Terbnależy do kategorii ciężkichRzekskie ziemi, z niską obfitością w skórce Ziemi na zaledwie 1,1 ppm. Tlenek terbu stanowi mniej niż 0,01% całkowitej ziemi rzadkich. Nawet w ciężkiej rudie ziem rzadkich o wysokim jonie itru o najwyższej zawartości terbu, zawartość terbum stanowi jedynie 1,1-1,2% całkowitej ziemi rzadkiej, co wskazuje, że należy ona do kategorii „szlachetnej” elementów ziem rzadkich. Przez ponad 100 lat od odkrycia terbu w 1843 r. Jego niedobór i wartość od dawna uniemożliwiają jego praktyczne zastosowanie. Dopiero w ciągu ostatnich 30 lat terb pokazał swój wyjątkowy talent。
Odkrywanie historii
Szwedzki chemik Carl Gustaf Mosander odkrył terbum w 1843 r.Tlenek Yttrium (III)IY2O3. Yttrium pochodzi od wioski Ytterby w Szwecji. Przed pojawieniem się technologii wymiany jonowej terbium nie zostało wyizolowane w czystej formie.
Mosant Pierwszy podzielony tlenek Yttrium (III) na trzy części, wszystkie nazwane po rudach: tlenek Yttrium (III),Tlenek Erbium (III)i tlenek terbu. Tlenek terbu składał się pierwotnie z różowej części, ze względu na element znany obecnie jako Erbium. „Tlenek Erbium (III)” (w tym to, co teraz nazywamy Terbium) był pierwotnie zasadniczo bezbarwną częścią w roztworze. Nierozpuszczalny tlenek tego elementu jest uważany za brązowy.
Później pracownicy nie mogli zaobserwować małego bezbarwnego tlenku „Erbium (III)”, ale rozpuszczalnej różowej części nie można zignorować. Debaty na temat istnienia tlenku erbium (III) powstały wielokrotnie. W chaosie oryginalna nazwa została odwrócona, a wymiana nazw została utknięta, więc różowa część została ostatecznie wymieniona jako rozwiązanie zawierające Erbium (w roztworze był różowy). Uważa się teraz, że robią robotnicy używają bisulfate sodu lub siarczanu potasuTlenek cerium (IV)Z tlenku itrium (III) i nieumyślnie przekształcaj terbum w osad zawierający cer. Tylko około 1% oryginalnego tlenku Yttrium (III), obecnie znanego jako „terbium”, wystarczy, aby przekazać żółtawy kolor do tlenku Yttrium (III). Dlatego terbum jest wtórnym składnikiem, który początkowo go zawierał, i jest kontrolowany przez jego bezpośrednich sąsiadów, gadolinu i dysprostium.
Następnie, ilekroć inne pierwiastki ziem rzadkich były oddzielone od tej mieszaniny, niezależnie od proporcji tlenku, nazwa terbu została zatrzymana, aż w końcu brązowy tlenek terbu uzyskano w czystej postaci. Naukowcy w XIX wieku nie zastosowali technologii fluorescencji ultrafioletowej do obserwowania jasnożółtych lub zielonych guzków (III), co ułatwia rozpoznanie terbu w mieszaninach lub roztworach stałych.
Konfiguracja elektronów
Konfiguracja elektronów:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Konfiguracja elektronów terbum wynosi [XE] 6S24F9. Zwykle tylko trzy elektrony można usunąć, zanim ładunek jądrowy stanie się zbyt duży, aby go dalej zjonizować, ale w przypadku terbum terbu półpełny pozwala na dalsze jonizowanie czwartego elektronu w obecności bardzo silnych utleniaczy, takich jak gaz fluorowy.
Terbium jest srebrnym białym metalem ziem rzadkich o plastyczności, wytrzymałości i miękkości, które można wyciąć nożem. Temperatura topnienia 1360 ℃, temperatura wrzenia 3123 ℃, gęstość 8229 4 kg/m3. W porównaniu z wczesnym lantankiem jest on stosunkowo stabilny w powietrzu. Jako dziewiąty element lantanowca, terbium jest metalem o silnej elektryczności. Reaguje z wodą z tworzeniem wodoru.
W naturze terbum nigdy nie stwierdzono, że jest wolnym pierwiastkiem, z którego niewielka ilość istnieje w fosfocerium toro piasku i gadolinicie. Terbium współistnieje z innymi pierwiastkami ziem rzadkich w piasku monazytu, z ogólnie 0,03% zawartością terbu. Inne źródła to ksenotim i czarne rzadkie rudy złota, z których oba są mieszaninami tlenków i zawierają do 1% terbum.
