TerbijumPripada kategoriji teških rijetkih Zemlja, s niskim obiljem u zemaljskoj kore sa samo 1,1 ppm.Terbium oksidčini manje od 0,01% ukupnih rijetkih Zemlja. Čak i u visokoj ytrium ionskoj vrsti teške rijetke rude s najvećim sadržajem terbija, sadržaj terbija čini samo 1,1-1,2% od ukupnog brojarijetka zemlja, što ukazuje da pripada kategoriji "plemenita"rijetka zemljaelementi. Već više od 100 godina od otkrića Terbija 1843. godine, njegova oskudice i vrijednost već su dugo spriječili njegovu praktičnu primjenu. Tek u posljednjih 30 godinaterbijumpokazao je svoj jedinstveni talent.
Otkrivanje povijesti
Švedski kemičar Carl Gustaf Mosander otkrio je Terbium 1843. godine. Otkrio je njegove nečistoće uytrium oksidiY2o3. Vitrijaime je dobio po selu Itby u Švedskoj. Prije pojave tehnologije razmjene iona, terbium nije bio izoliran u svom čistom obliku.
Mossander se prvo podijelioytrium oksidu tri dijela, svi nazvani po rudama:ytrium oksid, erbium oksid, iterbium oksid. Terbium oksidbio je izvorno sastavljen od ružičastog dijela, zbog elementa koji je danas poznat kaoerbijum. Erbium oksid(uključujući ono što sada nazivamo Terbium) izvorno je bio bezbojni dio u otopini. Netopljivi oksid ovog elementa smatra se smeđim.
Kasnije je radnicima bilo teško promatrati sićušne bezbojne "erbium oksid", Ali topljivi ružičasti dio ne može se zanemariti. Rasprava o postojanjuerbium oksidviše puta se pojavio. U kaosu je originalno ime bilo preokrenuto i razmjena imena je zaglavila, pa je ružičasti dio na kraju spomenut kao rješenje koje sadrži erbium (u otopini je bio ružičasto). Sada se vjeruje da radnici koji koriste natrijev disulfid ili kalijev sulfat za uklanjanje cerijskog dioksida izytrium oksidnenamjerno okrenutiterbijumu cerij koji sadrži taloge. Trenutno poznat kao 'terbijum', samo oko 1% originalaytrium oksidje prisutan, ali ovo je dovoljno za prenošenje svijetlo žute boje naytrium oksid. Stoga,terbijumje sekundarna komponenta koja ga je u početku sadržavala, a kontroliraju je njegovi neposredni susjedi,gadolinijumidisprozijum.
Poslije, kad god drugirijetka zemljaElementi su odvojeni od ove smjese, bez obzira na udio oksida, naziv terbija je zadržano sve dok konačno, smeđi oksidterbijumdobiven je u čistom obliku. Istraživači u 19. stoljeću nisu koristili ultraljubičastu tehnologiju fluorescencije za promatranje jarko žutih ili zelenih nodula (III), što olakšava terbij prepoznati u čvrstim smjesama ili otopinama.
Konfiguracija elektrona
Elektronski izgled:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektronički rasporedterbijumje [xe] 6s24f9. Obično se mogu ukloniti samo tri elektrona prije nego što nuklearni naboj postane prevelik da bi se dodatno ionizirao. Međutim, u slučajuterbijum, polutokterbijumOmogućuje daljnju ionizaciju četvrtog elektrona u prisutnosti vrlo snažnog oksidansa poput fluorskog plina.
Metal
Terbijumje srebrno bijela rijetka zemljana metal s duktilnošću, žilavošću i mekoćom koji se može izrezati nožem. Točka topljenja 1360 ℃, točka ključanja 3123 ℃, gustoća 8229 4kg/m3. U usporedbi s elementima ranih lantanida, u zraku su relativno stabilni. Deveti element elemenata lantanida, terbij, visoko je nabijeni metal koji reagira s vodom kako bi nastao vodikov plin.
U prirodi,terbijumNikada nije otkriveno da je slobodan element, prisutan u malim količinama u fosfornom cerijskom torij pijesku i silicijskom beriliju ytrium rudi.TerbijumKoegzisti s drugim rijetkim zemaljskim elementima u monazitskom pijesku, s općenito 0,03% sadržaja terbija. Ostali izvori uključuju ytrium fosfat i rijetko zemaljsko zlato, a obje su smjese oksida koje sadrže do 1% terbija.
