Terbiumpriklauso sunkiųjų kategorijaiRetos žemės, su mažu žemės plutos gausa tik 1,1 ppm. Terbio oksidas sudaro mažiau nei 0,01% visų retųjų žemių. Net ir esant aukštam yttrium jonų tipui, sunkios retos žemės rūdos, turinčios didžiausią terbio kiekį, terbio kiekis sudaro tik 1,1–1,2% visos retos Žemės, tai rodo, kad ji priklauso retųjų žemių elementų „kilniai“ kategorijai. Nuo daugiau nei 100 metų nuo 1843 m. Terbium atradimo jo trūkumas ir vertė ilgą laiką užkirto kelią praktiniam pritaikymui. Tik per pastaruosius 30 metų Terbium parodė savo unikalų talentą。
Atraskite istoriją
Švedijos chemikas Carlas Gustafas Mosanderis 1843 m. Atrado Terbium. Jis rado savo priemaišasYTTRIUM (III) oksidasirY2O3. Yttrium pavadintas Ytterby kaimo Švedijoje vardu. Prieš atsirandant jonų mainų technologijai, Terbium nebuvo išskirta gryna forma.
Mozantas pirmiausia padalino yttrium (III) oksidą į tris dalis, visas pavadintas rūdų: yttrium (iii) oksidu,Erbio (III) oksidas, ir terbio oksidas. Terbio oksidą iš pradžių sudarė rožinė dalis dėl elemento, dabar žinomo kaip Erbium. „Erbium (III) oksidas“ (įskaitant tai, ką mes dabar vadiname Terbium) iš pradžių buvo iš esmės bespalvis tirpalo dalyje. Netirpus šio elemento oksidas laikomas rudu.
Vėlesni darbuotojai sunkiai galėjo stebėti mažą bespalvį „erbium (III) oksidą“, tačiau tirpios rožinės dalies nebuvo galima ignoruoti. Diskusijos apie Erbium (III) oksido egzistavimą pakartotinai kilo. Chaose originalus pavadinimas buvo atvirkštinis, o vardų mainai buvo įstrigę, todėl rožinė dalis galiausiai buvo minimas kaip sprendimas, kuriame yra „Erbium“ (sprendime jis buvo rožinė). Dabar manoma, kad darbuotojai, kurie vartoja natrio bisulfatą ar kalio sulfatąCerium (iv) oksidasIš YTTRIUM (III) oksido ir netyčia Terbium paverčia nuosėdomis, turinčiomis cerium. Tik apie 1% originalaus YTTRIUM (III) oksido, dabar žinomo kaip „terbium“, pakanka, kad gelsvą spalvą perduotų Yttrium (III) oksidui. Todėl „Terbium“ yra antrinis komponentas, kuriame iš pradžių jį buvo, ir jį kontroliuoja artimiausi kaimynai, gadolinium ir disprozė.
Vėliau, kai nuo šio mišinio buvo atskirti kiti retos žemės elementai, neatsižvelgiant į oksido proporciją, terbio pavadinimas buvo išlaikytas, kol galiausiai galiausiai buvo gautas rudas terbio oksidas. XIX a. Tyrėjai nenaudojo ultravioletinių spindulių fluorescencijos technologijos, kad stebėtų ryškiai geltonus ar žalius mazgelius (III), todėl Terbium lengviau būti atpažintas kietuose mišiniuose ar tirpaluose.
Elektronų konfigūracija
Elektronų konfigūracija:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
„Terbium“ elektronų konfigūracija yra [xe] 6S24F9. Paprastai tik trys elektronai gali būti pašalinti, kol branduolinis krūvis tampa per didelis, kad būtų galima toliau jonizuoti, tačiau esant terbiui, pusiau užpildytas terbis leidžia ketvirtąjį elektroną toliau jonizuoti esant labai stipriems oksidantams, tokiems kaip fluoro dujos.
„Terbium“ yra sidabrinis baltas retas žemės metalas, turintis lankstumą, tvirtumą ir minkštumą, kurį galima supjaustyti peiliu. Lydymo taškas 1360 ℃, virimo taškas 3123 ℃, tankis 8229 4 kg/m3. Palyginti su ankstyvuoju lantanidu, jis yra gana stabilus ore. Kaip devintasis lantanido elementas, „Terbium“ yra metalas, turintis stiprią elektrą. Jis reaguoja su vandeniu, kad susidarytų vandenilis.
Gamtoje Terbium niekada nebuvo nustatyta, kad yra laisvas elementas, kurio kiekis yra nedidelis kiekis fosfocerio torio smėlio ir gadolinito. „Terbium“ egzistuoja kartu su kitais retųjų žemės elementais monazito smėlyje, kuriame paprastai yra 0,03% terbio. Kiti šaltiniai yra ksenotime ir juodos retos aukso rūdos, kurios abi yra oksidų mišiniai ir turi iki 1% terbio.
