Terbjujappartjeni għall-kategorija ta 'tqalartijiet rari, b'abbundanza baxxa fil-qoxra tad-Dinja f'1.1 ppm biss. L-ossidu tat-terbju jammonta għal inqas minn 0.01% tal-artijiet rari totali. Anke fil-mineral ta 'art rari tqil tat-tip ta' jone ta 'ittriju għoli bl-ogħla kontenut ta' terbju, il-kontenut ta 'terbju jammonta biss għal 1.1-1.2% tad-dinja rari totali, li jindika li jappartjeni għall-kategorija "nobbli" ta' elementi ta 'art rari. Għal aktar minn 100 sena mill-iskoperta tat-terbju fl-1843, l-iskarsezza u l-valur tiegħu żammew l-applikazzjoni prattika tiegħu għal żmien twil. Huwa biss fl-aħħar 30 sena li terbju wera t-talent uniku tiegħu.
Niskopru l-Istorja
Il-kimiku Svediż Carl Gustaf Mosander skopra t-terbju fl-1843. Huwa sab l-impuritajiet tiegħu f'Ossidu tal-ittriju (III).uY2O3. Yttrium huwa msemmi għar-raħal ta 'Ytterby fl-Isvezja. Qabel ma tfaċċat it-teknoloġija tal-iskambju tal-joni, it-terbju ma kienx iżolat fil-forma pura tiegħu.
Mosant l-ewwel qasam l-ossidu tal-ittriju (III) fi tliet partijiet, kollha msemmijin wara minerali: ossidu tal-ittriju (III),Erbju (III) ossidu, u ossidu tat-terbju. L-ossidu tat-terbju kien oriġinarjament magħmul minn parti roża, minħabba l-element issa magħruf bħala erbju. "Ossidu tal-erbju (III)" (inkluż dak li issa nsejħu terbju) kien oriġinarjament il-parti essenzjalment bla kulur fis-soluzzjoni. L-ossidu li ma jinħallx ta 'dan l-element huwa meqjus kannella.
Il-ħaddiema aktar tard ma tantx setgħu josservaw iċ-ċkejkna bla kulur "Erbium(III) oxide", iżda l-parti roża solubbli ma setgħetx tiġi injorata. Dibattiti dwar l-eżistenza ta 'l-ossidu ta' Erbium(III) qamu ripetutament. Fil-kaos, l-isem oriġinali ġie maqlub u l-iskambju tal-ismijiet kien imwaħħal, għalhekk il-parti roża eventwalment issemmiet bħala soluzzjoni li fiha l-erbju (fis-soluzzjoni, kienet roża). Issa huwa maħsub li l-ħaddiema li jużaw bisulfat tas-sodju jew sulfat tal-potassju jieħduOssidu taċ-ċerju (IV).mill-ossidu tal-ittriju(III) u dawwar terbju mhux intenzjonat f'sediment li fih iċ-ċerju. Madwar 1% biss tal-ossidu tal-Yttrium(III) oriġinali, issa magħruf bħala "terbju", huwa biżżejjed biex jgħaddi kulur isfar lill-ossidu tal-Yttrium(III). Għalhekk, it-terbju huwa komponent sekondarju li inizjalment kien fih, u huwa kkontrollat mill-ġirien immedjati tiegħu, gadolinju u dysprosium.
Wara, kull meta elementi oħra tad-dinja rari kienu separati minn din it-taħlita, irrispettivament mill-proporzjon ta 'l-ossidu, l-isem ta' terbju inżamm sakemm finalment, l-ossidu kannella ta 'terbju nkiseb f'forma pura. Ir-riċerkaturi fis-seklu 19 ma użawx it-teknoloġija tal-fluworexxenza ultravjola biex josservaw noduli isfar jew ħodor jgħajjat (III), li jagħmilha aktar faċli biex it-terbju jiġi rikonoxxut f'taħlitiet jew soluzzjonijiet solidi.