Prijava
PrimjenaterbijumUglavnom uključuju visokotehnološke polja, koja su intenzivna tehnologija i vrhunski projekti intenzivnih znanja, kao i projekti s značajnim ekonomskim koristima, s atraktivnim izgledima za razvoj.
Glavna područja prijave uključuju:
(1) Koristi se u obliku miješanih rijetkih zemalja. Na primjer, koristi se kao rijetko gnojivo od zemlje i dodatak za poljoprivredu.
(2) Aktivator za zeleni prah u tri primarna fluorescentna praška. Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju uporabu tri osnovne boje fosfora, naime crvene, zelene i plave boje, koje se mogu koristiti za sintetiziranje različitih boja. Iterbijumje neophodna komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim prahovima.
(3) Koristi se kao magneto optički materijal za pohranu. Amorfni metalni terbijski prijelazni metal legura tanki filmovi korišteni su za proizvodnju magneto optičkih diskova visokih performansi.
(4) Proizvodnja magneto optičkog stakla. Faraday rotacijsko staklo koje sadrži terbium ključni je materijal za proizvodnju rotatora, izolatora i cirkulatora u laserskoj tehnologiji.
(5) Razvoj i razvoj terbij disprozij feromagnetosttriktivne legure (terfenol) otvorio je nove aplikacije za terbium.
Za poljoprivredu i stočarstvo
Rijetka zemljaterbijummože poboljšati kvalitetu usjeva i povećati brzinu fotosinteze unutar određenog raspona koncentracije. Kompleksi terbija imaju visoku biološku aktivnost i ternarne komplekseterbijum, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, imaju dobre antibakterijske i baktericidne učinke na Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis i Escherichia coli, sa antibakterijskim svojstvima širokog spektra. Proučavanje ovih kompleksa pruža novi istraživački smjer za moderne baktericidne lijekove.
Koristi se u polju luminiscencije
Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju uporabu tri osnovne boje fosfora, naime crvene, zelene i plave boje, koje se mogu koristiti za sintetiziranje različitih boja. A Terbium je neophodna komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim prahovima. Ako je rođenje rijetke zemlje TV crveni fluorescentni prah potaknulo potražnju zavitrijaieuropijum, tada su primjenu i razvoj terbija promovirali rijetka zemlja tri primarne boje zelenog fluorescentnog praha za svjetiljke. Početkom 1980-ih Philips je izumio prvu svjetsku kompaktnu fluorescentnu svjetiljku i brzo je promovirao globalno. TB3+ioni mogu emitirati zeleno svjetlo s valnom duljinom od 545 nm, a gotovo svi rijetki zemaljski zeleni fluorescentni puderi koristeterbijum, kao aktivator.
Zeleni fluorescentni prah koji se koristi za katodne cijevi s TV -om u boji (CRTS) uvijek se uglavnom temelji na jeftinom i učinkovitom cink sulfidu, ali terbijski prah uvijek se koristio kao projekcijski TV zeleni prah, poput Y2Sio5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+i LAOBR: TB3+. S razvojem televizije visoke razlučivosti s velikim ekranom (HDTV), također se razvijaju, također se razvijaju zeleni fluorescentni puderi s visokim performansama. Na primjer, u inozemstvu je razvijen hibridni zeleni fluorescentni prah, koji se sastoji od Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+i Y2SIO5: TB3+, koji imaju izvrsnu učinkovitost luminescencije pri visokoj gustoći struje.
Tradicionalni rendgenski fluorescentni prah je kalcijev volfram. 1970 -ih i 1980 -ih razvijeni su rijetki fluorescentni puderi za senzibilizaciju, poputterbijum, aktivirani lanthanum sulfidni oksid, terbijski aktivirani lanthanum bromid oksid (za zelene ekrane) i terbijski aktiviran ytrium sulfidni oksid. U usporedbi s kalcijevim volframom, rijetki fluorescentni prah može smanjiti vrijeme zračenja rendgenskih zraka za pacijente za 80%, poboljšati razlučivost rendgenskih filmova, proširiti životni vijek rendgenskih cijevi i smanjiti potrošnju energije. Terbium se također koristi kao fluorescentni aktivator praha za ekrane za poboljšanje rendgenskih zraka, koji mogu uvelike poboljšati osjetljivost pretvorbe rendgenskih zraka u optičke slike, poboljšati jasnoću rendgenskih filmova i uvelike smanjiti dozu izloženosti rendgenskim zrakama ljudskom tijelu (za više od 50%).