Paraiška
„Terbium“ taikymas daugiausia apima aukštųjų technologijų sritis, kurios yra daug technologijos ir daug žinių reikalaujantys pažangiausi projektai, taip pat didelę ekonominę naudą turintys projektai, turintys patrauklių vystymosi perspektyvų.
Pagrindinėse taikymo srityse yra:
(1) naudojamas mišrių retų žemių pavidalu. Pavyzdžiui, jis naudojamas kaip retos žemės jungtinės trąšos ir pašarų priedas žemės ūkiui.
(2) Žaliųjų miltelių aktyvatorius trijuose pirminiuose fluorescenciniuose milteliuose. Šiuolaikinėms optoelektroninėms medžiagoms reikia naudoti tris pagrindines fosforų spalvas, būtent raudoną, žalią ir mėlyną, kuris gali būti naudojamas įvairioms spalvoms sintetinti. „Terbium“ yra nepakeičiamas daugelio aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių miltelių komponentas.
(3) naudojama kaip magneto optinė laikymo medžiaga. Amorfinių metalų terbium pereinamojo metalo lydinio plonos plėvelės buvo naudojamos gaminant aukštos kokybės magneto-optinius diskus.
(4) Magneto optinio stiklo gamyba. „Faraday“ rotacinis stiklas, kuriame yra terbiumas, yra pagrindinė medžiaga rotatoriams, izoliatoriams ir cirkuliatoriams lazerio technologijoje.
(5) Terbium disprozio feromagnetostrictictictictictive lydinio (terfenolis) vystymasis ir vystymasis atvėrė naujas Terbium programas.
Žemės ūkiui ir gyvulininkystei
Retas Žemės terbiumas gali pagerinti pasėlių kokybę ir padidinti fotosintezės greitį tam tikroje koncentracijos diapazone. Terbium kompleksai turi didelį biologinį aktyvumą. Terbium, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3 · 3H2O, turi gerą antibakterinį ir baktericidinį poveikį Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ir Escherichia coli. Jie turi plačią antibakterinį spektrą. Tokių kompleksų tyrimas suteikia naują šiuolaikinių baktericidinių vaistų tyrimų kryptį.
Naudojamas liuminescencijos lauke
Šiuolaikinėms optoelektroninėms medžiagoms reikia naudoti tris pagrindines fosforų spalvas, būtent raudoną, žalią ir mėlyną, kuris gali būti naudojamas įvairioms spalvoms sintetinti. „Terbium“ yra nepakeičiamas daugelio aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių miltelių komponentas. Jei retos žemės spalvos TV raudonos fluorescencinių miltelių gimimas paskatino yttrium ir europium paklausą, tada terbio panaudojimą ir vystymąsi buvo skatinami „Reth Earth“ trijų pirminių spalvų žalios spalvos fluorescencinių miltelių lempoms. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje „Philips“ išrado pirmąjį pasaulyje kompaktišką energiją taupančią fluorescencinę lempą ir greitai ją reklamavo visame pasaulyje. TB3+jonai gali skleisti žalią šviesą, kai bangos ilgis yra 545Nm, ir beveik visi retųjų žemės žaliųjų fosforų fosforai naudoja terbį kaip aktyvatorių.
Žalias spalvoto televizoriaus katodo spindulio vamzdžio (CRT) fosforas visada buvo pagrįstas cinko sulfidu, kuris yra pigus ir efektyvus, tačiau terbio milteliai visada buvo naudojami kaip žalias fosforas, skirtas projekcijai spalvoti televizorių, įskaitant Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 (Al, GA) 5O12 ∶ TB3+ir LaObr ∶ TB3+. Kuriant didelę ekrano aukštos raiškos televiziją (HDTV), taip pat kuriama aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių CRT miltelių. Pavyzdžiui, užsienyje buvo sukurta hibridinių žalių fluorescencinių miltelių, susidedančių iš Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LaOCL: TB3+ir Y2SiO5: TB3+, kurie turi puikų liuminescencijos efektyvumą esant dideliam srovės tankiui.
