镝查看源代码讨论查看历史
| 镝 | |
|---|---|
镝，为银白色金属，质软可用刀切开；熔点1412°C，沸点2562°C，密度8.55克/厘米³；在接近绝对零度时有超导性。镝在空气中相当稳定，高温下易被空气和水氧化，生成三氧化二镝。镝主要用于制造新型照明光源镝灯；镝可作反应堆的控制材料；镝化合物在炼油工业中可作催化剂。
物性数据
1. 性状：白色六方紧密堆积晶格金属。
2. 密度（g/mL,25℃）：8.55 [1] 3. 相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定
4. 熔点（ºC）：1407
5. 沸点（ºC,常压）：2335
6. 沸点（ºC,5.2kPa）：未确定
7. 折射率：未确定 [2]
8. 闪点（ºC）：未确定
9. 比旋光度（º）：未确定
10. 自燃点或引燃温度（ºC）：未确定
11. 蒸气压（mmHg,ºC）：未确定
12. 饱和蒸气压（kPa, ºC）：未确定
13. 燃烧热（KJ/mol）：未确定
14. 临界温度（ºC）：未确定
15. 临界压力（KPa）：未确定
16. 油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定
17. 爆炸上限（%,V/V）：未确定
18. 爆炸下限（%,V/V）：未确定
19. 溶解性：溶于酸
存储方法
放入紧封的储藏器内，储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、卤素等分开存放，切忌混储。
合成方法
中间合金法。中间合金法适用于制备熔点高、沸点低的重稀土金属，如金属镝、镥等。
由于在炉料中添加了熔点低、蒸气压高的合金化组元金属镁和氯化钙造渣剂，因而降低了稀土金属和氟化钙渣的熔点。显著降低了钙热还原的温度，只需950～1100℃。由于还原温度较低，减少了稀土金属对坩埚材料的腐蚀，故可用钛材坩埚代替钽材坩埚。
中间合金法分两个工艺步骤：第一步是还原制备稀土镁合金；第二步是真空蒸馏除去合金中的镁和钙，得到海绵状稀土金属。用该法还原制备金属镝时，镁和氯化钙配料分别按原子比Dy∶Mg=1∶1,CaCl₂∶CaF₂(质量分数)=52∶48，还原剂钙过量10%～25%。还原温度为970℃。还原是在氩气氛中进行。还原设备见图III-13
图III-13中反应罐是由不锈钢制成的，可接真空系统和氩气。外部加热炉可用硅碳棒电阻炉。将块状的钙和镁装入还原坩埚中，CaCl₂和DyF₃装入加料器内，安装好设备。连接真空系统，抽空到1～0.1Pa后将还原设备放到加热炉内，继续抽真空。加热至750℃后充入氩气，继续升温至900℃。在金属镁、钙全部熔化后把DyF₃和CaCl₂加入反应坩埚中，并将温度升至950℃，保温20～30min，以使炉料充分反应。反应完成后，提出反应罐使其与水平线成30°角，并快速冷却。然后取出坩埚，倒出炉料得到DyMg合金。金属镁、钙的蒸气压明显高于金属镝的蒸气压，因此在镝镁合金熔点以下于高真空炉中进行蒸馏可除去镁和钙，而得到海绵状镝金属。蒸馏前将合金破碎成5～10mm的小块，置于蒸馏罐内(见图III-14)，进行真空蒸馏。蒸馏过程中真空度要保持不低于6.5×10⁻³Pa。并逐渐升温至900℃并保温数小时。随着合金中镁含量不断减少，合金的熔点也逐步升高，此时可以提高
中间合金法制备
图III-14 蒸馏设备示意图
1—坩埚底垫；2—稀土镁合金；3—坩埚；
4—不锈钢衬套；5—挡板；6—硅碳棒电炉；
7—不锈钢蒸馏罐；8—热电偶
蒸馏温度至970℃并保温约20h，然后将蒸馏罐冷至室温，取出金属。金属的回收率可达94%。镝的纯度可达99.7%。
主要用途： （1）作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加2~3%左右的镝，可提高其矫顽力，过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在95～99。9%左右，需求也在迅速增加。
（2）镝用作荧光粉激活剂，三价镝是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发射，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。
（3）镝是制备大磁致伸缩合金铽镝铁（Terfenol）合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。
（4）镝金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。
