Мербійналежыць да катэгорыі цяжкіхРэдкія зямлі, з нізкім багаццем у зямной кары толькі на 1,1 праміле. Аксід тэрбію складае менш за 0,01% ад агульнай рэдкіх земляў. Нават у высокім іёне іённага тыпу іённай іённай руды з найвышэйшым утрыманнем тэрбію, утрыманне тэрбію складае толькі 1,1-1,2% ад агульнай рэдкай зямлі, што сведчыць аб тым, што яна належыць да "высакароднай" катэгорыі рэдкіх элементаў рэдкіх Зямлі. На працягу больш за 100 гадоў з часу адкрыцця Тэрбія ў 1843 годзе яго дэфіцыт і кошт прадухіляюць яго практычнае прымяненне на працягу доўгага часу. Толькі за апошнія 30 гадоў Тэрбіум паказаў свой унікальны талент。
Адкрыццё гісторыі
Шведскі хімік Карл Густаф Мозандэр выявіў Тэрбій у 1843 годзе. Ён знайшоў свае прымешкі ўАксід yttrium (iii)іY2O3. Ітрый названы ў гонар вёскі Ітэрбі ў Швецыі. Да з'яўлення тэхналогіі іённага абмену, тэрбій не быў ізаляваны ў чыстым выглядзе.
Масант спачатку падзяліў аксід yttrium (iii) на тры часткі, названыя ў гонар руд: аксід Yttrium (iii),Эрбій (iii) аксід, і аксід тэрбію. Аксід тэрбію першапачаткова складаўся з ружовай часткі, дзякуючы элементу, які зараз вядомы як Эрбіум. "Аксід Erbium (III)" (у тым ліку тое, што мы зараз называем Terbium), першапачаткова была па сутнасці бясколернай часткай у растворы. Нерастваральны аксід гэтага элемента лічыцца карычневым.
Пазнейшыя работнікі наўрад ці маглі назіраць за малюсенькім бясколерным аксідам "Эрбій (III)", але растваральную ружовую частку нельга было ігнараваць. Дыскусіі пра наяўнасць аксіду Эрбіума (III) узнікаюць неаднаразова. У хаосе першапачатковая назва была адменена, і абмен імёнамі затрымаўся, таму ружовая частка ў рэшце рэшт згадвалася як рашэнне, якое змяшчае эрбіум (у растворы, яна была ружовай). Цяпер лічыцца, што работнікі, якія выкарыстоўваюць бісульфат натрыю або сульфат каліяАксід цэры (IV)з аксіду Yttrium (III) і ненаўмысна ператварайце тэрбій у асадак, які змяшчае цэры. Толькі каля 1% арыгінальнага аксіду Yttrium (III), які цяпер вядомы як "тэрбій", дастаткова, каб перадаць жаўтлявы колер аксіду Yttrium (III). Такім чынам, Terbium - гэта другасны кампанент, які першапачаткова яго ўтрымліваў, і ён кантралюецца непасрэднымі суседзямі, Gadolinium і дыспрозіем.
Пасля гэтага кожны раз, калі іншыя элементы рэдкай зямлі былі аддзелены ад гэтай сумесі, незалежна ад прапорцыі аксіду, назва тэрбію захоўвалася, пакуль, нарэшце, карычневы аксід тербію быў атрыманы ў чыстым выглядзе. Даследчыкі ў 19 -м стагоддзі не выкарыстоўвалі тэхналогію ультрафіялетавага флуарэсцэнцыі для назірання за ярка -жоўтымі або зялёнымі вузельчыкамі (III), што палягчае распазнаванне тэрбію ў цвёрдых сумесях і растворах.
Канфігурацыя электронаў
Канфігурацыя электронаў:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Электронная канфігурацыя тэрбію складае [xe] 6S24F9. Звычайна толькі тры электроны могуць быць выдалены да таго, як ядзерны зарад стане занадта вялікім, каб быць дадаткова іянізаванымі, але ў выпадку з тэрбіем паў -запоўнены тэрбій дазваляе далей іёнізаваны чацвёрты электроны пры наяўнасці вельмі моцных акісляльнікаў, такіх як фтор.
