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Der französische Chemiker Paul Emile Lecoq de Boisbaudran isolierte 1886 Dysprosiumoxid aus einer unreinen Probe von Holmiumoxid. Er hatte große Schwierigkeiten, das Metall selbst aus dem Oxid abzuleiten, und nannte das Element daher „schwer zu beschaffen“. Es ist nicht überraschend, dass das Metall so schwer zu isolieren war, da signifikante Reinmengen vieler Seltenerdelemente erst erhalten werden konnten, als in den 1950er Jahren Ionenaustauschtechniken entwickelt wurden.

Eine Reihe von Verbindungen, die Dysprosium enthalten, emittieren Licht unter definierten Bedingungen, was sie für eine Reihe von Anwendungen nützlich macht. Mit Dysprosium dotierte Calciumsulfat- oder Calciumfluoridkristalle lumineszieren, wenn sie Strahlung ausgesetzt wurden, und werden daher in Dosimetern zur Messung der Strahlenexposition verwendet. Dysprosiumiodid und -bromid werden in Metallhalogenidlampen verwendet, die extrem helles weißes Licht erzeugen, das in der Filmindustrie geschätzt wird. Zusätzlich können Dysprosiumverbindungen zur Erzeugung von Infrarotlicht verwendet werden und werden häufig in Infrarotlasern verwendet.

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Dysprosium und seine Verbindungen werden auch wegen ihrer magnetischen Eigenschaften geschätzt. Leicht magnetisierbare Dysprosiumverbindungen können in Datenspeicherungsanwendungen wie Festplatten verwendet werden, und Dysprosium wird häufig verwendet, um einen Teil des Neodyms in Neodym-Eisen-Bor-Magneten zu ersetzen. Das Ersetzen dieser Hochleistungsmagnete durch Dysprosium erhöht ihre Korrosionsbeständigkeit und Koerzitivkraft. Neodym-Magnete sind für Elektromotoren, magnetische Speichergeräte wie Festplatten und viele andere moderne Elektronikgeräte unverzichtbar. Dysprosiumhaltige Granate mit magnetischen Eigenschaften werden in magnetischen Kühlgeräten eingesetzt, mit denen extrem niedrige Temperaturen erreicht werden können. Schließlich ist Terfenol-D eine Legierung aus Terbium, Eisen und Dysprosium, die magnetostriktiv ist: Sie zieht sich zusammen oder dehnt sich aus, wenn sie Magnetfeldern ausgesetzt wird. Diese Eigenschaft ermöglicht eine direkte Umwandlung zwischen elektrischer und mechanischer Leistung, und die Legierung wird in Sensoren, Aktuatoren sowie Schall- und Ultraschallwandlern und aktiven Geräusch- und Vibrationsunterdrückungsgeräten verwendet.

Dysprosium absorbiert hochwirksam Neutronen und wird daher in Kontrollstäben für Kernreaktoren verwendet. Es kann auch zur Herstellung von Nanofasern mit hoher Festigkeit und natürlicher Korrosionsbeständigkeit verwendet werden, die als Verstärkung in Keramikmaterialien für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden können.

Dysprosium kommt wie andere Seltenerdelemente in der Natur nie in reiner Form vor. Es kann nur aus seltenen Erden gewonnen werden, die Mineralien wie Xenotim, Monazit und Bastnasit enthalten, oder aus Ionenadsorptionstonen.