Тербиумприпаѓа на категоријата тешки ретки земја, со мало изобилство во Земјината кора со само 1,1 ppm.Тербиум оксидСметки за помалку од 0,01% од вкупната ретка земја. Дури и во високиот yttrium јонски тип тешка ретка земја руда со најголема содржина на тербиум, содржината на тербиум е само за 1,1-1,2% од вкупниот бројРетка земја, што укажува дека припаѓа на „благородната“ категорија наРетка земјаелементи. За повеќе од 100 години од откривањето на Тербиум во 1843 година, неговиот недостиг и вредност ја спречија неговата практична примена долго време. Тоа е само во изминатите 30 години тоаТербиумго покажа својот уникатен талент.
Откривање на историјата
Шведскиот хемичар Карл Густаф Мосандер го открил Тербиум во 1843 година. Тој ги открил своите нечистотии воyttrium оксидиY2O3. Yttriumго носи името по селото Итби во Шведска. Пред појавата на технологија за размена на јони, Тербиум не беше изолиран во чиста форма.
Мосандер прво се поделиyttrium оксидво три дела, сите именувани по руди:yttrium оксид, Ербиум оксид, иТербиум оксид. Тербиум оксидпрвично беше составен од розов дел, поради елементот сега познат какоЕрбиум. Ербиум оксид(вклучително и она што сега го нарекуваме Terbium) првично беше безбоен дел во решението. Нерастворливиот оксид на овој елемент се смета за кафеав.
Подоцна на работниците им беше тешко да набудуваат ситни безбојни “Ербиум оксид„, Но растворливиот розов дел не може да се игнорира. Дебатата за постоењето наЕрбиум оксидпостојано се појави. Во хаосот, првичното име беше обратно и размената на имиња беше заглавена, така што розовиот дел на крајот беше споменат како решение што содржи ербиум (во растворот, беше розово). Сега се верува дека работниците кои користат натриум дисулфид или калиум сулфат за да го отстранат цериум диоксидот одyttrium оксидненамерно свртетеТербиумво цериум што содржи талог. Во моментов познат како 'Тербиум', само околу 1% од оригиналотyttrium оксиде присутно, но ова е доволно за да се пренесе светло жолта боја наyttrium оксид. Затоа,Тербиуме секундарна компонента која првично ја содржеше, а таа е контролирана од нејзините непосредни соседи,ГадолиниумиДиспрозиум.
Потоа, секогаш кога другоРетка земјаЕлементите беа одвоени од оваа мешавина, без оглед на процентот на оксидот, името на тербиумот беше задржано сè додека конечно, кафеавиот оксид наТербиумбеше добиен во чиста форма. Истражувачите од 19 век не користеле ултравиолетова технологија на флуоресценција за да набудуваат светло жолти или зелени нодули (III), со што полесно се препознава тербиумот во цврсти мешавини или решенија.
Конфигурација на електрони
Електронски распоред:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Електронскиот аранжман наТербиуме [xe] 6S24F9. Нормално, само три електрони можат да се отстранат пред нуклеарното полнење да стане преголемо за да се јонизира. Сепак, во случај наТербиум, полупополнетиотТербиумОвозможува понатамошна јонизација на четвртиот електрон во присуство на многу силен оксиданс како што е флуор гас.
Метал
Тербиуме сребрена бела ретка земја метал со еластичност, цврстина и мекост што може да се сече со нож. Точка на топење 1360 ℃, точка на вриење 3123 ℃, густина 8229 4kg/m3. Во споредба со раните елементи на лантанид, тој е релативно стабилен во воздухот. Деветтиот елемент на елементите на лантанид, Тербиум, е високо наполнет метал кој реагира со вода за да формира водороден гас.
Во природа,ТербиумНикогаш не е откриено дека е бесплатен елемент, присутен во мали количини во фосфорниот цериум ториум песок и силикон берилиум yttrium руда.Тербиумкоегзистираат со други ретки елементи на Земјата во моназитскиот песок, со генерално 0,03% содржина на тербиум. Други извори вклучуваат yttrium фосфат и ретко злато на Земјата, и двете се мешавини на оксиди кои содржат до 1% тербиум.
Апликација
Примена наТербиумПретежно вклучува високо-технолошки полиња, кои се технолошки интензивни и интензивни врвни проекти, како и проекти со значителни економски придобивки, со привлечни изгледи за развој.
Главните области за апликација вклучуваат:
(1) Користена во форма на мешани ретки земјини. На пример, се користи како ретко ѓубриво соединение и додаток на добиточна храна за земјоделство.
