Terbijutappartjeni għall-kategorija ta 'tqilart rari, b'abbundanza baxxa fil-qoxra tad-dinja għal 1.1 ppm biss. L-ossidu tat-terbiju jammonta għal inqas minn 0.01% tal-art rari totali. Anke fit-tip ta 'joni yttrium għoli ta' minerali ta 'l-art rari bl-ogħla kontenut ta' terbium, il-kontenut ta 'terbium jammonta biss għal 1.1-1.2% tat-total ta' l-art rari, li jindika li jappartjeni għall-kategorija "nobbli" ta 'elementi ta' art rari. Għal aktar minn 100 sena mill-iskoperta ta 'terbium fl-1843, l-iskarsezza u l-valur tagħha ma ħallewx l-applikazzjoni prattika tagħha għal żmien twil. Huwa biss fl-aħħar 30 sena li t-terbium wera t-talent uniku tiegħu。
Niskopru l-Istorja
L-ispiżjar Żvediż Carl Gustaf Mosander skopra terbium fl-1843. Huwa sab l-impuritajiet tiegħu fiYttrium (III) OssiduuY2O3- Yttrium huwa msemmi wara l-villaġġ ta 'Ytterby fl-Iżvezja. Qabel il-ħolqien tat-teknoloġija tal-iskambju tal-joni, it-terbiju ma kienx iżolat fil-forma pura tiegħu.
Mosant l-ewwel maqsum yttrium (iii) ossidu fi tliet partijiet, kollha msemmija wara minerali: ytttrium (iii) ossidu,Erbium (III) ossidu, u ossidu tat-terbiju. L-ossidu tat-terbiju kien oriġinarjament magħmul minn parti roża, minħabba l-element issa magħruf bħala Erbium. "Erbium (III) ossidu" (inkluż dak li issa nsejħu terbium) kien oriġinarjament il-parti essenzjalment bla kulur fis-soluzzjoni. L-ossidu li ma jinħallx ta 'dan l-element huwa meqjus kannella.
Ħaddiema aktar tard ma tantx setgħu josservaw l-ossidu ċkejkna bla kulur "erbium (III), iżda l-parti roża li tinħall ma setgħetx tiġi injorata. Dibattiti dwar l-eżistenza ta 'ossidu ta' erbium (III) inqalgħu ripetutament. Fil-kaos, l-isem oriġinali ġie mreġġa 'lura u l-iskambju ta' ismijiet kien mwaħħal, u għalhekk il-parti roża eventwalment ġiet imsemmija bħala soluzzjoni li fiha l-erbium (fis-soluzzjoni, kien roża). Issa huwa maħsub li l-ħaddiema li jużaw bisulfat tas-sodju jew is-sulfat tal-potassjuCerium (IV) ossidubarra mill-ossidu ta 'Yttrium (III) u jibdel it-terbium mingħajr intenzjonalment f'ċerju li jkun fih sediment. Madwar 1% biss ta 'l-ossidu oriġinali ta' Yttrium (III), issa magħruf bħala "terbium", huwa biżżejjed biex jgħaddi kulur safrani għall-ossidu ta 'Yttrium (III). Għalhekk, it-terbiju huwa komponent sekondarju li inizjalment kien fih, u huwa kkontrollat mill-ġirien immedjati tiegħu, il-gadolinium u d-disposju.
Wara, kull meta elementi oħra rari tad-dinja ġew separati minn din it-taħlita, irrispettivament mill-proporzjon ta 'l-ossidu, l-isem ta' terbium inżamm sakemm finalment, l-ossidu kannella ta 'terbium kien miksub f'forma pura. Riċerkaturi fis-seklu 19 ma użawx teknoloġija ta 'fluworexxenza ultravjola biex josservaw noduli isfar jew aħdar jgħajjat (III), li jagħmilha aktar faċli li t-terbiju jkun rikonoxxut f'taħlitiet jew soluzzjonijiet solidi.
Konfigurazzjoni tal-elettroni
Konfigurazzjoni tal-elettroni:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Il-konfigurazzjoni tal-elettroni tat-terbiju hija [xe] 6S24F9. Normalment, tliet elettroni biss jistgħu jitneħħew qabel ma t-tagħbija nukleari ssir kbira wisq biex tiġi jonizzata aktar, iżda fil-każ ta 'terbiju, terbiju mimli semi jippermetti li r-raba' elettron jiġi jonizzat aktar fil-preżenza ta 'ossidanti qawwija ħafna bħal gass tal-fluworin.