Aplikacja
Zastosowanie terbum obejmuje głównie dziedziny zaawansowanych technologii, które są intensywnymi projektami intensywnie technologicznymi, a także projektami o znacznych korzyściach ekonomicznych, z atrakcyjnymi perspektywami rozwoju.
Główne obszary aplikacji obejmują:
(1) wykorzystywane w postaci mieszanych ziem rzadkich. Na przykład jest stosowany jako nawóz złożony ziem rzadkich i addytyw paszowy dla rolnictwa.
(2) Aktywator dla zielonego proszku w trzech pierwotnych proszkach fluorescencyjnych. Nowoczesne materiały optoelektroniczne wymagają użycia trzech podstawowych kolorów fosforów, a mianowicie czerwonego, zielonego i niebieskiego, które można użyć do syntezy różnych kolorów. A terbium jest niezbędnym składnikiem w wielu wysokiej jakości zielonych proszkach fluorescencyjnych.
(3) Stosowany jako optyczny materiał magazynowy. Do produkcji wysokowydajnych dysków magnetooptycznych zastosowano amorficzne metalowe przejście metalowe ze stopu metalu.
(4) Produkcja szkła optycznego magneto. Faraday Rotatory Glass zawierający terbium jest kluczowym materiałem do produkcji rotatorów, izolatorów i krążek w technologii laserowej.
(5) Rozwój i opracowanie stopu ferromagnetycznego (terfenol) terbu (terfenol) otworzyło nowe zastosowania terbu.
Dla rolnictwa i hodowli zwierząt
Terbium ziem rzadkich może poprawić jakość upraw i zwiększyć szybkość fotosyntezy w określonym zakresie stężeniowym. Kompleksy terbu mają wysoką aktywność biologiczną. Kompleksy trójskładnikowe terbu, TB (ALA) 3benim (CLO4) 3 · 3H2O, mają dobre działanie przeciwbakteryjne i bakteriobójcze na Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis i Escherichia coli. Mają szerokie spektrum przeciwbakteryjne. Badanie takich kompleksów stanowi nowy kierunek badań współczesnych leków bakteriobójczych.
Stosowane w dziedzinie luminescencji
Nowoczesne materiały optoelektroniczne wymagają użycia trzech podstawowych kolorów fosforów, a mianowicie czerwonego, zielonego i niebieskiego, które można użyć do syntezy różnych kolorów. A terbium jest niezbędnym składnikiem w wielu wysokiej jakości zielonych proszkach fluorescencyjnych. Jeśli narodziny czerwonego fluorescencyjnego proszku w kolorze gruntowym w kolorze ziem rzadkich stymulowało zapotrzebowanie na itrium i europejską, wówczas zastosowanie i rozwój terbu były promowane przez Ziemią Ziemią Ziemią Zielony Zielony zielony pudr na lampy. Na początku lat osiemdziesiątych Philips wynalazł pierwszą na świecie kompaktową energooszczędną lampę fluorescencyjną i szybko promował ją na całym świecie. Jony TB3+mogą emitować zielone światło o długości fali 545 nm, a prawie wszystkie zielone fosfor Ziemski Ziemia wykorzystują terbum jako aktywator.
Zielony fosfor do kolorowej rurki Ray Ray Ray (CRT) zawsze była oparta na siarczku cynku, który jest tani i wydajny, ale proszek terbium zawsze był używany jako zielony fosfor telewizji kolorowej, w tym Y2SIO5 ∶ TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12 ∶ TB3+i Laobr ∶ Tb3+. Wraz z opracowaniem telewizji o dużym ekranie (HDTV) opracowywane są również wysokowydajne zielone proszki fluorescencyjne dla CRT. Na przykład opracowano hybrydowy zielony fluorescencyjny proszek za granicą, składający się z Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LaOCL: TB3+i Y2SIO5: TB3+, które mają doskonałą wydajność luminescencji przy wysokiej gęstości prądu.
