Terbjujappartjeni għall-kategorija ta' tqalartijiet rari, b'abbundanza baxxa fil-qoxra tad-Dinja ta' 1.1 ppm biss. L-ossidu tat-terbju jammonta għal inqas minn 0.01% tat-total tad-dinja rari. Anke fil-mineral tat-tip ta' joni għoljin ta' ittriju tat-tip ta' elementi rari tat-terbju, il-kontenut tat-terbju jammonta biss għal 1.1-1.2% tat-total tad-dinja rari, li jindika li jappartjeni għall-kategorija "nobbli" ta' elementi rari tat-terbju. 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 t-terbju wera t-talent uniku tiegħu.
Niskopru l-Istorja
Il-kimiku Żvediż Carl Gustaf Mosander skopra t-terbju fl-1843. Huwa sab l-impuritajiet tiegħu fiOssidu tal-ittriju(III)uY2O3Ittriju huwa msemmi għall-villaġġ ta' Ytterby fl-Iżvezja. 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-Yttrium(III) fi tliet partijiet, kollha msemmija wara minerali: Ossidu tal-Yttrium(III),Ossidu tal-erbju(III), u l-ossidu tat-terbju. L-ossidu tat-terbju oriġinarjament kien magħmul minn parti roża, minħabba l-element li llum huwa magħruf bħala erbju. “L-ossidu tal-erbju(III)” (inkluż dak li llum insejħulu terbju) oriġinarjament kien il-parti essenzjalment bla kulur fis-soluzzjoni. L-ossidu li ma jinħallx ta’ dan l-element huwa kkunsidrat kannella.
Ħaddiema aktar tard bilkemm setgħu josservaw l-"Erbium(III) ossidu" ċkejken u bla kulur, iżda l-parti roża solubbli ma setgħetx tiġi injorata. Id-dibattiti dwar l-eżistenza tal-Erbium(III) ossidu qamu ripetutament. Fil-kaos, l-isem oriġinali ġie maqlub u l-iskambju tal-ismijiet baqa' mwaħħal, u għalhekk il-parti roża eventwalment issemmiet bħala soluzzjoni li fiha l-erbju (fis-soluzzjoni, kienet roża). Issa huwa maħsub li l-ħaddiema li jużaw sodium bisulfate jew Potassium sulfate jieħduOssidu taċ-ċerju(IV)mill-ossidu tal-Yttrium(III) u bla ma jridu jibdlu t-terbju 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, il-gadolinju u d-disprosju.
Wara, kull meta elementi rari oħra tad-dinja ġew separati minn din it-taħlita, irrispettivament mill-proporzjon tal-ossidu, l-isem tat-terbju nżamm sakemm finalment, l-ossidu kannella tat-terbju nkiseb f'forma pura. Ir-riċerkaturi fis-seklu 19 ma użawx it-teknoloġija tal-fluworexxenza ultravjola biex josservaw noduli sofor jgħajtu jew ħodor (III), u dan għamilha aktar faċli biex it-terbju jiġi 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 elettronika tat-terbju hija [Xe] 6s24f9. Normalment, tliet elettroni biss jistgħu jitneħħew qabel ma l-ċarġ nukleari jsir kbir wisq biex jiġi jonizzat aktar, iżda fil-każ tat-terbju, it-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 rari tad-dinja abjad tal-fidda b'duttilità, ebusija, 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 tal-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 minnu jeżisti fir-ramel tal-fosfoċerju, tat-torju u fil-Gadolinite. It-terbju jikkoeżisti ma' elementi oħra rari tad-dinja fir-ramel tal-monażite, b'kontenut ta' terbju ġeneralment ta' 0.03%. Sorsi oħra huma x-Xenotime u l-minerali tad-deheb iswed rari, li t-tnejn 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 fl-għarfien, kif ukoll proġetti b'benefiċċji ekonomiċi sinifikanti, bi prospetti ta' żvilupp attraenti.
L-oqsma ewlenin tal-applikazzjoni jinkludu:
(1) Użat fil-forma ta' taħlitiet ta' elementi rari tad-dinja. Pereżempju, jintuża bħala fertilizzant kompost ta' elementi rari tad-dinja u addittiv tal-għalf għall-agrikoltura.