Terbium huwa metall abjad rari abjad tal-fidda b'ductility, ebusija, u irtubija li tista 'tinqata' b'sikkina. Punt tat-tidwib 1360 ℃, punt tat-togħlija 3123 ℃, densità 8229 4kg / m3. Meta mqabbel mal-lantanide bikri, huwa relattivament stabbli fl-arja. Bħala d-disa 'element ta' lantanide, it-terbiju huwa metall b'elettriku qawwi. Jirreaġixxi bl-ilma biex jifforma l-idroġenu.
Fin-natura, it-terbiju qatt ma nstab li kien element ħieles, li ammont żgħir tiegħu jeżisti fir-ramel tat-torju tal-fosferiju u l-gadolinite. Terbium jeżisti ma 'elementi oħra ta' art rari fir-ramel ta 'monazite, b'kontenut ta' terbium ġeneralment ta '0.03%. Sorsi oħra huma minerali tad-deheb rari tal-ksenotime u suwed, it-tnejn li huma taħlitiet ta 'ossidi u fihom sa 1% terbium.
Applikazzjoni
L-applikazzjoni ta 'terbium tinvolvi l-aktar oqsma ta' teknoloġija għolja, li huma proġetti ta 'qtugħ intensivi u intensivi fit-teknoloġija, kif ukoll proġetti b'benefiċċji ekonomiċi sinifikanti, bi prospetti ta' żvilupp attraenti.
L-oqsma ewlenin ta 'applikazzjoni jinkludu:
(1) Utilizzata fil-forma ta 'art rari mħallta. Pereżempju, huwa użat bħala fertilizzant kompost tad-dinja rari u addittiv għall-għalf għall-agrikoltura.
(2) Attivatur għal trab aħdar fi tliet trabijiet fluworexxenti primarji. Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta 'tliet kuluri bażiċi ta' fosfri, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex sintetizza diversi kuluri. U t-terbiju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trab fluworexxenti aħdar ta 'kwalità għolja.
(3) Użat bħala materjal tal-ħażna ottika tal-manjet. Films irqaq tal-metall ta 'transizzjoni tal-metall amorfu tal-metall tat-terbiju ntużaw biex jimmanifatturaw diski manjeto-ottiċi ta' prestazzjoni għolja.
(4) Ħġieġ ottiku tal-manifattura tal-manifattura. Ħġieġ li jdur Faraday li fih terbium huwa materjal ewlieni għall-manifattura ta 'rotaturi, iżolaturi, u ċirkolaturi fit-teknoloġija tal-lejżer.
(5) L-iżvilupp u l-iżvilupp ta 'liga ferromagnetostrittiva tat-terbiju (terfenol) fetħet applikazzjonijiet ġodda għat-terbiju.
Għall-agrikoltura u t-trobbija tal-annimali
Terbium rari tad-dinja jista 'jtejjeb il-kwalità tal-għelejjel u jżid ir-rata ta' fotosintesi f'ċerta firxa ta 'konċentrazzjoni. Il-kumplessi tat-terbiju għandhom attività bijoloġika għolja. Kumplessi ternarji ta 'terbium, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3 · 3H2O, għandhom effetti antibatteriċi u batteriċi tajbin fuq Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis u Escherichia coli. Huma għandhom spettru antibatteriku wiesa '. L-istudju ta 'kumplessi bħal dawn jipprovdi direzzjoni ta' riċerka ġdida għal mediċini batteriċidi moderni.
Użat fil-qasam tal-luminixxenza
Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta 'tliet kuluri bażiċi ta' fosfri, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex sintetizza diversi kuluri. U t-terbiju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trab fluworexxenti aħdar ta 'kwalità għolja. Jekk it-twelid ta 'trab tal-kulur tat-TV rari tat-TV aħmar stimula d-domanda għal yttrium u europium, allura l-applikazzjoni u l-iżvilupp ta' terbium ġew promossi minn art rari Tliet trab fluworexxenti aħdar ta 'kulur primarju għal fanali. Fil-bidu tas-snin 1980, Philips ivvinta l-ewwel lampa fluworexxenti kompatta tad-dinja u ppromwovaha malajr globalment. Joni TB3 + jistgħu jarmu dawl aħdar b'tul ta 'mewġa ta' 545nm, u kważi l-fosfri ħodor tad-dinja rari jużaw terbium bħala attivatur.