Konfigurazzjoni elettronika
Konfigurazzjoni elettronika:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Il-konfigurazzjoni Elettron tat-terbju hija [Xe] 6s24f9. Normalment, tliet elettroni biss jistgħu jitneħħew qabel ma l-iċċarġjar nukleari jsir kbir wisq biex jiġi jonizzat aktar, iżda fil-każ tat-terbju, terbju semi mimli jippermetti li r-raba 'elettron jiġi jonizzat aktar fil-preżenza ta' ossidanti qawwija ħafna bħall-gass tal-fluworin.
It-terbju huwa metall tal-fidda abjad rari b'duttilità, toughness u irtubija li jista 'jinqata' b'sikkina. Punt tat-tidwib 1360 ℃, punt tat-togħlija 3123 ℃, densità 8229 4kg/m3. Meta mqabbel mal-Lanthanide bikri, huwa relattivament stabbli fl-arja. Bħala d-disa 'element ta' Lanthanide, it-terbju huwa metall b'elettriku qawwi. Jirreaġixxi mal-ilma biex jifforma idroġenu.
Fin-natura, it-terbju qatt ma nstab li huwa element ħieles, li ammont żgħir tiegħu jeżisti fir-ramel tat-torju tal-fosfoċerju u l-Gadolinite. Terbju jikkoeżisti ma 'elementi oħra ta' l-art rari fir-ramel monazite, b'kontenut ta 'terbju ġeneralment ta' 0.03%. Sorsi oħra huma Xenotime u minerali tad-deheb rari iswed, it-tnejn li huma taħlitiet ta 'ossidi u fihom sa 1% terbju.
Applikazzjoni
L-applikazzjoni tat-terbju tinvolvi l-aktar oqsma ta 'teknoloġija għolja, li huma proġetti avvanzati intensivi fit-teknoloġija u l-għarfien, kif ukoll proġetti b'benefiċċji ekonomiċi sinifikanti, bi prospetti ta' żvilupp attraenti.
L-oqsma ta 'applikazzjoni ewlenin jinkludu:
(1) Użat fil-forma ta 'artijiet rari mħallta. Pereżempju, jintuża bħala fertilizzant kompost ta 'art rari u addittiv ta' l-għalf għall-agrikoltura.
(2) Attivatur għal trab aħdar fi tliet trabijiet fluworexxenti primarji. Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta 'tliet kuluri bażiċi ta' fosfori, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex jiġu sintetizzati diversi kuluri. U t-terbju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trabijiet fluworexxenti ħodor ta 'kwalità għolja.
(3) Użat bħala materjal ta 'ħażna ottika manjeto. Films irqaq tal-liga tal-metall ta 'transizzjoni tat-terbju tal-metall amorfu intużaw biex jimmanifatturaw diski manjeto-ottiċi ta' prestazzjoni għolja.
(4) Manifattura tal-ħġieġ ottiku manjeto. Il-ħġieġ rotatorju ta 'Faraday li fih it-terbju huwa materjal ewlieni għall-manifattura ta' rotaturi, iżolaturi u ċirkolaturi fit-teknoloġija tal-laser.
(5) L-iżvilupp u l-iżvilupp ta 'liga ferromagnetostrictive terbium dysprosium (TerFenol) fetaħ applikazzjonijiet ġodda għat-terbju.
Għall-agrikoltura u t-trobbija tal-annimali
Terbju tad-dinja rari jista 'jtejjeb il-kwalità tal-uċuħ tar-raba' u jżid ir-rata tal-fotosintesi f'ċerta firxa ta' konċentrazzjoni. Il-kumplessi tat-terbju għandhom attività bijoloġika għolja. Il-kumplessi ternarji ta 'terbju, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, għandhom effetti antibatteriċi u batteriċida tajbin fuq Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis u Escherichia coli. Huma għandhom spettru antibatteriku wiesa '. L-istudju ta 'kumplessi bħal dawn jipprovdi direzzjoni ġdida ta' riċerka għal mediċini batteriċida moderni.