(2) Attivatur għal trab aħdar fi tliet trabijiet fluworexxenti primarji. Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta' tliet kuluri bażiċi ta' fosfru, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex jissintetizzaw diversi kuluri. U t-terbju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trabijiet fluworexxenti ħodor ta' kwalità għolja.
(3) Użat bħala materjal ta' ħażna manjeto-ottika. Films irqaq ta' liga ta' metall ta' transizzjoni tat-terbju tal-metall amorfu ntużaw biex jimmanifatturaw diski manjeto-ottiċi ta' prestazzjoni għolja.
(4) Manifattura ta' ħġieġ manjeto-ottiku. Il-ħġieġ rotatorju ta' Faraday li fih it-terbju huwa materjal ewlieni għall-manifattura ta' rotaturi, iżolaturi, u ċirkolaturi fit-teknoloġija tal-lejżer.
(5) L-iżvilupp u l-iżvilupp tal-liga ferromagnetostrittiva tat-terbju-disprosju (TerFenol) fetħu applikazzjonijiet ġodda għat-terbju.
Għall-agrikoltura u t-trobbija tal-annimali
It-terbju rari tad-dinja jista' jtejjeb il-kwalità tal-għelejjel u jżid ir-rata tal-fotosintesi f'ċertu medda ta' konċentrazzjoni. Il-kumplessjonijiet tat-terbju għandhom attività bijoloġika għolja. Il-kumplessjonijiet ternari tat-terbju, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, għandhom effetti antibatteriċi u batteriċidali tajbin fuq Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis u Escherichia coli. Għandhom spettru antibatteriku wiesa'. L-istudju ta' dawn il-kumplessjonijiet jipprovdi direzzjoni ġdida ta' riċerka għal drogi batteriċidali moderni.
Użat fil-qasam tal-luminexxenza
Materjali optoelettroniċi moderni jeħtieġu l-użu ta' tliet kuluri bażiċi ta' fosfru, jiġifieri aħmar, aħdar u blu, li jistgħu jintużaw biex jissintetizzaw diversi kuluri. U t-terbju huwa komponent indispensabbli f'ħafna trab fluworexxenti aħdar ta' kwalità għolja. Jekk it-twelid tat-trab fluworexxenti aħmar tat-TV bil-kulur tad-dinja rari stimula d-domanda għall-ittriju u l-ewropju, allura l-applikazzjoni u l-iżvilupp tat-terbju ġew promossi mit-trab fluworexxenti aħdar bi tliet kuluri primarji tad-dinja rari għal-lampi. Fil-bidu tas-snin tmenin, Philips ivvinta l-ewwel lampa fluworexxenti kompatta li tiffranka l-enerġija fid-dinja u malajr ippromwovietha globalment. Il-joni Tb3+ jistgħu jarmu dawl aħdar b'tul ta' mewġa ta' 545nm, u kważi l-fosfru aħdar tad-dinja rari kollu juża t-terbju bħala attivatur.
Il-fosfru aħdar għat-tubu tar-raġġi katodiċi (CRT) tat-TV bil-kulur dejjem kien ibbażat fuq is-sulfid taż-żingu, li huwa irħis u effiċjenti, iżda t-trab tat-terbju 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 tat-televiżjoni b'definizzjoni għolja (HDTV) bi skrin kbir, qed jiġu żviluppati wkoll trab fluworexxenti aħdar ta' prestazzjoni għolja għas-CRTs. Pereżempju, trab fluworexxenti aħdar ibridu ġie żviluppat barra minn Malta, li jikkonsisti minn Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, u Y2SiO5: Tb3+, li għandhom effiċjenza ta' luminexxenza eċċellenti f'densità ta' kurrent għolja.
It-trab fluworexxenti tradizzjonali tar-raġġi-X huwa t-tungstat tal-kalċju. Fis-snin sebgħin u tmenin, ġew żviluppati fosfri tad-dinja rari għal skrins li jintensifikaw, bħal sulfur attivat bit-terbju, ossidu tal-lantanju, bromu attivat bit-terbju, ossidu tal-lantanju (għal skrins ħodor), sulfur attivat bit-terbju, ossidu tal-ittriju(III), eċċ. Meta mqabbel mat-tungstat tal-kalċju, it-trab fluworexxenti tad-dinja rari jista' jnaqqas il-ħin tal-irradjazzjoni bir-raġġi-X għall-pazjenti bi 80%, itejjeb ir-riżoluzzjoni tal-films tar-raġġi-X, jestendi l-ħajja tat-tubi tar-raġġi-X, u jnaqqas il-konsum tal-enerġija. It-terbju jintuża wkoll bħala attivatur tat-trab fluworexxenti għal skrins mediċi għat-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 għar-raġġi-X għall-ġisem tal-bniedem (b'aktar minn 50%).