Il-fosfru aħdar għat-tubu tar-raġġi tal-katodu tat-TV bil-kulur (CRT) dejjem kien ibbażat fuq sulfid taż-żingu, li huwa rħis u effiċjenti, iżda t-trab tat-terbiju dejjem intuża bħala l-fosfru aħdar għall-projezzjoni tat-TV bil-kulur, inkluż Y2SIO5 ∶ TB3 +, Y3 (AL, GA) 5O12 ∶ TB3 + u Laobr ∶ TB3 +. Bl-iżvilupp ta 'televiżjoni b'definizzjoni għolja ta' skrin kbir (HDTV), trab fluworexxenti aħdar ta 'prestazzjoni għolja għal CRTs qed jiġu żviluppati wkoll. Pereżempju, trab fluworexxenti aħdar ibridu ġie żviluppat barra mill-pajjiż, li jikkonsisti minn Y3 (AL, GA) 5O12: TB3 +, LAOCL: TB3 +, u Y2SIO5: TB3 +, li għandhom effiċjenza eċċellenti ta 'luminixxenza f'densità għolja ta' kurrent.
It-trab fluworexxenti tradizzjonali tar-raġġi X huwa t-tungstat tal-kalċju. Fis-snin 70 u 1980, ġew żviluppati fosfori tad-dinja rari għall-intensifikazzjoni ta 'skrins Irradjazzjoni tar-raġġi X għal pazjenti bi 80%, ittejjeb ir-riżoluzzjoni ta 'films tar-raġġi X, testendi l-ħajja ta' tubi tar-raġġi X, u tnaqqas il-konsum tal-enerġija. It-terbiju jintuża wkoll bħala attivatur tat-trab fluworexxenti għal skrins tat-tisħiħ tar-raġġi X mediċi, li jistgħu jtejbu ħafna s-sensittività tal-konverżjoni tar-raġġi X f'immaġini ottiċi, itejbu ċ-ċarezza tal-films tar-raġġi X, u tnaqqas ħafna d-doża ta 'esponiment ta' raġġi X għall-ġisem tal-bniedem (b'aktar minn 50%).
It-terbiju jintuża wkoll bħala attivatur fil-fosfru LED abjad eċċitat bid-dawl blu għal dawl semikondutturi ġdid. Jista 'jintuża biex jipproduċi fosfori tal-kristall ottiku tal-aluminju tat-terbiju, bl-użu ta' dijodi li jarmu dawl blu bħala sorsi tad-dawl ta 'eċċitazzjoni, u l-fluworexxenza ġġenerata hija mħallta mad-dawl ta' eċċitazzjoni biex tipproduċi dawl abjad pur.
Il-materjali elettroluminesċenti magħmula mit-terbiju jinkludu prinċipalment fosfru aħdar tas-sulfid taż-żingu bit-terbiju bħala l-attivatur. Taħt irradjazzjoni ultravjola, kumplessi organiċi ta 'terbiju jistgħu jarmu fluworexxenza ħadra qawwija u jistgħu jintużaw bħala materjali elettroluminesċenti tal-film irqiq. Għalkemm sar progress sinifikanti fl-istudju ta 'films irqaq elettroluminesċenti kumplessi organiċi tad-Dinja Rari, għad hemm ċertu lakuna mill-prattiċità, u r-riċerka fuq films u apparati elettroluminescenti kumplessi organiċi tad-Dinja rari għadha fil-fond.
Il-karatteristiċi tal-fluworexxenza tat-terbiju jintużaw ukoll bħala sondi tal-fluworexxenza. Pereżempju, is-sonda tal-fluworexxenza ta 'Ofloxacin terbium (Tb3 +) intużat biex tistudja l-interazzjoni bejn il-kumpless ta' l-ofloxacin terbium (TB3 +) u DNA (DNA) bl-ispettru tal-fluworexxenza u l-ispettru ta 'assorbiment, li jindika li l-ofloxacin Tb3 + is-sonda tista' tifforma kanal li jorbot ma 'kanal li jorbot ma' molecules tad-DNA, u DNA Sistema Ofloxacin TB3 +. Ibbażat fuq din il-bidla, id-DNA tista 'tiġi ddeterminata.
