Terbiumpriklauso sunkios retos žemės kategorijai, kurios žemės pluta yra maža tik 1,1 ppm.Terbio oksidassudaro 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% viso bendroRetas žemė, nurodant, kad ji priklauso „kilniai“ kategorijaiRetas žemėelementai. Nuo daugiau nei 100 metų nuo 1843 m. Terbium atradimo jo trūkumas ir vertė ilgą laiką užkirto kelią praktiniam pritaikymui. Tik per pastaruosius 30 metųterbiumparodė savo unikalų talentą.
Atraskite istoriją
Švedijos chemikas Carlas Gustafas Mosanderis 1843 m. Atrado Terbium. Jis atrado jo priemaišasYttrium oksidasirY2O3. Yttriumyra pavadintas Itby kaimo vardu Švedijoje. Prieš atsirandant jonų mainų technologijai, Terbium nebuvo išskirta gryna forma.
„Mossander“ pirmą kartą padalijoYttrium oksidasĮ tris dalis, kurios buvo pavadintos rūdų vardu:Yttrium oksidas, Erbio oksidas, irterbio oksidas. Terbio oksidasiš pradžių buvo sudarytas iš rožinės dalies dėl elemento, dabar žinomo kaipErbium. Erbio oksidas(įskaitant tai, ką mes dabar vadiname Terbium) iš pradžių buvo bespalvis sprendimo dalis. Netirpus šio elemento oksidas laikomas rudu.
Vėliau darbuotojams buvo sunku stebėti mažą bespalvį “Erbio oksidas„Bet negalima ignoruoti tirpios rožinės dalies. Diskusijos dėl egzistavimoErbio oksidasne kartą atsirado. 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 naudoja natrio disulfidą ar kalio sulfatą, kad pašalintų cerio dioksidą išYttrium oksidasnetyčia pasukiteterbiumį ceriumą, kuriame yra nuosėdų. Šiuo metu žinomas kaip 'terbium', tik apie 1% originaloYttrium oksidasyra, bet to pakanka, kad būtų galima perduoti šviesiai geltoną spalvąYttrium oksidas. Todėlterbiumyra antrinis komponentas, kuriame iš pradžių jį buvo, ir jį kontroliuoja artimiausi kaimynai,Gadoliniumirdisprozė.
Vėliau, kai tik kitaRetas žemėElementai buvo atskirti nuo šio mišinio, neatsižvelgiant į oksido dalį, terbio pavadinimas buvo išlaikytas iki galiausiai, rudojo oksidoterbiumbuvo gautas gryna forma. 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
Elektroninis išdėstymas:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektroninis išdėstymasterbiumyra [xe] 6S24F9. Paprastai tik trys elektronai gali būti pašalinti, kol branduolinis krūvis tampa per didelis, kad būtų galima toliau jonizuoti. Tačiau jeiterbium, pusiau užpildytasterbiumLeidžia toliau jonizuoti ketvirtąjį elektroną, esant labai stipriam oksidantams, tokiems kaip fluoro dujos.
Metalas
Terbiumyra 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 ankstyvaisiais lantanido elementais, jis yra palyginti stabilus ore. Devintasis lantanido elementų elementas Terbium yra labai įkrautas metalas, kuris reaguoja su vandeniu ir sudaro vandenilio dujas.
Gamtoje,terbiumNiekada nebuvo nustatyta, kad yra laisvas elementas, turintis nedidelį kiekį fosforo cerio torio smėlio ir silicio berilio yttrium rūdos.Terbiumkartu su kitais retųjų žemės elementais monazito smėlyje, paprastai turint 0,03% terbio kiekio. Kiti šaltiniai yra yttrium fosfatas ir retas žemės auksas, kurie abu yra oksidų, turinčių iki 1% terbio, mišinių.
Paraiška
TaikymasterbiumDažniausiai 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. Irterbiumyra nepakeičiamas daugelio aukštos kokybės žalios fluorescencinių miltelių komponentas.
(3) naudojama kaip magneto optinė laikymo medžiaga. Amorfinio metalo „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 žemėterbiumGali pagerinti pasėlių kokybę ir padidinti fotosintezės greitį tam tikrame koncentracijos diapazone. Terbium kompleksai turi didelį biologinį aktyvumą, o trišakiai kompleksaiterbium, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, turi gerą antibakterinį ir baktericidinį poveikį Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ir Escherichia coli su plataus spektro antibakterinėmis savybėmis. Šių kompleksų tyrimas pateikia 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 poreikįyttriumirEuropium, tada terbio panaudojimą ir vystymąsi skatino retas žemė. Trijų pirminių spalvų žalios spalvos fluorescenciniai milteliai 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 545 nm, ir beveik visi retos žemės žalios fluorescenciniai milteliai naudojaterbium, kaip aktyvatorius.