Tradiciniai rentgeno spindulių fluorescenciniai milteliai yra kalcio volfratas. Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose buvo sukurti retos žemės fosforai, skirti intensyvinantiems ekranams, tokiems kaip terbio aktyvuota sieros lantanum oksidas, terbio aktyvuotas bromo lantano oksidas (žaliems ekranams), terbiumui aktyvuoti sieros oksidą (III) oksidą ir tt, palyginti su kalcio tuštinuku) 80%, pagerinkite rentgeno filmų skiriamąją gebą, pratęskite rentgeno vamzdžių gyvenimo trukmę ir sumažinkite energijos suvartojimą. „Terbium“ taip pat naudojamas kaip fluorescencinis miltelių aktyvatorius medicininiams rentgeno spindulių patobulinimo ekranams, o tai gali žymiai pagerinti rentgeno spindulių virsmo į optinius vaizdus jautrumą, pagerinti rentgeno plėvelių aiškumą ir žymiai sumažinti rentgeno spindulių dozę žmogaus kūnui (daugiau nei 50%).
„Terbium“ taip pat naudojamas kaip baltosios LED fosforo aktyvatorius, sužadinamas mėlynos šviesos naujam puslaidininkio apšvietimui. Jis gali būti naudojamas „Terbium“ aliuminio magneto optinių kristalų fosforams gaminti, naudojant mėlyną šviesą, skleidžiančius diodus kaip sužadinimo šviesos šaltinius, o generuota fluorescencija sumaišoma su sužadinimo šviesa, kad būtų gryna balta šviesa.
Elektroliuminescencinės medžiagos, pagamintos iš terbio, daugiausia apima cinko sulfido žalią fosforą, kurio aktyvatorius yra terbis. Esant ultravioletiniam švitinimui, organiniai terbio kompleksai gali skleisti stiprią žalią fluorescenciją ir gali būti naudojami kaip plonos plėvelės elektroliuminescencinės medžiagos. Nors tiriant retųjų žemių organinių kompleksinių elektroliuminescencinių plonų plėvelių tyrimą buvo padaryta reikšminga pažanga, vis dar yra tam tikras atotrūkis nuo praktiškumo, o tyrimai, susiję su retųjų žemių organinių kompleksinių elektroliuminescencinėmis plonomis plėvelėmis ir prietaisais, vis dar yra išsamiai.
Terbio fluorescencijos charakteristikos taip pat naudojamos kaip fluorescencijos zondai. For example, Ofloxacin terbium (Tb3+) fluorescence probe was used to study the interaction between Ofloxacin terbium (Tb3+) complex and DNA (DNA) by fluorescence spectrum and absorption spectrum, indicating that Ofloxacin Tb3+probe can form a groove binding with DNA molecules, and DNA can significantly enhance the fluorescence of Ofloxacin TB3+sistema. Remiantis šiuo pokyčiu, galima nustatyti DNR.
Magneto optinėms medžiagoms
Medžiagos, turinčios „Faraday“ efektą, dar žinomas kaip magneto-optinės medžiagos, yra plačiai naudojamos lazeriuose ir kituose optiniuose prietaisuose. Yra du įprasti magneto optinių medžiagų tipai: magneto optiniai kristalai ir magneto optinis stiklas. Tarp jų magneto-optiniai kristalai (tokie kaip „YTTrium“ geležies granatas ir terbium galilio granatas) turi reguliuojamo veikimo dažnio ir didelio šiluminio stabilumo pranašumus, tačiau juos yra brangu ir sunku gaminti. Be to, daugelyje magneto-optinių kristalų, turinčių aukštą Faradėjaus sukimosi kampą, trumpų bangų diapazonas absorbuoja didelę absorbciją, o tai riboja jų naudojimą. Palyginti su „Magneto“ optiniais kristalais, „Magneto“ optinis stiklas turi didelį pralaidumą ir jį lengva paversti dideliais blokais ar pluoštais. Šiuo metu magneto optiniai akiniai, turintys didelį Faradėjaus efektą, daugiausia yra retos žemės jonų ruožo akiniai.
Naudojamas magneto optinėms saugojimo medžiagoms
Pastaraisiais metais, sparčiai plėtojant daugialypės terpės ir biurų automatizavimą, padidėjo naujų didelės talpos magnetinių diskų paklausa. Amorfinių metalų terbio pereinamojo metalo lydinio plėvelės buvo naudojamos gaminant aukštos kokybės magneto-optinius diskus. Tarp jų geriausia „TBFECO“ lydinio plono lydinio plona plėvelė. „Terbium“ pagrindu pagamintos magneto-optinės medžiagos buvo pagamintos dideliu mastu, o iš jų pagaminti magneto-optiniai diskai naudojami kaip kompiuterio laikymo komponentai, o laikymo talpa padidėjo 10–15 kartų. Jie turi didelės talpos ir greito prieigos greičio pranašumus ir gali būti nušluostytos ir padengtos dešimtimis tūkstančių kartų, kai jie naudojami didelio tankio optiniams diskams. Tai yra svarbi elektroninės informacijos saugojimo technologijos medžiaga. Dažniausiai naudojama magneto-optinės medžiagos matomose ir beveik infraraudonųjų spindulių juostose yra „Terbium“ gallio granatas (TGG) vienas kristalas, kuris yra geriausia magneto-optinės medžiagos, skirtos gaminti faraday rotatorius ir izoliatorius.
