镝的性质与应用

镝（英语：Dysprosium）是一种化学元素，符号为Dy，原子序为66。镝属于稀土元素，其外观具银色金属光泽。镝在大自然中不以单质出现，而是包含在多种矿物之中，例如磷钇矿。自然形成的镝由7种同位素组成，其中丰度最高的是164Dy。

1886年保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰首次辨认出镝元素，但要直到1950年代离子交换技术的发展后，才有纯态的镝金属被分离出来。由于其热中子吸收截面很高，所以在核反应堆中被用作控制棒；其磁化率亦很高，所以可用于数据储存技术上，以及做Terfenol-D材料的成分。可溶镝盐具有微毒性，不可溶镝盐则无毒。

性质

镝是一种稀土元素，呈亮银色金属光泽。镝金属质软，可以用小刀切割。在没有过热的情况下，其加工过程不会产生火花。就算是少量的杂质也会大大改变镝的物理性质。

镝和钬拥有所有元素中最高的磁强度，这在低温状态下更为显著。镝在85 K（−188.2 °C）以下具有简单的铁磁序，但在这一温度以上会转变为一种螺旋形反铁磁状态，其中特定基面上所有原子的磁矩都互相平行，并相对相邻平面的磁矩有固定的角度。这种奇特的反铁磁性在温度达到179 K（−94 °C）时再转变为无序顺磁态。

镝金属在空气中缓慢氧化并失去光泽，其燃烧反应会产生氧化镝：

4 Dy + 3 O2 → 2 Dy2O3

镝的电正性较高，它会在冷水中慢速进行反应，在热水中快速反应，并产生氢氧化镝：

2 Dy (s) + 6 H2O (l) → 2 Dy(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

在200 °C以上，镝金属会和所有卤素反应：

2 Dy (s) + 3 F2 (g) → 2 DyF3 (s)（绿色）
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)（绿色）

镝会在稀硫酸中迅速溶解，形成含有镝(III)离子的黄色溶液。反应的产物硫酸镝(III)有明显的顺磁性。

应用

镝与钒及其他元素一起，可用于激光材料和商业照明应用上。由于镝的热中子吸收截面很高，所以氧化镝-镍金属陶瓷是一种核反应堆控制棒材料。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。

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。

镝、铁和铽是Terfenol-D材料的组成元素。Terfenol-D是常温下磁致伸缩性最强的已知物料。这种性质可用于换能器、宽频机械共鸣管和高精度液态燃料喷射器。

镝被用于剂量计中，测量致电离辐射量。当掺有镝的硫化钙或氟化钙受辐射照射时，镝原子会进入激发态并发光。通过测量发光强度可以推算出辐射剂量。

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。

一些高强度金属卤化物灯用到碘化镝和溴化镝。这些化合物在灯的中心高温处分解，释放出游离镝原子。这些原子会发出绿光和红光。

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。