介紹
鏑最早是於1886年由法國化學家 Paul Émile L. de Boisbaudran 在巴黎研究氧化鈥時, 首次成功地把氧化鏑從中分離出來。他依據希臘文意為「難以獲得」的Dysprositos (δυσπρόσιτος) ,把該新元素命名為「Dysprosium」,以突出它的稀有性和罕見性。
自然界中的鏑是由 156Dy 、 158Dy 和 160Dy 至 164Dy 這7種同位素組成,其中豐度最高的是 164Dy。科學家則發現共有29種是通過人工合成的放射性同位素,最穩定的是 154Dy ,然而最不穩定的是 138Dy ,主要進行電子捕獲則是 152Dy 與 159Dy 。鏑至少擁有11種同核異構體,最穩定的為165mDy。
在地殼所存在的稀土元素中的鏑含量位居第九,其主要生產是來自開採由多種磷酸鹽混合組成的獨居石砂與氟碳鈰礦,或於自然界中存在於例如磷釔礦、褐釔鈮礦、矽鈹釔礦、黑稀金礦、復稀金礦、鈦鉭鈮鈾礦等多種礦物之中。直到1950年代美國愛荷華州立大學的 F. Spedding ,才透過離子交換技術將純態鏑分離出來。
鏑 Dy
原子序數:66
原子量:162.500 u
原子結構:鏑的最外層電子結構為 4f10 6s2。
物理/化學性質:本身為具有亮銀色光澤,且質軟到能用小刀切割的金屬。於無過熱的情況下,其加工過程不會產生出火花。但即使少量雜質也會大大改變鏑的物理性質。
鏑主要的應用領域:
- 永磁材料:鏑的添加可改進釹永磁材料的磁性能,以提高矯頑力,從而改善磁鐵的耐熱性能,使其能夠產生更強大的磁場,用於包括電動機馬達、發電機、風力發電機、電動車、硬碟驅動器和各種磁性設備等應用。
- 光學玻璃:被用於光學玻璃的製造,用於高性能光學鏡頭、光學纖維通信元件和激光器等光學器件。鏑光學玻璃能夠提供卓越的光學性能,包括高折射率和分散性。
- 核反應爐控制棒:164Dy 被用於核反應堆中,作為控制材料,以調節核反應的速率。它具有良好的中子捕獲特性,這在核能應用中非常有用。
- 金屬合金: 奈米纖維具有高強度、高表面積,被用作添加劑以改進某些金屬合金的特性,如提高耐高溫性能。這在航空航天和高溫應用中很有價值。
- 磁記憶體: 曾在某些磁記憶體中用作儲存材料,但隨著技術的發展,這個應用已經減少。
- 磁致伸縮合金:常溫下磁致伸縮性最強的材料是Terfenol-D,其組成元素為鏑、鐵和鋱。其性質可用於換能器、寬頻機械共鳴管與高精度液態燃料噴射器。
- 絕熱退磁冰箱:會使用到諸如鏑鎵石榴石(DGG)、鏑鋁石榴石(DAG)和鏑鐵石榴石(DyIG)等順磁性鏑鹽晶體。
- 其他應用:電腦硬碟、雷射器、金屬鹵化物燈、摻鏑釔鋁石榴石(Dy:YAG,用於螢光光纖測溫系統及白色LED等)等。