Terbijumtakođer se koristi kao aktivator u bijelom LED fosforu pobuđenom plavom svjetlošću za novu poluvodičku rasvjetu. Može se koristiti za proizvodnju terbijskih aluminijskih magneto optičkih kristalnih fosfora, koristeći diode plave svjetlosti kao izvore pobudne svjetlosti, a generirana fluorescencija pomiješana je s pobuđenim svjetlom za proizvodnju čiste bijele svjetlosti
Elektroluminescentni materijali izrađeni od terbija uglavnom uključuju cink sulfid zeleni fluorescentni prah sterbijumkao aktivator. Pod ultraljubičastom zračenjem, organski kompleksi terbija mogu emitirati jaku zelenu fluorescenciju i mogu se koristiti kao tanki filmski elektroluminiscentni materijali. Iako je postignut značajan napredak u istraživanjurijetka zemljaOrganski složeni elektroluminescentni tanki filmovi, još uvijek postoji određeni jaz od praktičnosti, a istraživanja o rijetkim organskim kompleksnim kompleksnim kompleksom elektroluminescentni tanki filmovi i uređaji još uvijek su u dubini.
Karakteristike fluorescencije terbija također se koriste kao fluorescentne sonde. Interakcija između složena terbij (TB3+) i deoksiribonukleinska kiselina (DNA) proučavana je korištenjem fluorescentnih i apsorpcijskih spektra, poput fluorescentne sonde ofloksacin terbija (TB3+). Rezultati su pokazali da sonda ofloksacina TB3+može tvoriti vezanje utora s molekulama DNA, a deoksiribonukleinska kiselina može značajno poboljšati fluorescenciju oFloksacin TB3+sustava. Na temelju ove promjene može se utvrditi deoksiribonukleinska kiselina.
Za magneto optičke materijale
Materijali s Faradayevim efektom, poznatim i kao magneto-optički materijali, široko se koriste u laserima i drugim optičkim uređajima. Postoje dvije uobičajene vrste magneto optičkih materijala: magneto optički kristali i magneto optičko staklo. Među njima, magneto-optički kristali (poput ytrium željeznog granata i terbij gallica Garnet) imaju prednosti podesive radne frekvencije i visoke toplinske stabilnosti, ali su skupe i teško ih je izraditi. Pored toga, mnogi magneto-optički kristali s visokim kutovima rotacije Faraday imaju visoku apsorpciju u rasponu kratkog vala, što ograničava njihovu upotrebu. U usporedbi s magneto optičkim kristalima, magneto optičko staklo ima prednost visoke propusnosti i lako se izrađuje u velike blokove ili vlakna. Trenutno su magneto-optičke čaše s visokim faradayevim efektom uglavnom rijetke dopirane naočale za zemaljsku ionu.
Koristi se za magneto optičke materijale za pohranu
Posljednjih godina, brzim razvojem multimedijske i uredske automatizacije, potražnja za novim magnetskim diskovima velikog kapaciteta raste. Amorfni metalni terbijski prijelazni metal legura tanki filmovi korišteni su za proizvodnju magneto optičkih diskova visokih performansi. Među njima, TBFECO legura tanki film ima najbolju izvedbu. Magneto-optički materijali na bazi terbija proizvedeni su u velikoj mjeri, a magneto-optički diskovi izrađeni od njih koriste se kao komponente za skladištenje računala, pri čemu je kapacitet skladištenja povećan za 10-15 puta. Imaju prednosti velikog kapaciteta i brzine brzog pristupa, a mogu se obrisati i obložiti desecima tisuća puta kada se koriste za optičke diskove visoke gustoće. Oni su važni materijali u tehnologiji elektroničke tehnologije za pohranu informacija. Najčešće korišteni magneto-optički materijal u vidljivim i blizu infracrvenim trakama je Terbium Galline Garnet (TGG) s jednim kristalom, koji je najbolji magneto-optički materijal za izradu faraday rotatora i izolatora.