It-terbju jintuża wkoll bħala attivatur fil-fosfru abjad tal-LED eċċitat minn dawl blu għal dawl semikonduttur ġdid. Jista' jintuża biex jipproduċi fosfru kristallin ottiku manjetiku tal-aluminju tat-terbju, bl-użu ta' dijodi li jarmu d-dawl blu bħala sorsi ta' dawl ta' eċċitazzjoni, u l-fluworexxenza ġġenerata titħallat mad-dawl ta' eċċitazzjoni biex tipproduċi dawl abjad pur.
Il-materjali elettroluminexxenti magħmula mit-terbju jinkludu prinċipalment fosfru aħdar tas-sulfid taż-żingu bit-terbju bħala attivatur. Taħt irradjazzjoni ultravjola, kumplessi organiċi tat-terbju jistgħu jarmu fluworexxenza ħadra qawwija u jistgħu jintużaw bħala materjali elettroluminexxenti ta' film irqiq. Għalkemm sar progress sinifikanti fl-istudju ta' films irqaq elettroluminexxenti kumplessi organiċi tad-dinja rari, għad hemm ċertu distakk mill-prattiċità, u r-riċerka fuq films irqaq elettroluminexxenti kumplessi organiċi tad-dinja rari u apparati għadha fil-fond.
Il-karatteristiċi tal-fluworexxenza tat-terbju jintużaw ukoll bħala sondi tal-fluworexxenza. Pereżempju, is-sonda tal-fluworexxenza ta' Ofloxacin terbium (Tb3+) intużat biex tistudja l-interazzjoni bejn il-kumpless ta' Ofloxacin terbium (Tb3+) u d-DNA (DNA) permezz tal-ispettru tal-fluworexxenza u l-ispettru tal-assorbiment, li jindika li s-sonda ta' Ofloxacin Tb3+ tista' tifforma kanal li jorbot mal-molekuli tad-DNA, u d-DNA tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-fluworexxenza tas-sistema ta' Ofloxacin Tb3+. Abbażi ta' din il-bidla, id-DNA jista' jiġi determinat.
Għal materjali manjetottiċi
Materjali b'effett Faraday, magħrufa wkoll bħala materjali manjeto-ottiċi, jintużaw ħafna fil-lejżers u apparati ottiċi oħra. Hemm żewġ tipi komuni ta' materjali manjeto-ottiċi: kristalli manjeto-ottiċi u ħġieġ manjeto-ottiku. Fost dawn, kristalli manjeto-ottiċi (bħal granat tal-ħadid Yttrium u granat tat-terbju gallju) 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 ta' rotazzjoni ta' Faraday għoli għandhom assorbiment għoli fil-medda ta' mewġ qasir, li jillimita l-użu tagħhom. Meta mqabbel mal-kristalli manjeto-ottiċi, il-ħġieġ manjeto-ottiku għandu l-vantaġġ ta' trażmittanza għolja u huwa faċli biex isir fi blokki jew fibri kbar. Fil-preżent, ħġieġ manjeto-ottiku b'effett Faraday għoli huma prinċipalment ħġieġ iddoppjat b'joni tad-dinja rari.
Użat għal materjali ta' ħażna manjeto-ottika
Fi snin reċenti, bl-iżvilupp mgħaġġel tal-multimedia u l-awtomazzjoni tal-uffiċċju, id-domanda għal diski manjetiċi ġodda ta’ kapaċità għolja żdiedet. Films tal-liga tal-metall ta’ transizzjoni tat-terbju tal-metall amorfu 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-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 mgħaġġla, u jistgħu jintmesħu u jiġu miksija għexieren ta’ eluf ta’ drabi meta jintużaw għal diski ottiċi ta’ densità għolja. Huma materjali importanti fit-teknoloġija tal-ħażna tal-informazzjoni elettronika. L-aktar materjal manjeto-ottiku użat komunement fil-meded viżibbli u qrib l-infra-aħmar huwa l-kristall wieħed Terbium Gallium Garnet (TGG), li huwa l-aħjar materjal manjeto-ottiku għall-manifattura ta’ rotaturi u iżolaturi Faraday.