Għal materjali ottiċi magneto
Materjali b'effett Faraday, magħrufa wkoll bħala materjali manjeto-ottiċi, huma użati ħafna fil-lejżers u apparat ottiku ieħor. Hemm żewġ tipi komuni ta 'materjali ottiċi magneto: kristalli ottiċi magneto u ħġieġ ottiku manjet. Fost dawn, kristalli manjeto-ottiċi (bħal granata tal-ħadid yttrium u terbiju gallju garnet) għandhom il-vantaġġi ta 'frekwenza operattiva aġġustabbli u stabbiltà termali għolja, iżda huma għoljin u diffiċli biex jimmanifatturaw. Barra minn hekk, ħafna kristalli manjeto-ottiċi b'angolu ta 'rotazzjoni ta' Faraday għoli għandhom assorbiment għoli fil-firxa tal-mewġ qasir, li jillimita l-użu tagħhom. Meta mqabbel ma 'kristalli ottiċi magneto, il-ħġieġ ottiku magneto għandu l-vantaġġ ta' trasmittanza għolja u huwa faċli li jsir fi blokki jew fibri kbar. Fil-preżent, nuċċalijiet manjeto-ottiċi b'effett ta 'faraday għoli huma prinċipalment nuċċalijiet ta' joni tad-dinja rari.
Użat għal materjali tal-ħażna ottika manjet
F’dawn l-aħħar snin, bl-iżvilupp rapidu tal-multimedja u l-awtomazzjoni tal-uffiċċju, id-domanda għal diski manjetiċi ġodda ta ’kapaċità għolja kienet qed tiżdied. Films tal-liga tal-metall ta 'transizzjoni tal-metall amorfu tal-metall tat-terbiju ntużaw biex jimmanifatturaw diski manjeto-ottiċi ta' prestazzjoni għolja. Fost dawn, il-film irqiq tal-liga tbfeco għandu l-aħjar prestazzjoni. Materjali manjeto-ottiċi bbażati fuq it-terbiju ġew prodotti fuq skala kbira, u diski manjeto-ottiċi magħmula minnhom jintużaw bħala komponenti ta 'ħażna tal-kompjuter, b'kapaċità ta' ħażna tiżdied b'10-15-il darba. Huma għandhom il-vantaġġi ta 'kapaċità kbira u veloċità ta' aċċess mgħaġġel, u jistgħu jintmesaħ u miksi għexieren ta 'eluf ta' drabi meta jintużaw għal diski ottiċi ta 'densità għolja. Huma materjali importanti fit-teknoloġija tal-ħażna tal-informazzjoni elettronika. Il-materjal manjeto-ottiku l-iktar użat komunement fil-faxex viżibbli u ta 'infra-aħmar kważi huwa l-kristall uniku tal-granata tat-terbiju gallium (TGG), li huwa l-aħjar materjal manjeto-ottiku biex jagħmlu rotaturi u iżolaturi Faraday.
Għal ħġieġ ottiku manjet
Ħġieġ ottiku Faraday Magneto għandu trasparenza tajba u iżotropija fir-reġjuni viżibbli u infra-aħmar, u jista 'jifforma diversi forom kumplessi. Huwa faċli li tipproduċi prodotti ta 'daqs kbir u tista' tinġibed f'fibri ottiċi. Għalhekk, għandu prospetti ta 'applikazzjoni wesgħin f'apparat ottiku manjet bħal iżolaturi ottiċi magneto, modulaturi ottiċi magneto, u sensuri tal-kurrent ottiku tal-fibra. Minħabba l-mument manjetiku kbir tagħha u l-koeffiċjent ta 'assorbiment żgħir fil-firxa viżibbli u infra-aħmar, il-joni TB3 + saru komunement użati joni tad-dinja rari fi nuċċalijiet ottiċi magneto.