Za magneto optičko staklo
Faraday Magneto optičko staklo ima dobru prozirnost i izotropiju u vidljivim i infracrvenim regijama, a može tvoriti različite složene oblike. Lako je proizvoditi proizvode velike veličine i može se uvući u optička vlakna. Stoga ima široke izglede za primjenu u magneto optičkim uređajima kao što su magneto optički izolatori, magneto optički modulatori i senzori optičke struje. Zbog svog velikog magnetskog trenutka i malog koeficijenta apsorpcije u vidljivom i infracrvenom rasponu, TB3+ioni su se obično koristili rijetkim zemaljskim ionima u magneto optičkim čašama.
Terbium disprozium feromagtotostriktivna legura
Krajem 20. stoljeća, uz kontinuirano produbljivanje svjetske tehnološke revolucije, brzo su se pojavili novi materijali za primjenu rijetke zemlje. Godine 1984. Državno sveučilište Iowa, laboratorij Ames američkog Ministarstva energetike, i istraživačkog centra za površinsko oružje američke mornarice (iz kojeg je stiglo glavno osoblje kasnije uspostavljene Edge Technology Corporation (et Rema)) surađivalo je kako bi razvio novi rijetki inteligentni materijal, a to je terbijski disprozij feromagnetski magnetnetski materijal. Ovaj novi inteligentni materijal ima izvrsne karakteristike brzog pretvaranja električne energije u mehaničku energiju. Podvodni i elektro-akustični pretvarači izrađeni od ovog divovskog magnetostiktivnog materijala uspješno su konfigurirani u mornaričkoj opremi, zvučnicima za otkrivanje ulja, sustavima za kontrolu buke i vibracija, te istraživačkim sustavima za istraživanje i podzemnim komunikacijama. Stoga je, čim se rodio magnetostriktivni materijal Terbium Disprosium Iron Giant, privukao široku pažnju industrijaliziranih zemalja širom svijeta. Edge tehnologije u Sjedinjenim Državama počele su proizvoditi terbijski disprozij željezni div magnetostriktivni materijali 1989. godine i nazvale ih Terfenol D. Potom, Švedska, Japan, Rusija, Ujedinjeno Kraljevstvo i Australija također su razvile magnetostriktivne magnetostriktivne magnetostriktivne magnetriktivne terbij disprozij.
Iz povijesti razvoja ovog materijala u Sjedinjenim Državama, i izum materijala i njegove rane monopolističke primjene izravno su povezani s vojnom industrijom (poput mornarice). Iako kineski vojni i obrambeni odjeli postupno jačaju svoje razumijevanje ovog materijala. Međutim, uz značajno poboljšanje sveobuhvatne kineske nacionalne snage, potražnja za postizanjem vojne konkurentne strategije 21. stoljeća i poboljšanjem razine opreme definitivno će biti vrlo hitna. Stoga će široka uporaba magnetostriktivnih materijala od strane magnetostriktivnih materijala od terbija disprozij od strane vojnih i nacionalnih odjela za obranu biti povijesna potreba.
Ukratko, mnoga izvrsna svojstvaterbijumUčinite ga nezamjenjivim članom mnogih funkcionalnih materijala i nezamjenjivim položajem u nekim poljima aplikacija. Međutim, zbog visoke cijene terbija, ljudi su proučavali kako izbjeći i minimizirati uporabu terbija kako bi smanjili troškove proizvodnje. Na primjer, rijetki magneto-optički materijali također bi trebali koristiti jeftiniDisprozijsko željezokobalt ili gadolinium terbium kobalt koliko god je to moguće; Pokušajte smanjiti sadržaj terbija u zelenom fluorescentnom prahu koji se mora koristiti. Cijena je postala važan čimbenik koji ograničava široku upotrebuterbijum. Ali mnogi funkcionalni materijali ne mogu bez njega, pa se moramo pridržavati principa „Korištenje dobrog čelika na oštrici“ i pokušati spasiti upotrebuterbijumkoliko god je to moguće.
Post Vrijeme: OCT-25-2023