Għal ħġieġ manjetiku ottiku
Il-ħġieġ ottiku manjetiku Faraday għandu trasparenza u isotropija tajba fir-reġjuni viżibbli u infra-aħmar, u jista' jifforma diversi forom kumplessi. Huwa faċli li jiġu prodotti prodotti ta' daqs kbir u jista' jinġibed f'fibri ottiċi. Għalhekk, għandu prospetti wesgħin ta' applikazzjoni f'apparati ottiċi manjetiċi bħal iżolaturi ottiċi manjetiċi, modulaturi ottiċi manjetiċi, 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, il-joni Tb3+ saru joni rari tad-dinja użati komunement fil-ħġieġ ottiku manjetiku.
Liga ferromagnetostrittiva tat-terbju disprosju
Fi tmiem is-seklu 20, bl-approfondiment tar-rivoluzzjoni xjentifika u teknoloġika dinjija, Materjali Applikati ġodda tad-dinja rari qed jitfaċċaw b'rata mgħaġġla. Fl-1984, l-Università Statali ta' Iowa tal-Istati Uniti, il-Laboratorju Ames tad-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti tal-Istati Uniti u ċ-Ċentru ta' Riċerka dwar l-Armi tal-Wiċċ tal-Flotta tal-Istati Uniti (il-persunal ewlieni tal-Kumpanija Amerikana tat-Teknoloġija tat-Triq (ET REMA) li ġiet stabbilita aktar tard ġie miċ-ċentru) żviluppaw b'mod konġunt materjal Smart ġdid tad-dinja rari, jiġifieri materjal manjetostrittiv ġgant tat-terbju disprosju ħadid. 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 magħmula minn dan il-materjal manjetostrittiv ġgant ġew ikkonfigurati b'suċċess f'tagħmir navali, kelliema ta' skoperta ta' bjar taż-żejt, sistemi ta' kontroll tal-istorbju u l-vibrazzjoni, u sistemi ta' esplorazzjoni tal-oċeani u komunikazzjoni taħt l-art. Għalhekk, hekk kif twieled il-materjal manjetostrittiv ġgant tat-terbju disprosju ħadid, irċieva attenzjoni mifruxa minn pajjiżi industrijalizzati madwar id-dinja. Edge Technologies fl-Istati Uniti bdiet tipproduċi materjali magnetostrittivi ġganti tat-terbium dysprosium iron fl-1989 u semmiethom Terfenol D. Sussegwentement, l-Iżvezja, il-Ġappun, ir-Russja, ir-Renju Unit, u l-Awstralja żviluppaw ukoll materjali magnetostrittivi ġganti tat-terbium dysprosium iron.
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-marina). 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 għar-realizzazzjoni tal-istrateġija kompetittiva militari fis-seklu 21 u t-titjib tal-livell tat-tagħmir żgur li se jkunu urġenti ħafna. Għalhekk, l-użu mifrux ta' materjali manjetostrittivi ġganti tat-terbju disprosiju tal-ħadid mid-dipartimenti militari u tad-difiża nazzjonali se jkun neċessità storika.
Fil-qosor, il-ħafna proprjetajiet eċċellenti tat-terbju jagħmluh 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 inaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni. Pereżempju, materjali manjeto-ottiċi tad-dinja rari għandhom ukoll jużaw kemm jista’ jkun disprosju ħadid kobalt jew gadolinju terbiu kobalt bi prezz baxx; Ipprova tnaqqas il-kontenut tat-terbju fit-trab fluworexxenti aħdar li jrid jintuża. Il-prezz sar fattur importanti li jirrestrinġi l-użu mifrux tat-terbju. Iżda ħafna materjali funzjonali ma jistgħux jgħaddu mingħajru, għalhekk irridu nżommu mal-prinċipju ta’ “użu ta’ azzar tajjeb fuq ix-xafra” u nippruvaw niffrankaw l-użu tat-terbju kemm jista’ jkun.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 05 ta' Lulju 2023