Liga ferromagnetostrittiva tat-terbium disprosium
Fl-aħħar tas-seklu 20, bl-approfondiment tad-dinja rivoluzzjoni xjentifika u teknoloġika, materjali ġodda applikati tad-Dinja rari qed joħorġu malajr. Fl-1984, l-Università tal-Iowa State ta 'l-Istati Uniti, il-Laboratorju AMES tad-Dipartiment ta' l-Enerġija ta 'l-Istati Uniti ta' l-Istati Uniti u ċ-Ċentru ta 'Riċerka dwar l-Armi tal-Wiċċ ta' l-Istati Uniti (il-persunal ewlieni tal-American Edge Company stabbilita aktar tard (ET REMA) ġie miċ-ċentru) żviluppa materjal intelliġenti ġdid rari tad-Dinja, jiġifieri materjal ta 'kalamita ta' ġgant tad-disprosju terbium. Dan il-materjal intelliġenti ġdid għandu l-karatteristiċi eċċellenti ta 'konverżjoni ta' enerġija elettrika malajr f'enerġija mekkanika. It-transduċers taħt l-ilma u elettro-akustiċi magħmula minn dan il-materjal manjetostrittiv ġgant ġew ikkonfigurati b'suċċess f'tagħmir navali, kelliema ta 'skoperta ta' bir, sistemi ta 'kontroll tal-ħoss u tal-vibrazzjoni, u esplorazzjoni tal-oċeani u sistemi ta' komunikazzjoni taħt l-art. Għalhekk, malli twieled il-materjal manjetostrittiv ġgant tal-ħadid tat-terbiju, irċieva attenzjoni mifruxa minn pajjiżi industrijalizzati madwar id-dinja. Teknoloġiji tat-tarf fl-Istati Uniti bdew jipproduċu materjali manjetostrittivi tal-ġgant tal-ħadid tat-terbiju fl-1989 u semmewhom Terfenol D. Sussegwentement, l-Iżvezja, il-Ġappun, ir-Russja, ir-Renju Unit, u l-Awstralja żviluppaw ukoll materjali manjetostrittivi tad-disprosju tat-terbiju.
Mill-istorja tal-iżvilupp ta 'dan il-materjal fl-Istati Uniti, kemm l-invenzjoni tal-materjal kif ukoll l-applikazzjonijiet monopolistiċi bikrija tiegħu huma relatati direttament mal-industrija militari (bħall-Armata). Għalkemm id-dipartimenti militari u tad-difiża taċ-Ċina qegħdin isaħħu gradwalment il-fehim tagħhom ta 'dan il-materjal. Madankollu, wara li l-poter nazzjonali komprensiv taċ-Ċina żdied b'mod sinifikanti, ir-rekwiżiti għar-realizzazzjoni tal-istrateġija kompetittiva militari fis-seklu 21 u t-titjib tal-livell ta 'tagħmir ċertament se jkun urġenti ħafna. Għalhekk, l-użu mifrux ta 'materjali manjetostrittivi ġganti tad-disprosju tat-terbiju mid-dipartimenti tad-difiża militari u nazzjonali se jkun neċessità storika.
Fil-qosor, il-ħafna proprjetajiet eċċellenti ta 'terbium jagħmluha membru indispensabbli ta' ħafna materjali funzjonali u pożizzjoni insostitwibbli f'xi oqsma ta 'applikazzjoni. Madankollu, minħabba l-prezz għoli tat-terbiju, in-nies ilhom jistudjaw kif jevitaw u jimminimizzaw l-użu tat-terbiju sabiex inaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni. Pereżempju, materjali manjeto-ottiċi tad-dinja rari għandhom ukoll jużaw kobalt tal-ħadid bi prezz baxx jew kobalt tat-terbium gadolinium kemm jista 'jkun; Ipprova tnaqqas il-kontenut ta 'terbium fit-trab fluworexxenti aħdar li għandu jintuża. Il-prezz sar fattur importanti li jirrestrinġi l-użu mifrux tat-terbiju. Iżda ħafna materjali funzjonali ma jistgħux jgħaddu mingħajrha, u għalhekk għandna nżommu mal-prinċipju ta '"nużaw azzar tajjeb fuq ix-xafra" u nippruvaw isalvaw l-użu tat-terbiju kemm jista' jkun.
Ħin ta 'wara: Jul-05-2023