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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Dysprosium

Dixième lanthanide, le dysprosium est un métal au vif éclat argenté, mou et malléable, s’oxydant rapidement à l’air et décomposé par l’eau, avec dégagement de dihydrogène (H2). Le métal est rare (moins de 0.3 ppm soit 300 mg/tonne de roche en moyenne). Sans rôle biologique connu, il est considéré comme non toxique. Le principal risque, lors de l’utilisation du métal-feuille fine, ou poudre est son caractère fortement inflammable.

Comme la plupart des lanthanides, le dysprosium est principalement présent dans la monazite et la bastnaésite. Il est présent en plus faible quantité dans le xenotime et la fergusonite. Il n’existe pas de minerai dans lequel le dysprosium serait l’élément dominant.

Monocristal de xenotime, Mont Malosa, Malawi - Crédit photo : C. Rewitzer 2010, Wikipedia

Après isolation classique à partir des minerais, le dysprosium est séparé des autres lanthanides par chromatographie à échange d’ions. Les ions dysprosium (III) isolés réagissent ensuite avec le fluor ou le chlore pour former du fluorure de dysprosium DyF3 ou du chlorure de dysprosium DyCl3. Par réduction par le calcium métallique sous atmosphère inerte (argon) le dysprosium métallique est obtenu et éventuellement purifié.

Dendrite de dysprosium ultrapur (env. 2 cm3) - Crédit photo : Hi-Res Images of Chemical Elements, 2010

Étymologie  : Les lanthanides sont des éléments aux propriétés physico-chimiques très voisines. Malgré la mise en évidence précoce de la majeure partie de ces quinze éléments par spectroscopie, il a fallu souvent des décennies aux chimistes pour isoler un élément particulier. Ainsi, malgré son abondance, le lanthane n’a pu être isolé que plus de 40 ans après sa découverte (d’où son nom lanthanein : rester caché). Le Français Lecoq de Boisbaudran a séparé l’oxyde de dysprosium Dy2O3 en 1886. Il n’a été capable d’isoler le dysprosium de son oxyde qu’après plus de 30 tentatives d’intervention. L’appellation dysprosium vient du grec dysprositos ("difficile à obtenir").

Origine  : Le dysprosium est un élément produit principalement (à 85%) par capture de neutrons rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutrons, où les neutrons rapides dans les coeurs très denses des étoiles sont capturés et grossissent les noyaux des éléments du pic du fer.

Historique  :
La découverte du dysprosium par Lecoq de Boisbaudran en 1886 est une conséquence de ses recherches sur l’oxyde d’yttrium non purifié. Devaient être extraits l’erbium en 1843, puis l’holmium en 1878 et enfin le dysprosium.
Des échantillons purs de dysprosium n’étaient pas disponibles jusqu’à ce que Frank Spedding et ses collègues de l’Iowa State University développent la technique de la chromatographie par échange d’ions vers 1950.

François Lecoq de Boisbaudran (1838-1912)
Découvreur du gallium (élément 31) et du dysprosium
Crédit photo : auteur inconnu

Le dysprosium dans la vie courante :
Le métal en lui-même est trop sujet à l’oxydation (air, humidité) pour pouvoir posséder des applications directes. Son principal usage est sous forme d’alliage avec le néodyme (Nd, élément 60) pour la formation d’aimants résistants aux hautes contraintes thermiques (moteurs, générateurs, turbines-en particulier d’éoliennes).
L’iodure de dysprosium DyI3 est utilisé dans les lampes dites à halogène, sa présence permettant de fournir une lumière blanche très intense.
Le matériau composite céramique/métal à base d’oxyde de dysprosium et de nickel absorbe facilement les neutrons, sans déformation intrinsèque, même si le bombardement neutronique est de longue durée. Ce « cermet » est d’utilisation fréquente dans les réacteurs nucléaires


Le dysprosium à l’Institut UTINAM
 : Il n’y a pas d’application pour le dysprosium à l’Institut UTINAM