(2) Активиран за зелен прав во три основни флуоресцентни прав. Современите оптоелектронски материјали бараат употреба на три основни бои на фосфор, имено црвена, зелена и сина боја, кои можат да се користат за синтетизирање на разни бои. ИТербиуме неопходна компонента во многу висококвалитетни зелени флуоресцентни прав.
(3) се користи како материјал за оптичко складирање на магнето. Аморфни метални тербиумски транзициски легури Алуминиум Тенки филмови се користат за производство на оптички дискови со високи перформанси магнето.
(4) Производство на оптичко стакло Магнето. Ротаторското стакло Faraday што содржи тербиум е клучен материјал за производство на ротатори, изолатори и циркулатори во ласерската технологија.
(5) Развојот и развојот на тербиум диспрозиум феромагнеттетостриктивна легура (терфенол) отвори нови апликации за тербиум.
За земјоделство и сточарство
Ретка земјаТербиумможе да го подобри квалитетот на земјоделските култури и да ја зголеми стапката на фотосинтеза во одреден опсег на концентрација. Комплексите на тербиум имаат висока биолошка активност и тројните комплекси наТербиум, Tb (Ala) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, имаат добри антибактериски и бактерицидни ефекти врз Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis и Escherichia coli, со антибактериски својства на широк спектар. Студијата за овие комплекси обезбедува нова насока за истражување за современи бактерицидни лекови.
Се користи во областа на луминисценција
Современите оптоелектронски материјали бараат употреба на три основни бои на фосфор, имено црвена, зелена и сина боја, кои можат да се користат за синтетизирање на разни бои. И Terbium е неопходна компонента во многу висококвалитетни зелени флуоресцентни прав. Ако раѓањето на ретката земја во боја на Земјата Црвен флуоресцентен прав ја стимулира побарувачката заyttriumиЕвропа, тогаш примената и развојот на тербиумот се промовирани со ретка Земја Три основни зелени флуоресцентни прав во боја за ламби. Во раните 80-ти години, Филипс ја измисли првата компактен светски флуоресцентен ламба за заштеда на енергија и брзо ја промовираше на глобално ниво. Tb3+јони можат да испуштаат зелена светлина со бранова должина од 545nm, а скоро сите ретки зелени флуоресцентни прашоци ги користатТербиум, како активатор.
Зелениот флуоресцентен прав што се користи за цевки за катода на катода во боја (CRTs) отсекогаш се засноваше на ефтин и ефикасен цинк сулфид, но Terbium Powder отсекогаш се користел како Проекција во боја ТВ Зелен прав, како што се Y2SIO5: TB3+, Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+и LaOBR: TB3+. Со развој на телевизија со голема дефиниција со високи екрани (HDTV), се развиваат и зелени флуоресцентни прав со високи перформанси за CRT. На пример, хибриден зелен флуоресцентен прав е развиен во странство, кој се состои од Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, и Y2SIO5: TB3+, кои имаат одлична ефикасност на луминисценција при висока струја на густина.
Традиционалниот флуоресцентен прав на Х-зраци е калциум во тонгрем. Во 1970 -тите и 1980 -тите, беа развиени ретки флуоресцентни прашоци на Земјата за екрани за сензибилизација, како што еТербиум, активиран лантанум сулфид оксид, тербиум активиран лантанум бромид оксид (за зелени екрани) и тербиум активиран Yttrium сулфид оксид. Во споредба со калциум волфта, редок флуоресцентен прав во земјата може да го намали времето на зрачење на Х-зраци кај пациенти за 80%, да ја подобри резолуцијата на Х-зраци филмови, да го прошири животниот век на рендгенските цевки и да ја намали потрошувачката на енергија. Тербиумот се користи и како флуоресцентен активирач на прав за медицински екрани за подобрување на Х-зраци, што може во голема мерка да ја подобри чувствителноста на конверзија на Х-зраци во оптички слики, да ја подобри јасност на Х-зраци филмови и во голема мерка да ја намали дозата на изложеност на Х-зраци во човечкото тело (за повеќе од 50%).
Тербиумисто така се користи како активатор во белиот LED фосфор возбуден од сина светлина за ново осветлување на полупроводници. Може да се користи за производство на тербиум алуминиумски магнето оптички кристал фосфор, со употреба на диоди што емитуваат сини светлина како извори на побудување, а генерираната флуоресценција се меша со возбудлива светлина за да се произведе чиста бела светлина
Електролуминисцентните материјали направени од тербиум главно вклучуваат цинк сулфид зелен флуоресцентен прав соТербиумкако активатор. Под ултравиолетово зрачење, органските комплекси на тербиум можат да испуштаат силна зелена флуоресценција и може да се користат како електролуминисцентни материјали со тенок филм. Иако е постигнат значителен напредок во студијата наРетка земјаЕлектролуминисцентни тенки филмови на органски комплекс, сè уште има одреден јаз од практичноста, а истражувањето за ретки органски комплексни електролуминисцентни тенки филмови и уреди е сè уште во длабочина.