Tradycyjnym proszkiem fluorescencyjnym rentgenowskim jest wolfram wapnia. W latach siedemdziesiątych i 80. XX wieku opracowano fosfor ziem rzadkich dla intensyfikujących ekranów, takie jak aktywowany terbowo tlenek siarki sulphur z aktywowanym terbem, tlenek broma lantanowego (dla zielonych ekranów), okres trakcji sulfurowej (III) itp. Itp. 80%, popraw rozdzielczość filmów rentgenowskich, przedłużyć żywotność rur rentgenowskich i zmniejsz zużycie energii. Terbi jest również stosowane jako fluorescencyjny aktywator proszku do medycznych ekranów wzmacniających promieniowanie rentgenowskie, które mogą znacznie poprawić wrażliwość konwersji rentgenowskiej na obrazy optyczne, poprawić przejrzystość filmów rentgenowskich i znacznie zmniejszyć dawkę ekspozycji promieni rentgenowskich na ludzkie ciało (o więcej niż 50%).
Terbium jest również stosowane jako aktywator w białym fosforze LED wzbudzonym niebieskim światłem dla nowego oświetlenia półprzewodnikowego. Można go stosować do wytwarzania fosforów kryształów optycznych magneto aluminiowych terbowych, przy użyciu diod emitujących niebieskie światło jako źródła światła wzbudzenia, a generowana fluorescencja jest mieszana z światłem wzbudzającym, aby uzyskać czyste białe światło.
Materiały elektroluminescencyjne wykonane z terbum obejmują głównie zielony fosfor siarczku cynku z terbum jako aktywator. W ramach promieniowania ultrafioletowego kompleksy organiczne terbu mogą emitować silną zieloną fluorescencję i mogą być stosowane jako cienkie linione materiały elektroluminescencyjne. Chociaż poczyniono znaczny postęp w badaniu organicznych złożonych złożonych cienki folii elektroliminescencyjnych, nadal istnieje pewna przerwa z praktyczności, a badania dotyczące organicznych złożonych elektroliminescencyjnych i urządzeń złożonych Ziemi są nadal głębokie.
Charakterystyka fluorescencji terbu są również stosowane jako sondy fluorescencyjne. Na przykład sonda fluorescencyjna Ofloksacyny (TB3+) zastosowano do badania interakcji między zlokalizacją Ofloksacyny (TB3+) a DNA (DNA) przez widmo fluorescencyjne i widmo absorpcji, wskazując, że floxacin Tb3+sonda może tworzyć grove wiązanie grove z dNA, a DNA może zwiększyć fluscencję z fluscencyjnego fluscencyjnego. OFLOXACIN TB3+System. Na podstawie tej zmiany można określić DNA.
Dla materiałów optycznych magneto
Materiały z efektem Faraday, znane również jako materiały magnetooptyczne, są szeroko stosowane w laserach i innych urządzeniach optycznych. Istnieją dwa popularne rodzaje materiałów optycznych magneto: kryształy optyczne magneto i szkło optyczne magneto. Wśród nich kryształy magnetooptyczne (takie jak granat żelaza i żelaza i granat terbowy) mają zalety regulowanej częstotliwości roboczej i wysokiej stabilności termicznej, ale są drogie i trudne w produkcji. Ponadto wiele kryształów magnetooptycznych o wysokim kącie obrotu Faradaya ma wysoką absorpcję w zakresie krótkiej fali, co ogranicza ich użycie. W porównaniu z kryształami optycznymi Magneto, szkło optyczne Magneto ma tę zaletę, że jest łatwa do wykonania w duże bloki lub włókna. Obecnie szklanki magnetooptyczne o wysokim efekcie Faraday są głównie szklankami domieszkowanymi jonami ziem rzadkich.
Używane do magazynów magneto
W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem multimediów i automatyzacji biur, zapotrzebowanie na nowe dyski magnetyczne o dużej pojemności wzrasta. Do produkcji wysokowydajnych dysków magnetooptycznych zastosowano amorficzne metalowe folii stopowe z stopu metalu. Wśród nich cienki folia TBFECO ma najlepszy występ. Materiały magnetooptyczne na bazie terbu zostały wyprodukowane na dużą skalę, a wykonane z nich dyski magnetooptyczne są używane jako komponenty magazynowe komputerowego, przy czym pojemność magazynowa wzrosła o 10-15 razy. Mają zalety dużej pojemności i szybkiej prędkości dostępu, i mogą być wycierane i powlekane dziesiątki tysięcy razy, gdy są używane do dysków optycznych o dużej gęstości. Są to ważne materiały w technologii przechowywania informacji elektronicznej. Najczęściej stosowanym materiałem magnetooptycznym w pasmach widzialnych i bliskiej podczerwieni jest pojedynczy kryształ Garnet Gallium Terbium (TGG), który jest najlepszym materiałem magnetooptycznym do tworzenia rotatorów i izolatorów Faraday.
