと変化します。
応用：
（1）ネオジム鉄ボロン系永久磁石の添加剤として、このタイプの磁石に約2～3％のジスプロシウムを添加すると、保磁力を向上させることができます。かつてはジスプロシウムの需要は高くありませんでしたが、ネオジム鉄ボロン系磁石の需要増加に伴い、ジスプロシウムは必須の添加剤元素となり、95～99.9％程度の品位で需要も急速に増加しています。
（2）ジスプロシウムは蛍光体の賦活剤として用いられ、特に三価ジスプロシウムは単一発光中心を有する三色発光材料の有望な賦活イオンである。ジスプロシウムは主に2つの発光帯域から構成されており、一つは黄色発光、もう一つは青色発光である。ジスプロシウムをドープした蛍光体は三色蛍光体として用いることができる。
（３）ジスプロシウムは、精密な機械動作を可能にする大型磁歪合金テルフェノールの製造に必要な金属原料である。
（4）ジスプロシウム金属 高い記録速度と読み取り感度を備えた光磁気記憶材料として使用できます。
（5）ジスプロシウムランプの製造において、ジスプロシウムランプの作動物質はヨウ化ジスプロシウムです。このタイプのランプは、高輝度、良好な発色、高い色温度、小型、安定したアークなどの利点を有しており、映画、印刷、その他の照明用途の光源として利用されています。
（６）ジスプロシウム元素は中性子捕獲断面積が大きいため、原子力産業において中性子スペクトルの測定や中性子吸収体として使われている。
（7）Dy3Al5O12は磁気冷凍の磁気作業物質としても利用可能であり、科学技術の発展に伴い、ジスプロシウムの応用分野は今後も拡大していくだろう。
（8）ジスプロシウム化合物ナノファイバーは高い強度と表面積を有するため、他の材料の強化や触媒として利用できます。DyBr3とNaFの水溶液を450バールの圧力で17時間、450℃で加熱すると、フッ化ジスプロシウム繊維を生成できます。この材料は、400℃を超える温度でも溶解や凝集を起こすことなく、様々な水溶液中で100時間以上保持できます。
（９）断熱消磁冷蔵庫では、ジスプロシウムガリウムガーネット（DGG）、ジスプロシウムアルミニウムガーネット（DAG）、ジスプロシウム鉄ガーネット（DyIG）などの特定の常磁性ジスプロシウム塩結晶が使用されています。
（10）ジスプロシウム・カドミウム酸化物群元素化合物は、化学反応の研究に使用できる赤外線放射源です。ジスプロシウムとその化合物は強い磁性を持つため、ハードドライブなどのデータ記憶装置に有用です。
（11）ネオジム鉄ボロン磁石のネオジム部分をジスプロシウムに置き換えることで、保磁力を高め、磁石の耐熱性を向上させることができます。電気自動車の駆動モーターなど、高性能が求められる用途に使用されます。このタイプの磁石を使用する自動車には、1台あたり最大100グラムのジスプロシウムが使用される場合があります。トヨタの推定年間販売台数200万台によると、ジスプロシウム金属の世界供給はまもなく枯渇するでしょう。ジスプロシウムに置き換えられた磁石は、高い耐食性も備えています。
（12）ジスプロシウム化合物は、石油精製や化学工業における触媒として利用することができる。ジスプロシウムを酸化鉄アンモニア合成触媒に構造促進剤として添加すると、触媒の触媒活性と耐熱性が向上する。ジスプロシウム酸化物は、MgO-BaO-DyOn-TiO2構造を有する高周波誘電体セラミック部品材料として利用することができ、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体ダイプレクサ、通信機器などに利用できる。
投稿日時: 2023年8月23日