Terbium - гэта срэбны белы рэдкі Зямля з пластычнасцю, трываласцю і мяккасцю, якія можна выразаць нажом. Кропка плаўлення 1360 ℃, кропка кіпення 3123 ℃, шчыльнасць 8229 4 кг/м3. У параўнанні з раннім лантанідам ён адносна стабільны ў паветры. Як дзявяты элемент лантаніду, Terbium - гэта метал з моцнай электрычнасцю. Ён рэагуе з вадой, утвараючы вадарод.
У прыродзе тэрбій ніколі не быў прызнаны свабодным элементам, невялікая колькасць якіх існуе ў фосфацэрыумным пяску і гадалініце. Тэрбій суіснуе з іншымі рэдкімі элементамі зямлі ў маназітным пяску, звычайна 0,03% утрымання тэрбію. Іншыя крыніцы - гэта ксенаты і чорныя рэдкія залатыя руды, абедзве яны - сумесі аксідаў і ўтрымліваюць да 1% тэрбію.
Прымяненне
Прымяненне Terbium у асноўным прадугледжвае высокатэхналагічныя палі, якія з'яўляюцца інтэнсіўнымі тэхналогіямі і інтэнсіўнымі ведамі, а таксама праектамі са значнымі эканамічнымі перавагамі, з прывабнымі перспектывамі развіцця.
Асноўныя вобласці прыкладанняў ўключаюць:
(1) Выкарыстоўваецца ў выглядзе змешаных рэдкіх Зямлі. Напрыклад, ён выкарыстоўваецца ў якасці рэдкіх Зямлі ўгнаенняў і дабаўкі для сельскай гаспадаркі.
(2) Актыватар зялёнага парашка ў трох першасных флуарэсцэнтных парашках. Сучасныя оптаэлектронныя матэрыялы патрабуюць выкарыстання трох асноўных колераў фосфараў, а менавіта чырвонага, зялёнага і сіняга колеру, якія можна выкарыстоўваць для сінтэзацыі розных колераў. І Terbium-гэта неабходны кампанент у многіх якасных зялёных флуарэсцэнтных парашках.
(3) выкарыстоўваецца ў якасці аптычнага матэрыялу для захоўвання магніта. Для вырабу высокапрадукцыйных магніта-аптычных дыскаў былі выкарыстаны аморфныя металічныя металічныя сплавы.
(4) Вытворчасць аптычнага шкла Magneto. Фарадэй, які змяшчае тэрбій, з'яўляецца ключавым матэрыялам для вытворчасці рататараў, ізалятараў і цыркуляраў у лазернай тэхналогіі.
.
Для сельскай гаспадаркі і жывёлагадоўлі
Тэрбій рэдкай зямлі можа палепшыць якасць культур і павялічыць хуткасць фотасінтэзу ў межах пэўнага дыяпазону канцэнтрацыі. Тэрбійныя комплексы валодаюць высокай біялагічнай актыўнасцю. Тромныя комплексы Terbium, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3 · 3H2O, аказваюць добрае антыбактэрыйнае і бактэрыцыднае ўздзеянне на стафілакок -аўрэ, Bacillus subtilis і кішачная палачка. Яны маюць шырокі антыбактэрыйны спектр. Вывучэнне такіх комплексаў дае новы кірунак даследаванняў для сучасных бактэрыцыдных прэпаратаў.
Выкарыстоўваецца ў галіне люмінесцэнцыі
Сучасныя оптаэлектронныя матэрыялы патрабуюць выкарыстання трох асноўных колераў фосфараў, а менавіта чырвонага, зялёнага і сіняга колеру, якія можна выкарыстоўваць для сінтэзацыі розных колераў. І Terbium-гэта неабходны кампанент у многіх якасных зялёных флуарэсцэнтных парашках. Калі нараджэнне рэдкага колеру тэлевізара Чырвоны флуарэсцэнтны парашок стымуляваў попыт на yttrium і еўрапей, то прымяненне і развіццё тэрбію былі прасоўваны рэдкай зямлёй трох асноўных колераў зялёнага флуарэсцэнтнага парашка для лямпаў. У пачатку 1980-х Philips вынайшаў першую ў свеце кампактную энергазберагальную флуарэсцэнтную лямпу і хутка прасоўвала яе ва ўсім свеце. Іёны TB3+могуць выпраменьваць зялёнае святло з даўжынёй хвалі 545 нм, і амаль усе рэдкія зямныя зялёныя фосфары выкарыстоўваюць Terbium у якасці актыватара.