Użat fil-qasam tal-luminixxenza
Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta 'tliet kuluri bażiċi ta' fosfori, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex jiġu sintetizzati diversi kuluri. U t-terbju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trabijiet fluworexxenti ħodor ta 'kwalità għolja. Jekk it-twelid ta 'trab fluworexxenti aħmar tat-TV tal-kulur tad-dinja rari stimula d-domanda għall-ittriju u l-ewropju, allura l-applikazzjoni u l-iżvilupp tat-terbju ġew promossi minn trab fluworexxenti aħdar ta' tliet kuluri primarji rari għal lampi. Fil-bidu tas-snin 80, Philips ivvintat l-ewwel lampa fluworexxenti kompatta li tiffranka l-enerġija fid-dinja u malajr ippromwovietha globalment. Tb3 + jonji jistgħu jarmu dawl aħdar b'wavelength ta '545nm, u kważi l-fosfori ħodor rari kollha jużaw terbju bħala attivatur.
Il-fosfru aħdar għat-tubu tar-raġġi tat-TV bil-kulur (CRT) dejjem kien ibbażat fuq sulfide taż-żingu, li huwa rħis u effiċjenti, iżda t-trab tat-terbju dejjem intuża bħala fosfru aħdar għat-TV bil-kulur tal-projezzjoni, inkluż Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 ( Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ u LaOBr ∶ Tb3+. Bl-iżvilupp ta 'televiżjoni b'definizzjoni għolja ta' skrin kbir (HDTV), qed jiġu żviluppati wkoll trabijiet fluworexxenti ħodor ta 'prestazzjoni għolja għal CRTs. Pereżempju, ġie żviluppat trab fluworexxenti aħdar ibridu barra mill-pajjiż, li jikkonsisti f'Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, u Y2SiO5: Tb3+, li għandhom effiċjenza ta 'luminexxenza eċċellenti f'densità għolja ta' kurrent.
It-trab fluworexxenti tar-raġġi X tradizzjonali huwa tungstate tal-kalċju. Fis-snin sebgħin u tmenin, ġew żviluppati fosfori tad-dinja rari għal skrins li jintensifikaw, bħal ossidu tal-lantanju tal-kubrit attivat tat-terbju, bromin attivat tat-terbju ossidu tal-lantanju (għal skrins ħodor), ossidu tal-yttrium(III) tal-kubrit attivat tat-terbju, eċċ. Meta mqabbel ma 'tungstate tal-kalċju, trab fluworexxenti tad-dinja rari jista 'jnaqqas il-ħin ta' irradjazzjoni tar-raġġi X għall-pazjenti minn 80%, ittejjeb ir-riżoluzzjoni tal-films tar-raġġi X, testendi l-ħajja tat-tubi tar-raġġi X, u tnaqqas il-konsum tal-enerġija. Terbju jintuża wkoll bħala attivatur ta 'trab fluworexxenti għal skrins mediċi ta' titjib tar-raġġi-X, li jista 'jtejjeb ħafna s-sensittività tal-konverżjoni tar-raġġi-X f'immaġini ottiċi, itejjeb iċ-ċarezza tal-films tar-raġġi-X, u jnaqqas ħafna d-doża ta' espożizzjoni ta 'X- raġġi għall-ġisem tal-bniedem (b'aktar minn 50%).
Terbju jintuża wkoll bħala attivatur fil-fosfru LED abjad eċċitati minn dawl blu għal dawl semikonduttur ġdid. Jista 'jintuża biex jipproduċi fosfori tal-kristall ottiku manjeto ta' l-aluminju tat-terbju, bl-użu ta 'dijodi li jarmu dawl blu bħala sorsi ta' dawl ta 'eċċitazzjoni, u l-fluworexxenza ġenerata titħallat mad-dawl ta' eċċitazzjoni biex tipproduċi dawl abjad pur.
Il-materjali elettroluminixxenti magħmula mit-terbju jinkludu prinċipalment Fosfru aħdar tas-sulfide taż-żingu bit-terbju bħala l-attivatur. Taħt irradjazzjoni ultravjola, kumplessi organiċi ta 'terbju jistgħu jarmu fluworexxenza ħadra qawwija u jistgħu jintużaw bħala materjali elettroluminixxenti ta' film irqiq. Għalkemm sar progress sinifikanti fl-istudju ta 'films irqaq elettroluminixxenti kumplessi organiċi tad-dinja rari, għad hemm ċertu vojt mill-prattiċità, u r-riċerka dwar films u apparati rqaq elettroluminixxenti kumplessi organiċi rari tad-dinja għadha fil-fond.
