Мербійналежыць да катэгорыі цяжкіх рэдкіх Зямлі, з нізкім багаццем у зямной скарыначцы толькі ў 1,1 праміле.Аксід тэрбіюскладае менш за 0,01% ад агульнай колькасці рэдкіх Зямлі. Нават у высокім іёне іёна іёна іённай руды з найвышэйшым утрыманнем тэрбію, утрыманне тэрбію складае толькі 1,1-1,2% ад агульнай колькасціРэдкая зямля, паказваючы, што яна належыць да «высакароднай» катэгорыіРэдкая зямляэлементы. 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 гадоўмербійпаказаў свой унікальны талент.
Адкрыццё гісторыі
Шведскі хімік Карл Густаф Мозандэр выявіў Тэрбій у 1843 годзе. Ён выявіў яго прымешкі ўаксід yttriumіY2O3. Yttriumназваны ў гонар вёскі Ітбі ў Швецыі. Да з'яўлення тэхналогіі іённага абмену, тэрбій не быў ізаляваны ў чыстым выглядзе.
Масандэр упершыню падзяліўсяаксід yttriumу тры часткі, усе названыя ў гонар руды:аксід yttrium, аксід эрбіюіаксід тэрбію. Аксід тэрбіюпершапачаткова складалася з ружовай часткі, дзякуючы элементу, які цяпер вядомы якэрбіум. Аксід эрбію(у тым ліку тое, што мы зараз называем Terbium) першапачаткова было бясколернай часткай у растворы. Нерастваральны аксід гэтага элемента лічыцца карычневым.
Пазней работнікам было цяжка назіраць за малюсенькімі бясколернымі "аксід эрбію"Але растваральную ружовую частку нельга ігнараваць. Дыскусія наконт існаванняаксід эрбіюнеаднаразова з'явіўся. 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 дисульфид натрыю або сульфат калія, для выдалення дыяксіду церы з церы заксід yttriumНенаўмысна павярніцемербійу церы, які змяшчае асадкі. У цяперашні час вядомы як 'мербій', толькі каля 1% арыгіналааксід yttriumпрысутнічае, але гэтага дастаткова для перадачы светла -жоўтага колеруаксід yttrium. Таму,мербійз'яўляецца другасным кампанентам, які першапачаткова яго ўтрымліваў, і ён кантралюецца непасрэднымі суседзямі,Гадолінійідыспрозій.
Потым, калі іншыяРэдкая зямляЭлементы былі аддзелены ад гэтай сумесі, незалежна ад прапорцыі аксіду, назва тэрбію захоўвалася, пакуль, нарэшце, карычневы аксідмербійбыў 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
Электронная макет:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Электроннае размяшчэннемербійгэта [xe] 6S24f9. Звычайна толькі тры электроны могуць быць выдалены, перш чым ядзерны зарад стане занадта вялікім, каб быць іянізаванымі. Аднак у выпадкумербій, паўабарончы запоўненымербійДазваляе далейшую іянізацыю чацвёртага электрона пры наяўнасці вельмі моцнага акісляльніка, напрыклад, фтору газу.
Метал
Мербійгэта 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 раннімі элементамі лантаніду ён адносна стабільны ў паветры. Дзевяты элемент элементаў лантаніду, Terbium, - гэта высока зараджаны метал, які рэагуе з вадой, утвараючы вадародны газ.
У прыродзе,мербійНіколі не быў прызнаны свабодным элементам, які прысутнічае ў невялікай колькасці ў фосфарнай пяску торыя і крэмніевага берылію ітрыя.МербійСуіснуюць з іншымі рэдкімі элементамі зямлі ў маназітным пяску, звычайна 0,03% утрымання тэрбію. Іншыя крыніцы ўключаюць у сябе фасфат іттрыю і рэдкае Зямлі, абодва яны - сумесі аксідаў, якія змяшчаюць да 1% тербію.
Прымяненне
ПрымяненнемербійУ асноўным прадугледжваюць высокатэхналагічныя палі, якія з'яўляюцца інтэнсіўнымі тэхналогіямі і інтэнсіўнымі перадавымі праектамі, а таксама праектамі са значнымі эканамічнымі выгадамі 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. Імербійз'яўляецца незаменным кампанентам у многіх якасных зялёных флуарэсцэнтных парашках.
(3) выкарыстоўваецца ў якасці аптычнага матэрыялу для захоўвання магніта. Для вырабу высокапрадукцыйных аптычных дыскаў з высокапрадукцыйным 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
Рэдкая зямлямербійможа палепшыць якасць культур і павялічыць хуткасць фотасінтэзу ў пэўным дыяпазоне канцэнтрацыі. Комплексы тэрбію валодаюць высокай біялагічнай актыўнасцю, а патройныя комплексы складаюцьмербій, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, аказваюць добрае антыбактэрыйнае і бактэрыцыднае ўздзеянне на залацісты стафілакок, падтыліс Bacillus і кішачная палачка, з антыбактэрыйнымі ўласцівасцямі шырокага спектру. Вывучэнне гэтых 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 чырвонага флуарэсцэнтнага парашка стымулявала попыт наyttriumіеўрапей, затым прымяненне і развіццё тэрбію было прапанавана рэдкай зямлёй Тры першаснага колеру 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 флуарэсцэнтныя парашкі выкарыстоўваюццамербій, як актыватар.