Зялёны фосфар для каляровай тэлевізійнай прамянёвай трубы (CRT) заўсёды быў заснаваны на сульфідзе цынку, які з'яўляецца танным і эфектыўным, але парашок Terbium заўсёды выкарыстоўваецца ў якасці зялёнага фосфара для колеру праекцыі, у тым ліку Y2Sio5 ∶ TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12 ∶ TB3+і LAOBR ∶ TB3+. З распрацоўкай тэлевізара з высокай выразнасцю вялікага экрана (HDTV) таксама распрацоўваюцца высокапрадукцыйныя зялёныя флуарэсцэнтныя парашкі для ЭПТ. Напрыклад, за мяжой быў распрацаваны гібрыдны зялёны флуарэсцэнтны парашок, які складаецца з Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+і Y2SIO5: TB3+, якія маюць выдатную эфектыўнасць люмінесцэнцыі пры высокай шчыльнасці току.
Традыцыйным рэнтгенаўскім флуарэсцэнтным парашком з'яўляецца кальцыя. У 1970-я і 1980-я гады былі распрацаваны рэдкія зямныя фосфары для ўзмацнення экранаў, напрыклад, аксід серы, актываванай серай, актываваны тэрбіем, актываваны аксід бром-лантанума (для зялёных экранаў), тэрбій, актываваны серы іттрыем (III) аксіду і г.д. Апрамяненне для пацыентаў на 80%, палепшыць дазвол рэнтгенаўскіх плёнак, пашырае тэрмін службы рэнтгенаўскіх труб і зніжае спажыванне энергіі. Terbium таксама выкарыстоўваецца ў якасці флуарэсцэнтнага парашковага актыватара для медыцынскіх рэнтгенаўскіх экранаў, што можа значна палепшыць адчувальнасць рэнтгенаўскага пераўтварэння ў аптычныя выявы, палепшыць яснасць рэнтгенаўскіх плёнак і значна знізіць уздзеянне дозы рэнтгенаўскіх прамянёў для чалавечага цела (больш чым 50%).
Terbium таксама выкарыстоўваецца ў якасці актыватара ў белым святлодыёдным фосфар, узбуджаным сінім святлом для новага паўправадніковага асвятлення. З яго дапамогай можна стварыць аптычныя крышталічныя фосфары з алюмініевым магнітам, выкарыстоўваючы сінім святлом, якія выпраменьваюць дыёды ў якасці крыніц святла ўзбуджэння, а генераваная флуарэсцэнцыя змешваецца з святлом узбуджэння, вырабляючы чыстае белае святло.
Электралюмінесцэнтныя матэрыялы, вырабленыя з тэрбію, у асноўным ўключаюць у сябе зялёны фосфар цынку з тэрбіем у якасці актыватара. Пры ўльтрафіялетавым апрамяненні арганічныя комплексы тэрбію могуць выпраменьваць моцную зялёную флуарэсцэнцыю і могуць быць выкарыстаны ў якасці электралюмінесцэнтных матэрыялаў тонкай плёнкі. Нягледзячы на тое, што быў дасягнуты значны прагрэс у вывучэнні рэдкіх Зямлі арганічных комплексаў электралюмінесцэнтных тонкіх плёнак, усё яшчэ існуе пэўны разрыў ад практычнасці, а даследаванні на рэдкіх Зямлі арганічнага комплексу электралюмінесцэнтных тонкіх плёнак і прылад па -ранейшаму глыбока.