Žaliojo fluorescenciniai milteliai, naudojami spalvotoms televizoriaus katodinių spindulių vamzdeliams (CRT), visada buvo pagrįsti pigiu ir efektyviu cinko sulfidu, tačiau terbio milteliai visada buvo naudojami kaip projekcinė spalvų televizoriaus žalios spalvos milteliai, tokie kaip 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 1980 mterbium, aktyvuotas lantano sulfido oksidas, terbis aktyvuotas lantano bromido oksidas (žaliems ekranams) ir terbio aktyvuotas yttrium sulfido oksidas. Palyginus su kalcio volframtetu, retos žemės fluorescenciniai milteliai gali sumažinti pacientų rentgeno spinduliuotės laiką 80%, pagerinti rentgeno plėvelės skiriamąją gebą, prailginti rentgeno vamzdžių gyvenimo trukmę ir sumažinti 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%).
Terbiumtaip pat naudojamas kaip baltojo LED fosforo aktyvatorius, kurį sužadina mėlyna šviesa naujam puslaidininkio apšvietimui. Jis gali būti naudojamas „Terbium“ aliuminio magneto optinių kristalų fosforų gamybai, naudojant mėlyną šviesą, skleidžiančius diodus kaip sužadinimo šviesos šaltinius, o sugeneruota fluorescencija sumaišoma su sužadinimo šviesa, kad būtų gauta gryna balta šviesa.
Iš terbio pagamintos elektroliuminescencinės medžiagos daugiausia apima cinko sulfido žalią fluorescencinių miltelių suterbiumkaip aktyvatorius. Esant ultravioletiniam švitinimui, organiniai terbio kompleksai gali skleisti stiprią žalią fluorescenciją ir gali būti naudojami kaip plonos plėvelės elektroliuminescencinės medžiagos. Nors tiriant buvo padaryta reikšminga pažangaRetas žemėEkologiški kompleksiniai elektroliuminescencinės plonos plėvelės, vis dar yra tam tikras atotrūkis nuo praktiškumo, o tyrimai su retųjų žemių organiniais kompleksiniais elektroliuminescencinėmis plonomis plėvelėmis ir prietaisais vis dar yra gilios.
Terbio fluorescencijos charakteristikos taip pat naudojamos kaip fluorescencijos zondai. Ofloksacino terbio (TB3+) komplekso ir deoksibonukleorūgšties (DNR) sąveika buvo tiriama naudojant fluorescencijos ir absorbcijos spektrus, tokius kaip ofloxacin terbium (TB3+) fluorescencinis zondas. Rezultatai parodė, kad Ofloxacin TB3+zondas gali sudaryti griovelį surišant su DNR molekulėmis, o deoksiribonukleorūgštis gali žymiai sustiprinti Ofloxacin TB3+sistemos fluorescenciją. Remiantis šiuo pokyčiu, galima nustatyti dezoksiribonukleorūgštį.
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 didelius Faradėjaus sukimosi kampus, 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. Amorfinio metalo „Terbium“ pereinamojo metalo lydinio plonos 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, nuolat gilinant pasaulio technologinę revoliuciją, greitai atsirado naujos retos žemės taikymo medžiagos. 1984 m. Ajovos valstijos universitetas, JAV Energetikos departamento ir JAV karinio jūrų laivyno paviršiaus ginklų tyrimų centro (iš kurio atėjo pagrindiniai vėlesnės „Edge Technology Corporation“ (ET REMA) darbuotojai) bendradarbiavo kurti naują retos žemės intelektualią medžiagą, būtent Terbium disprozio feromagnetinę magnetostricinę medžiagą. Ši nauja intelektuali 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, labai padidinus Kinijos išsamią nacionalinę jėgą, paklausa siekti XXI amžiaus karinės konkurencinės strategijos ir tobulinant įrangos lygį tikrai bus labai skubus. Todėl karinių ir Nacionalinių gynybos departamentų Terbium disprozio geležies milžiniškos magnetostricto medžiagos naudojimas bus istorinis būtinybė.
Trumpai tariant, daugybė puikių savybiųterbiumPadarykite tai nepakeičiamu daugelio funkcinių medžiagų nariu ir nepakeičiama padėtimi kai kuriuose taikymo laukuose. Tačiau dėl didelės „Terbium“ kainos žmonės tyrinėjo, kaip išvengti ir sumažinti terbio naudojimą, kad sumažintų gamybos sąnaudas. Pavyzdžiui, retos žemės magneto-optinės medžiagos taip pat turėtų naudoti nebrangiasDisprozio geležisKobaltas arba gadolinio terbium kobaltas kiek įmanoma; Pabandykite sumažinti terbio kiekį žaliuose fluorescenciniuose milteliuose, kurie turi būti naudojami. Kaina tapo svarbiu veiksniu, ribojančiu platų naudojimąterbium. Tačiau daugelis funkcinių medžiagų negali išsiversti be jos, todėl turime laikytis principo „naudoti gerą plieną ant peiliuko“ ir pabandyti išsaugoti naudojimąterbiumkiek įmanoma.
Pašto laikas: 2012 m. Spalio 25 d