Do szkła optycznego magneto
Faraday Magneto Optyczne szkło ma dobrą przezroczystość i izotropię w regionach widzialnych i podczerwieni oraz może tworzyć różne złożone kształty. Łatwo jest wytwarzać duże produkty i można je wciągnąć na włókna optyczne. Dlatego ma szerokie perspektywy zastosowania w urządzeniach optycznych magneto, takich jak izolatory optyczne magneto, modulatory optyczne magneto i czujniki prądu światłowodowego. Ze względu na duży moment magnetyczny i mały współczynnik absorpcji w zakresie widzialnym i podczerwieni jony TB3+stają się powszechnie stosowane jony ziem rzadkich w szklankach optycznych magneto.
Terbium Dysprosium Ferromagnetostrictive stop
Pod koniec XX wieku, wraz z pogłębianiem światowej rewolucji naukowej i technologicznej, nowe materiały stosowane przez ziemię szybko pojawiają się. W 1984 r. Iowa State University of the University of the United, Ames Laboratory of Stanów Zjednoczonych Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych i amerykańskiego Centrum Badań Broni Surface Surface Broń (główny personel późniejszego materiału technologii amerykańskiej Edge (ET RE REMA) wspólnie opracowało nowy materiał inteligentny w terenie, a mianowicie teren dysprzewodowy materiał magnetyczny. Ten nowy inteligentny materiał ma doskonałe cechy szybkiego przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną. Podwodne i elektroakustyczne przetworniki wykonane z tego gigantycznego materiału magnetostryckiego zostały pomyślnie skonfigurowane w urządzeniach marynarki wojennej, głośnikach wykrywania studni oleju, systemach kontroli hałasu i wibracji oraz systemach eksploracji oceanów i podziemnych systemach komunikacyjnych. Dlatego, gdy tylko narodził się gigantyczny materiał magnetostrictiftowy z zaburzeniami terbu, zwrócił na niego uwagę krajów uprzemysłowionych na całym świecie. Edge Technologies w Stanach Zjednoczonych zaczęły produkować terem żelaza olbrzymie żelaza w 1989 r., A następnie nazwał je terfenol D. Następnie Szwecja, Japonia, Rosja, Wielka Brytania i Australia opracowało również zaburzenia z zaburzeniami żelaza z zaburzeniami terbu.
Z historii rozwoju tego materiału w Stanach Zjednoczonych zarówno wynalazek materiału, jak i jego wczesne zastosowania monopolistyczne są bezpośrednio związane z przemysłem wojskowym (takimi jak marynarka wojenna). Chociaż chińskie działy wojskowe i obrony stopniowo wzmacniają swoje zrozumienie tego materiału. Jednak po tym, jak kompleksowa siła krajowa Chin znacznie wzrosła, wymagania dotyczące realizacji wojskowej strategii konkurencyjnej w XXI wieku i poprawie poziomu sprzętu z pewnością będą bardzo pilne. Dlatego powszechne zastosowanie terbu dysprozy gigantyczne żelazne materiały magnetostryczne przez departamenty wojskowe i obrony narodowej będzie historyczną koniecznością.
Krótko mówiąc, wiele doskonałych właściwości terbu sprawia, że jest to niezbędny członek wielu materiałów funkcjonalnych i niezastąpioną pozycję w niektórych dziedzinach aplikacji. Jednak ze względu na wysoką cenę terbumu ludzie badali, jak unikać i zminimalizować stosowanie terbum w celu obniżenia kosztów produkcji. Na przykład materiały magnetooptyczne ziem rzadkich powinny również wykorzystywać tanie kobalt żelaza lub kobaltu terbu gadolinu tak bardzo, jak to możliwe; Staraj się zmniejszyć zawartość terbu w zielonym fluorescencyjnym proszku, który należy zastosować. Cena stała się ważnym czynnikiem ograniczającym powszechne stosowanie terbu. Ale wiele materiałów funkcjonalnych nie może się bez niego obejść, więc musimy przestrzegać zasady „używania dobrej stali na ostrze” i próbować jak najwięcej zaoszczędzić stosowanie terbum.
Czas po: 05-2023 lipca