Il-karatteristiċi tal-fluworexxenza tat-terbju jintużaw ukoll bħala sondi tal-fluworexxenza. Pereżempju, is-sonda tal-fluworexxenza tal-Ofloxacin terbium (Tb3+) intużat biex tistudja l-interazzjoni bejn il-kumpless tal-Ofloxacin terbium (Tb3+) u d-DNA (DNA) mill-ispettru tal-fluworexxenza u l-ispettru tal-assorbiment, li jindika li l-Ofloxacin Tb3 + is-sonda tista’ tifforma rabta ma’ molekuli tad-DNA, u d-DNA jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-fluworexxenza tas-sistema Ofloxacin Tb3 +. Ibbażat fuq din il-bidla, id-DNA jista 'jiġi determinat.
Għal materjali ottiċi manjeto
Materjali b'effett Faraday, magħrufa wkoll bħala materjali manjeto-ottiċi, jintużaw ħafna fil-lejżers u apparat ottiku ieħor. Hemm żewġ tipi komuni ta 'materjali ottiċi manjeto: kristalli ottiċi manjeto u ħġieġ ottiku manjeto. Fost dawn, kristalli manjeto-ottiċi (bħal granata tal-ħadid tal-ittriju u granata tal-gallju tat-terbju) għandhom il-vantaġġi ta 'frekwenza operattiva aġġustabbli u stabbiltà termali għolja, iżda huma għaljin u diffiċli biex jiġu manifatturati. Barra minn hekk, ħafna kristalli manjeto-ottiċi b'angolu għoli ta 'rotazzjoni ta' Faraday għandhom assorbiment għoli fil-medda ta 'mewġ qasir, li jillimita l-użu tagħhom. Meta mqabbel mal-kristalli ottiċi manjeto, il-ħġieġ ottiku manjeto għandu l-vantaġġ ta 'trasmittanza għolja u huwa faċli li jsir fi blokki jew fibri kbar. Fil-preżent, nuċċalijiet manjeto-ottiċi b'effett Faraday għoli huma prinċipalment nuċċalijiet drogati bil-jone tad-dinja rari.
Użat għal materjali tal-ħażna ottika manjeto
F'dawn l-aħħar snin, bl-iżvilupp mgħaġġel tal-multimedja u l-awtomazzjoni tal-uffiċċju, id-domanda għal diski manjetiċi ġodda ta 'kapaċità għolja qed tiżdied. Films tal-liga tal-metall ta 'transizzjoni tat-terbju amorfu tal-metall intużaw biex jimmanifatturaw diski manjeto-ottiċi ta' prestazzjoni għolja. Fosthom, il-film irqiq tal-liga TbFeCo għandu l-aħjar prestazzjoni. Materjali manjeto-ottiċi bbażati fuq it-terbju ġew prodotti fuq skala kbira, u diski manjeto-ottiċi magħmula minnhom jintużaw bħala komponenti tal-ħażna tal-kompjuter, b'kapaċità ta 'ħażna miżjuda b'10-15-il darba. Għandhom il-vantaġġi ta 'kapaċità kbira u veloċità ta' aċċess veloċi, u jistgħu jintmesaħ u miksija 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-aktar użat komunement fil-meded viżibbli u qrib infra-aħmar huwa Terbium Gallium Garnet (TGG) kristall wieħed, li huwa l-aħjar materjal manjeto-ottiku biex isiru rotaturi u iżolaturi Faraday.
Għal ħġieġ ottiku manjeto
Il-ħġieġ ottiku manjeto Faraday għandu trasparenza u isotropija tajba 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 wiesgħa ta 'applikazzjoni f'apparati ottiċi manjeto bħal iżolaturi ottiċi manjeto, modulaturi ottiċi manjeto, u sensuri tal-kurrent tal-fibra ottika. Minħabba l-mument manjetiku kbir tiegħu u l-koeffiċjent żgħir ta 'assorbiment fil-medda viżibbli u infra-aħmar, Tb3 + jonji saru jonji ta' art rari użati b'mod komuni f'nuċċalijiet ottiċi manjeto.