Характарыстыкі флуарэсцэнцыі тэрбію таксама выкарыстоўваюцца ў якасці зонда флуарэсцэнцыі. For example, Ofloxacin terbium (Tb3+) fluorescence probe was used to study the interaction between Ofloxacin terbium (Tb3+) complex and DNA (DNA) by fluorescence spectrum and absorption spectrum, indicating that Ofloxacin Tb3+probe can form a groove binding with DNA molecules, and DNA can significantly enhance the fluorescence of Афлоксацын TB3+сістэма. Зыходзячы з гэтага змены, ДНК можна вызначыць.
Для аптычных матэрыялаў Magneto
Матэрыялы з эфектам Фарадэя, таксама вядомымі як магніта-аптычныя матэрыялы, шырока выкарыстоўваюцца ў лазерах і іншых аптычных прыладах. Існуе два агульных тыпаў аптычных матэрыялаў Magneto: аптычныя крышталі Magneto і аптычнае шкло Magneto. Сярод іх магніта-аптычныя крышталі (напрыклад, граната YTTRIUM і Гранат галію) маюць перавагі рэгуляванай працоўнай частаты і высокай цеплавой устойлівасці, але яны дарагія і складаныя ў вырабе. Акрамя таго, многія магніта-аптычныя крышталі з высокім кутом кручэння Фарадэя маюць высокае паглынанне ў дыяпазоне кароткага хваля, што абмяжоўвае іх выкарыстанне. У параўнанні з аптычнымі крышталямі Magneto, Magneto Optical Glass мае перавагу высокай прапускання і лёгка зрабіць у вялікія блокі або валокны. У цяперашні час магніта-аптычныя акуляры з высокім эфектам Фарадэя-гэта ў асноўным рэдкія іённыя акуляры.
Выкарыстоўваецца для аптычных матэрыялаў для захоўвання магніта
У апошнія гады, з хуткім развіццём мультымедыйнай і офіснай аўтаматызацыі, попыт на новыя магнітныя дыскі з высокай ёмістасцю павялічваецца. Аморфныя металічныя металічныя сплавы з пераходных металаў былі выкарыстаны для вырабу высокапрадукцыйных магніта-аптычных дыскаў. Сярод іх тонкая плёнка TBFECO мае найлепшыя характарыстыкі. Магніта-аптычныя матэрыялы на аснове Terbium былі выраблены ў вялікіх маштабах, а магніта-аптычныя дыскі, вырабленыя з іх, выкарыстоўваюцца ў якасці кампанентаў для захоўвання кампутараў, пры гэтым магутнасць захоўвання павялічылася ў 10-15 разоў. Яны маюць перавагі вялікай магутнасці і хуткай хуткасці доступу, і іх можна выцерці і пакрыць дзясяткі тысяч разоў пры выкарыстанні для аптычных дыскаў высокай шчыльнасці. Гэта важныя матэрыялы ў электроннай тэхналогіі захоўвання інфармацыі. Часцей за ўсё выкарыстоўваецца магніта-аптычны матэрыял у бачных і блізка-інфрачырвоных паласах-гэта адзін крышталь Terbium Galium Garnet (TGG), які з'яўляецца лепшым магніта-аптычным матэрыялам для падрыхтоўкі рататараў і ізалятараў Faraday.
Для аптычнага шкло Magneto
Аптычнае шкло Faraday Magneto мае добрую празрыстасць і ізатропію ў бачных і інфрачырвоных абласцях і можа ўтвараць розныя складаныя формы. Вырабіць прадукты з вялікім памерам лёгка і іх можна ўцягнуць у аптычныя валокны. Такім чынам, ён мае шырокія перспектывы прымянення ў аптычных прыладах Magneto, такіх як аптычныя ізалятары Magneto, аптычныя мадулятары магніта і датчыкі валаконна -аптычнага току. З -за свайго вялікага магнітнага моманту і невялікага каэфіцыента паглынання ў бачным і інфрачырвоным дыяпазоне, іёны TB3+звычайна выкарыстоўваюцца іёны рэдкіх Зямлі ў аптычных акулярах Magneto.