Зялёны флуарэсцэнтны парашок, які выкарыстоўваецца для каляровых тэлевізійных прамянёў -катодных прамянёў (CRT), заўсёды быў заснаваны ў асноўным на танным і эфектыўным сульфідзе цынку, але парашок Terbium заўсёды выкарыстоўваўся ў якасці зялёнага парашка праекцыі, напрыклад, 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 флуарэсцэнтныя парашкі для экранаў сенсібілізацыі, напрыклад,мербій, актываваны аксід сульфіду Lanthanum, аксід браміду лантану, актываваны лантанам (для зялёных экранаў) і аксід сульфіду yttrium. У параўнанні з вальфрамам кальцыя, флуарэсцэнтны парашок рэдкай зямлі можа паменшыць час рэнтгенаўскага апрамянення для пацыентаў на 80%, палепшыць дазвол рэнтгенаўскіх плёнак, пашырыць тэрмін службы рэнтгенаўскіх труб і знізіць 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%).
Мербійтаксама выкарыстоўваецца ў якасці актыватара ў белым святлодыёдным фосфары, узбуджаным сінім святлом для новага паўправадніковага асвятлення. З яго дапамогай можна вырабляць аптычныя крышталічныя фосфары з алюмініевым магнітам, выкарыстоўваючы сіні святло, якія выпраменьваюць дыёды ў якасці крыніц святла ўзбуджэння, а згенераванае флуарэсцэнцыя змешваецца з святлом узбуджэння, вырабляючы чыстае белае святло
Электралюмінесцэнтныя матэрыялы, вырабленыя з тербія, у асноўным ўключаюць у сябе сульфідны флуарэсцэнтны парашок цынку змербійяк актыватар. Пры ўльтрафіялетавым апрамяненні арганічныя комплексы тэрбію могуць выпраменьваць моцную зялёную флуарэсцэнцыю і могуць быць выкарыстаны ў якасці электралюмінесцэнтных матэрыялаў тонкай плёнкі. Хоць быў дасягнуты значны прагрэс у даследаванніРэдкая зямляАрганічны комплекс з электралюмінесцэнтнымі тонкімі плёнкамі па -ранейшаму існуе пэўны разрыў ад практычнасці, а даследаванні па рэдкай зямлі арганічнага комплексу электралюмінесцэнтных тонкіх плёнак і прылад па -ранейшаму глыбока.
Характарыстыкі флуарэсцэнцыі тэрбію таксама выкарыстоўваюцца ў якасці зонда флуарэсцэнцыі. Узаемадзеянне паміж комплексам аслаксацыну (TB3+) і дэзаксірыбануклеінавай кіслатой (ДНК) вывучалася з выкарыстаннем спектраў флуарэсцэнцыі і паглынання, такіх як флуарэсцэнтны зонд офлоксацина Тэрбію (TB3+). Вынікі паказалі, што зонд Ofloxacin TB3+можа ўтварыць звязванне канаўкі з малекуламі ДНК, а дезоксирибонуклеиновая кіслата можа значна павысіць флуарэсцэнцыю сістэмы OFLOXACIN TB3+. Зыходзячы з гэтага змены, можна вызначыць дезоксирибонуклеінавая кіслата.
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 высокімі кутамі павароту Фарадэя маюць высокае паглынанне ў дыяпазоне кароткай хвалі, 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. Для вырабу высокапрадукцыйных аптычных дыскаў з высокапрадукцыйным магніта-аптычных дыскаў былі выкарыстаны аморфныя металічныя металічныя сплавы. 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 пастаянным паглыбленнем сусветнай тэхналагічнай рэвалюцыі новыя матэрыялы прымянення рэдкай зямлі хутка з'явіліся. У 1984 годзе ўніверсітэт штата Аёва, лабараторыя Эймса Міністэрства энергетыкі ЗША і Цэнтр даследаванняў паверхні ВМС ЗША (з якога прыйшоў асноўны персанал пазнейшай карпарацыі Edge Technology Corporation (ET Rema), каб распрацаваць новы рэдкі інтэлектуальны матэрыял рэдкіх Зямлі, а менавіта тэрбій -дыспросавы ферамагнітны магнітастыкцыйны матэрыял. Гэты новы інтэлектуальны 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 пры значным павышэнні комплекснай нацыянальнай сілы Кітая попыт на дасягненне ваеннай канкурэнтнай стратэгіі 21 -га стагоддзя і павышэння ўзроўню абсталявання, безумоўна, будзе вельмі актуальным. Такім чынам, шырокае выкарыстанне магнітатычных матэрыялаў жалеза -гіганта -гіганта -гіганта з ваеннымі і нацыянальнымі абароннымі аддзеламі стане гістарычнай неабходнасцю.
Карацей, мноства выдатных уласцівасцеймербійЗрабіце гэта 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, рэдкія зямныя магніта-аптычныя матэрыялы таксама павінны выкарыстоўваць нізкую коштдыспрозій жалезакобальт або кадаліній тэрбій кобальт як мага больш; Паспрабуйце паменшыць утрыманне тэрбію ў зялёным флуарэсцэнтным парашком, які неабходна выкарыстоўваць. Кошт стаў важным фактарам, які абмяжоўвае шырокае выкарыстаннемербій. Але многія функцыянальныя матэрыялы не могуць абысціся без гэтага, таму мы павінны прытрымлівацца прынцыпу "выкарыстання добрай сталі на лязе" і паспрабаваць захаваць выкарыстаннемербійяк мага больш.
Час паведамлення: кастрычнік 25-2023