Disprósio (Dy)

Principais propriedades

O disprósio é um metal prateado, mole e de brilho intenso quando recém-exposto, que se oxida lentamente ao ar e reage com água. Entre os elementos naturais, está no grupo dos que apresentam maior susceptibilidade magnética, ficando atrás apenas do hólmio nesse quesito.

A contribuição decisiva do elemento aos materiais magnéticos vem de sua interação com a rede cristalina das ligas de neodímio: sua presença aumenta o campo necessário para inverter a magnetização e eleva a temperatura em que o ímã começa a perder desempenho. O disprósio também captura nêutrons com eficiência e mantém essa capacidade sem se degradar sob irradiação prolongada.

Ocorrência na natureza

Encontra-se na xenotima, na monazita e em argilas de adsorção iônica, com abundância crustal de poucas partes por milhão. Como pertence ao grupo dos lantanídeos pesados, concentra-se em depósitos de composição diferente daqueles que fornecem cério e lantânio, e sua produção mundial é bem menor e mais concentrada geograficamente, o que o torna um dos elementos mais monitorados em avaliações de risco de suprimento.

Processo de obtenção

O disprósio é isolado por extração por solventes e troca iônica a partir de concentrados ricos em terras raras pesadas, seguindo-se a redução para a forma metálica em plantas especializadas. Devido à sua escassez e ao custo elevado, a indústria de ímãs desenvolveu processos que aplicam o elemento apenas na superfície das peças, onde ele é mais necessário, além de rotas de recuperação a partir de ímãs usados.

Aplicações

A adição de disprósio a ímãs de neodímio-ferro-boro é o que permite a esses componentes operar nas temperaturas encontradas dentro de motores de veículos elétricos, geradores de turbinas eólicas, compressores e sistemas industriais, sem perda significativa de força magnética. O elemento integra as ligas magnetostritivas usadas em atuadores e transdutores, entra em barras de controle e materiais absorvedores de nêutrons em reatores e, combinado ao fluoreto de cálcio, forma cristais termoluminescentes empregados em dosímetros pessoais que registram a dose de radiação recebida por trabalhadores.

Riscos e precauções

Os compostos de disprósio apresentam toxicidade baixa em estudos disponíveis, com irritação de olhos e mucosas como efeito mais provável, enquanto o metal em pó é inflamável e reage com água quente. Ímãs de alto desempenho que contêm o elemento apresentam os mesmos riscos mecânicos e de ingestão associados aos ímãs de neodímio. Em qualquer aplicação profissional, observe a ficha de informações de segurança e a orientação de profissionais habilitados.

História da descoberta

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran obteve o disprósio em 1886, em Paris, depois de dezenas de precipitações sucessivas aplicadas a uma amostra de óxido de hólmio, trabalho longo e repetitivo que o próprio pesquisador descreveu como exaustivo. O elemento só foi obtido em forma razoavelmente pura na década de 1950, com a introdução das técnicas de troca iônica.

Origem do nome

Do grego dysprositos, difícil de alcançar ou de obter, escolha que registra a dificuldade enfrentada por Boisbaudran para separar o elemento de seus vizinhos na série.

Isótopos relevantes

¹⁶⁴Dy (cerca de 28%), ¹⁶²Dy, ¹⁶³Dy, ¹⁶¹Dy e ¹⁶⁰Dy em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• O nome do elemento significa literalmente difícil de obter, em referência ao trabalho necessário para isolá-lo.
• Ímãs modernos concentram o disprósio na superfície das peças, estratégia que reduz o consumo de um material escasso.
• Dosímetros usados por profissionais expostos a radiação registram a dose recebida graças a cristais dopados com disprósio.