Terbium disprosium ferromagnetostrictictive сплаў
У канцы 20 -га стагоддзя з паглыбленнем сусветнай навуковай і тэхналагічнай рэвалюцыі новыя рэдкай зямлі, якія прымяняюцца, хутка ўзнікаюць. У 1984 годзе ўніверсітэт штата Аёва ЗША, лабараторыя Эймса Дэпартамента энергетыкі ЗША ЗША і Навукова -даследчага цэнтра ўзбраення ВМС ЗША (галоўны персанал пазнейшага створанага амерыканскай тэхналагічнай кампаніі (ET REMA) з Цэнтра) сумесна распрацавалі новы рэдкае Зямля разумнага матэрыялу, а менавіта дыспрозіум -дыспрозіум жалеза -гіганцкага магнітастычнага матэрыялу. Гэты новы разумны матэрыял мае выдатныя характарыстыкі хуткага пераўтварэння электрычнай энергіі ў механічную энергію. Падводныя і электраакустычныя пераўтваральнікі, зробленыя з гэтага гіганцкага магнітастрыктнага матэрыялу, былі паспяхова наладжаны ў ваенна-марскім абсталяванні, дынаміках выяўлення нафты, сістэмамі кіравання шумам і вібрацыяй, а таксама акіянскім даследаваннем і падземнымі сістэмамі сувязі. Такім чынам, як толькі нарадзіўся магнітатычны матэрыял жалеза -гіганта -гіганцкага гіганта Terbium, ён набраў шырокую ўвагу з боку прамыслова развітых краін свету. Edge Technologies ў ЗША пачалі вырабляць магнітатычныя матэрыялы жалезнага гіганта -гіганта -гіганцкага гіганта ў 1989 годзе і назвалі іх Terfenol D. Пасля, Швецыя, Японія, Расія, Вялікабрытанія і Аўстралія таксама распрацавалі магнітатычныя матэрыялы Terbium Dyprosium Giant Magnetostrictive.
З гісторыі развіцця гэтага матэрыялу ў ЗША як вынаходніцтва матэрыялу, так і яго раннія манапалістычныя прыкладанні непасрэдна звязаны з ваеннай прамысловасцю (напрыклад, ВМС). Хоць ваенныя і абаронныя аддзелы Кітая паступова ўмацоўваюць сваё разуменне гэтага матэрыялу. Аднак пасля таго, як усеабдымная нацыянальная ўлада Кітая значна павялічылася, патрабаванні да рэалізацыі ваеннай канкурэнтнай стратэгіі ў 21 стагоддзі і павышэння ўзроўню абсталявання, безумоўна, будуць вельмі актуальнымі. Такім чынам, шырокае выкарыстанне магнітатычных матэрыялаў жалеза -гіганта -гіганта -гіганта з ваеннымі і нацыянальнымі абароннымі аддзеламі стане гістарычнай неабходнасцю.
Карацей кажучы, мноства выдатных уласцівасцей Terbium робяць яго незаменным удзельнікам шматлікіх функцыянальных матэрыялаў і незаменнай пазіцыі ў некаторых галінах прыкладання. Аднак з -за высокай цаны Terbium людзі вывучаюць, як пазбегнуць і мінімізаваць выкарыстанне тэрбію, каб знізіць выдаткі на вытворчасць. Напрыклад, рэдкае Зямля магніта-аптычныя матэрыялы таксама павінны як мага больш выкарыстоўваць дыспрозій-кобальт жалеза або гадоліній кобальту; Паспрабуйце паменшыць утрыманне тэрбію ў зялёным флуарэсцэнтным парашком, які неабходна выкарыстоўваць. Кошт стаў важным фактарам, які абмяжоўвае шырокае выкарыстанне тэрбію. Але многія функцыянальныя матэрыялы не могуць абысціся без гэтага, таму мы павінны прытрымлівацца прынцыпу "выкарыстання добрай сталі на лязе" і паспрабаваць захаваць выкарыстанне тэрбію як мага больш.
Час паведамлення: ліпень-05-2023