7429-91-6 / 鏑的性質與應用

鏑（英語：Dysprosium）是一種化學元素，符號為Dy，原子序為66。鏑屬于稀土元素，其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。自然形成的鏑由7種同位素組成，其中豐度最高的是164Dy。

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后，才有純態的鏑金屬被分離出來。由于其熱中子吸收截面很高，所以在核反應堆中被用作控制棒；其磁化率亦很高，所以可用于數據儲存技術上，以及做Terfenol-D材料的成分?？扇茜C鹽具有微毒性，不可溶鏑鹽則無毒。

性質

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。

鏑和鈥擁有所有元素中最高的磁強度，這在低溫狀態下更為顯著。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，并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。

鏑金屬在空氣中緩慢氧化并失去光澤，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，并產生氫氧化鏑：

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。反應的產物硫酸鏑(III)有明顯的順磁性。

應用

鏑與釩及其他元素一起，可用于激光材料和商業照明應用上。由于鏑的熱中子吸收截面很高，所以氧化鏑-鎳金屬陶瓷是一種核反應堆控制棒材料。鏑-鎘氧族元素化合物是紅外線輻射源，能用于研究化學反應。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。

釹-鐵-硼磁鐵中釹部分可以替換為鏑，以提高矯頑力，從而改善磁鐵的耐熱性能，用于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。替換成鏑的磁鐵還具有較高的抗腐蝕性。

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。這種性質可用于換能器、寬頻機械共鳴管和高精度液態燃料噴射器。

鏑被用于劑量計中，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并發光。通過測量發光強度可以推算出輻射劑量。

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，可以制成氟氧化鏑纖維。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。

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，釋放出游離鏑原子。這些原子會發出綠光和紅光。

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。