（5）用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。
（6）由于镝元素具有中子俘获截面积大的特性，在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。
（7）Dy3Al5O12还可用作磁致冷用磁性工作物质。随着科学技术的发展，镝的应用领域将会不断的拓展和延伸。
（8）镝化合物纳米纤维具有高强度、高表面积，所以可以用来加强其他材料或作催化剂。在450巴压力下对DyBr3和NaF的水溶液加热17小时至450 °C，可以制成氟氧化镝纤维。这种材料在超过400 °C高温下，可以在各种水溶液中存留超过100小时而不会溶解或集聚。
（9）隔热退磁冰箱用到某些顺磁性镝盐晶体，包括镝镓石榴石（DGG）、镝铝石榴石（DAG）和镝铁石榴石（DyIG）等。
（10）镝-镉氧族元素化合物是红外线辐射源，能用于研究化学反应。镝及其化合物有很强的磁性，所以在硬盘等数据储存装置中都有用到。
（11）钕-铁-硼磁铁中钕部分可以替换为镝，以提高矫顽力，从而改善磁铁的耐热性能，用于电动汽车驱动马达等性能要求较高的应用上。用了这种磁铁的汽车每辆可含高达100克的镝。根据丰田汽车每年200万辆车的预计销售量，很快就会耗尽全球镝金属的供应。替换成镝的磁铁还具有较高的抗腐蚀性。
系统编号
CAS号：7429-91-6
MDL号：MFCD00010982
EINECS号：231-073-9
化学数据
1、 疏水参数计算参考值（XlogP）：
2、 氢键供体数量：0
3、 氢键受体数量：0
4、 可旋转化学键数量：0
5、 互变异构体数量：
6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：0
7、 重原子数量：1
8、 表面电荷：0
9、 复杂度：0
10、 同位素原子数量：0
11、 确定原子立构中心数量：0
12、 不确定原子立构中心数量：0
13、 确定化学键立构中心数量：0
14、 不确定化学键立构中心数量：0
15、 共价键单元数量：1
生态数据
通常情况下对水是无危害的。
性质稳定
坚硬，性质活泼，易被氧气氧化，与水反应迅速，溶于酸。避免接触酸，空气和潮湿的水分。
不溶于冷水和热水，溶于酸。在空气中表面被氧化变暗。是较活泼的金属。常见氧化态+3。加热时与硫、磷等非金属反应。可与许多金属形成合金。捕获热中子能力较强。可用于测量中子流量，用作磷的荧光活化剂、原子核反应堆燃料等。
安全信息
包装等级：III 危险类别：8 危险品运输编码：UN30894.1/PG2 WGKGermany：3 危险类别码：11 安全说明：S22-S24/25-S36/37/39-S33-S16 危险品标志：Xi:Irritant;
元素周期表
主族元素 硼(5) 硅(14) 锗(32) 砷(33) 锑(51) 碲(52) 钋(84) 锂(3) 钠(11) 钾(19) 铷(37) 铯(55) 钫(87) 铍(4) 镁(12) 钙(20) 锶(38) 钡(56) 镭(88) 铝(13) 铟(49) 镓(31) 锡(50) 铊(81) 铅(82) 铋(83) Uut(113) Uuq(114) uup(115) Uuh(116) Uus(117) 氦(2) 氖(10) 氩(18) 氪(36) 氙(54) 氡(86) Uuo(118) 氟(9) 氯(17) 溴(35) 碘(53) 砹(85) 氢(1) 碳(6) 氮(7) 氧(8) 磷(15) 硫(16) 硒(34) 副族元素 镧(57) 铈(58) 镨(59) 钕(60) 钷(61) 钐(62) 铕(63) 钆(64) 铽(65) 镝(66) 钬(67) 铒(68) 铥(69) 镱(70) 镥(71) 锕(89) 钍(90) 镤(91) 铀(92) 镎(93) 钚(94) 镅(95) 锔(96) 锫(97) 锎(98) 锿(99) 镄(100) 钔(101) 锘(102) 铹(103) 钪(21) 钛(22) 钒(23) 铬(24) 锰(25) 铁(26) 钴(27) 镍(28) 铜(29) 锌(30) 钇(39) 锆(40) 铌(41) 钼(42) 锝(43) 钌(44) 铑(45) 钯(46) 银(47) 镉(48) 铪(72) 钽(73) 钨(74) 铼(75) 锇(76) 铱(77) 铂(78) 金(79) 钅卢(104) 钅杜(105) 钅喜(106) 钅波(107) 钅黑(108) 钅麦(109) 𫟼(110) 𬬭(111) 鿔(112) 汞(80)