Magneto optiniam stiklui
„Faraday Magneto“ optinis stiklas turi gerą skaidrumą ir izotropiją matomuose ir infraraudonųjų spindulių regionuose ir gali sudaryti įvairias sudėtingas formas. Tai lengva gaminti didelio dydžio produktus ir gali būti įtrauktas į optinius pluoštus. Todėl jis turi plačias „Magneto“ optinių įrenginių, tokių kaip magneto optiniai izoliatoriai, magneto optiniai moduliatoriai ir šviesolaidinės srovės jutikliai, taikymo perspektyvos. Dėl didelio magnetinio momento ir nedidelio absorbcijos koeficiento matomame ir infraraudonųjų spindulių diapazone TB3+jonai tapo dažniausiai naudojami retųjų žemės jonai magneto optiniuose stikluose.
Terbium disprozium feromagnetostrictive lydinys
XX amžiaus pabaigoje, gilinant Pasaulio mokslinę ir technologinę revoliuciją, greitai atsiranda naujos retos žemės taikomosios medžiagos. 1984 m., Ajovos valstijos JAV universitetas, JAV ir JAV karinio jūrų laivyno paviršiaus ginklų tyrimų centro (pagrindinės „American Edge Technology Company“ (ET REMA) darbuotojų, esančių iš centro), kartu sukūrė naują retos žemės išmaniąją medžiagą, būtent „Terbium“ disprozio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprosio dysprozės, personalą. Ši nauja išmanioji medžiaga pasižymi puikiomis savybėmis greitai paversti elektros energiją į mechaninę energiją. Iš šios milžiniškos magnetostricto medžiagos pagaminti povandeniniai ir elektroakustiniai keitikliai buvo sėkmingai sukonfigūruoti jūrų įrangoje, naftos šulinių aptikimo garsiakalbiuose, triukšmo ir vibracijos kontrolės sistemose, vandenynų tyrinėjimo ir požeminių ryšių sistemose. Todėl, kai tik gimė Terbium disprozio geležies milžinė magnetostrictactive medžiaga, ji sulaukė plačiai paplitusio pramoninių pasaulio šalių dėmesio. „Edge Technologies“ JAV pradėjo gaminti Terbium dispozės geležies milžinišką magnetostricto medžiagą 1989 m. Ir pavadino jas Terfenol D. Vėliau Švedija, Japonija, Rusija, Jungtinė Karalystė ir Australija taip pat sukūrė Terbium dispozės geležies gianto magnetostricinės medžiagos.
Remiantis šios medžiagos plėtros istorija JAV, tiek medžiagos išradimas, tiek jos ankstyvosios monopolinės pritaikymai yra tiesiogiai susiję su karine pramone (pvz., Kariniu jūrų laivynu). Nors Kinijos kariniai ir gynybos skyriai pamažu stiprina jų supratimą apie šią medžiagą. Tačiau po to, kai Kinijos išsami nacionalinė galia žymiai padidėjo, XXI amžiaus karinės konkurencijos strategijos įgyvendinimo reikalavimai ir įrangos lygio pagerinimas tikrai bus labai skubus. Todėl karinių ir Nacionalinių gynybos departamentų Terbium disprozio geležies milžiniškos magnetostricto medžiagos naudojimas bus istorinis būtinybė.
Trumpai tariant, dėl daugybės puikių Terbium savybių jis yra nepakeičiamas daugelio funkcinių medžiagų narys ir nepakeičiama padėtis kai kuriuose taikymo laukuose. Tačiau dėl didelės „Terbium“ kainos žmonės tyrinėjo, kaip išvengti ir sumažinti terbio naudojimą, kad sumažintų gamybos sąnaudas. Pvz., Retos žemės magneto-optinės medžiagos taip pat turėtų kiek įmanoma naudoti nebrangų disprozio geležies kobalto arba gadolinio terbio kobalto; Pabandykite sumažinti terbio kiekį žaliuose fluorescenciniuose milteliuose, kurie turi būti naudojami. Kaina tapo svarbiu veiksniu, ribojančiu plačiai paplitusią Terbium. Tačiau daugelis funkcinių medžiagų negali išsiveržti be jos, todėl turime laikytis principo „naudoti gerą plieną ant peiliuko“ ir pabandyti kiek įmanoma labiau išsaugoti terbio naudojimą.
Pašto laikas: 2012 m. Liepos 05 d