Terbium dysprosium liga ferromagnetostrictive
Fl-aħħar tas-seklu 20, bl-approfondiment tar-rivoluzzjoni xjentifika u teknoloġika dinjija, Materjali Applikati ġodda rari qed jitfaċċaw malajr. Fl-1984, Iowa State University tal-Istati Uniti, Ames Laboratory tad-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti tal-Istati Uniti u ċ-Ċentru tar-Riċerka tal-Armi tal-wiċċ tal-US Navy (il-persunal ewlieni tal-American Edge Technology Company (ET REMA) stabbilita aktar tard) kien ġej minn iċ-ċentru) żviluppat b'mod konġunt materjal ġdid intelliġenti tad-dinja rari, jiġifieri materjal magnetostrictive ġgant tal-ħadid ta 'terbium dysprosium. Dan il-materjal Smart ġdid għandu l-karatteristiċi eċċellenti li jikkonverti malajr l-enerġija elettrika f'enerġija mekkanika. It-transducers taħt l-ilma u elettro-akustiċi magħmulin minn dan il-materjal manjetostrittiv ġgant ġew ikkonfigurati b'suċċess f'tagħmir navali, kelliema għall-iskoperta ta 'bjar taż-żejt, sistemi ta' kontroll tal-ħoss u vibrazzjoni, u esplorazzjoni tal-oċeani u sistemi ta 'komunikazzjoni taħt l-art. Għalhekk, hekk kif twieled il-materjal magnetostrictive ġgant tal-ħadid terbium dysprosium, irċieva attenzjoni mifruxa minn pajjiżi industrijalizzati madwar id-dinja. Teknoloġiji Edge fl-Istati Uniti bdew jipproduċu materjali magnetostrictive ġgant tal-ħadid terbium dysprosium fl-1989 u semmewhom Terfenol D. Sussegwentement, l-Isvezja, il-Ġappun, ir-Russja, ir-Renju Unit, u l-Awstralja żviluppaw ukoll materjali magnetostrictive ġgant tal-ħadid terbium dysprosium.
Mill-istorja tal-iżvilupp ta 'dan il-materjal fl-Istati Uniti, kemm l-invenzjoni tal-materjal kif ukoll l-applikazzjonijiet monopolistiċi bikrija tiegħu huma direttament relatati mal-industrija militari (bħall-flotta). Għalkemm id-dipartimenti militari u tad-difiża taċ-Ċina qed isaħħu gradwalment il-fehim tagħhom ta 'dan il-materjal. Madankollu, wara li l-Qawwa Nazzjonali Komprensiva taċ-Ċina żdiedet b'mod sinifikanti, ir-rekwiżiti għat-twettiq tal-istrateġija kompetittiva militari fis-seklu 21 u t-titjib tal-livell tat-tagħmir ċertament se jkunu urġenti ħafna. Għalhekk, l-użu mifrux ta 'terbium dysprosium iron giant magnetostrictive materjali mid-dipartimenti militari u tad-difiża nazzjonali se jkun ħtieġa storika.
Fil-qosor, il-ħafna proprjetajiet eċċellenti tat-terbju jagħmluha membru indispensabbli ta 'ħafna materjali funzjonali u pożizzjoni insostitwibbli f'xi oqsma ta' applikazzjoni. Madankollu, minħabba l-prezz għoli tat-terbju, in-nies ilhom jistudjaw kif jevitaw u jimminimizzaw l-użu tat-terbju sabiex jitnaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni. Pereżempju, materjali manjeto-ottiċi tad-dinja rari għandhom ukoll jużaw kobalt tal-ħadid dysprosium bi prezz baxx jew kobalt tal-gadolinju terbium kemm jista 'jkun; Ipprova naqqas il-kontenut tat-terbju fit-trab fluworexxenti aħdar li għandu jintuża. Il-prezz sar fattur importanti li jirrestrinġi l-użu mifrux tat-terbju. Iżda ħafna materjali funzjonali ma jistgħux jgħaddu mingħajrha, għalhekk irridu nżommu mal-prinċipju ta '"l-użu ta' azzar tajjeb fuq ix-xafra" u nippruvaw insalvaw l-użu tat-terbju kemm jista 'jkun.
Ħin tal-post: Lulju-05-2023