Карактеристиките на флуоресценцијата на тербиумот се користат и како сонди на флуоресценција. Интеракцијата помеѓу офлоксацин тербиум (TB3+) комплекс и деоксирибонуклеинска киселина (ДНК) беше проучена со употреба на флуоресценција и апсорпциски спектар, како што е сондата за флуоресценција на офлоксацин тербиум (TB3+). Резултатите покажаа дека сондата Ofloxacin TB3+може да формира жлеб што се врзува со молекулите на ДНК, а деоксирибонуклеинската киселина може значително да ја подобри флуоресценцијата на системот на офлоксацин TB3+. Врз основа на оваа промена, може да се утврди деоксирибонуклеинска киселина.
За оптички материјали со магнето
Материјалите со ефект на Фарадеј, познати и како магнето-оптички материјали, се користат во ласери и други оптички уреди. Постојат два вообичаени типа на магнето оптички материјали: магнето оптички кристали и магнето оптички стакло. Меѓу нив, магнето-оптички кристали (како што се yttrium железо гарнет и тербиум галиум гарнет) имаат предности на прилагодлива оперативна фреквенција и висока термичка стабилност, но тие се скапи и тешки за производство. Покрај тоа, многу магнето-оптички кристали со високи агли на ротација на Фарадеј имаат голема апсорпција во опсегот на кратки бранови, што ја ограничува нивната употреба. Во споредба со магнето оптички кристали, магнето оптички стакло има предност на висока пренесување и е лесно да се направи во големи блокови или влакна. Во моментов, магнето-оптички очила со висок ефект на Фарадеј се главно ретки очила за допирани јонски јон.
Се користи за материјали за оптичко складирање на магнето
Во последниве години, со брзиот развој на мултимедија и канцелариска автоматизација, побарувачката за нови магнетни дискови со висок капацитет се зголемува. Аморфни метални тербиумски транзициски легури Алуминиум Тенки филмови се користат за производство на оптички дискови со високи перформанси магнето. Меѓу нив, тенок филм на легурата TBFECO има најдобри перформанси. Магнето-оптички материјали засновани на тербиум се произведени во големи размери, а магнето-оптички дискови направени од нив се користат како компоненти за складирање на компјутер, при што капацитетот на складирање се зголеми за 10-15 пати. Тие имаат предности на голем капацитет и брза брзина на пристап и можат да бидат избришани и обложени десетици илјади пати кога се користат за оптички дискови со висока густина. Тие се важни материјали во електронската технологија за складирање на информации. Најчесто користениот магнето-оптички материјал во видливите и близу-инфрацрвени ленти е единечен кристал Terbium Garnet (TGG), кој е најдобриот магнето-оптички материјал за правење ротатори и изолатори на Фарадеј.
За оптичко стакло Магнето
Оптичкото стакло Faraday Magneto има добра транспарентност и изотропија во видливи и инфрацрвени региони и може да формира разни сложени форми. Лесно е да се произведуваат производи со големи димензии и може да се влечат во оптички влакна. Затоа, има широки изгледи за примена кај магнето оптички уреди како што се магнето оптички изолатори, магнето оптички модулатори и сензори за струја на оптички влакна. Поради неговиот голем магнетски момент и мал коефициент на апсорпција во видливиот и инфрацрвен опсег, јони TB3+станаа најчесто користени ретки јони на Земјата во магнето оптички очила.
Terbium dysprosium ferromagneteTostrictive легура
На крајот на 20 век, со континуирано продлабочување на Светската технолошка револуција, брзо се појавија нови ретки материјали за примена на Земјата. Во 1984 г. Овој нов интелигентен материјал има одлични карактеристики на брзо претворање на електрична енергија во механичка енергија. Подводните и електро-акустичните трансдуктори изработени од овој гигант магнетостриктивен материјал се успешно конфигурирани во поморската опрема, звучниците за откривање на бунари за нафта, системите за контрола на бучава и вибрации и системи за истражување на океанот и подземни комуникациски системи. Затоа, веднаш штом се роди Terbium Dysprosium Iron Giant Magnetostrictive материјал, тој доби широко внимание од индустријализираните земји низ целиот свет. Edge Technologies во Соединетите Држави започна со производство на тербиум диспрозиум железо гигант магнетостриктивни материјали во 1989 година и ги именуваше Терфенол Д. Потоа, Шведска, Јапонија, Русија, Велика Британија и Австралија, исто така, развиваа тербиум дисперозиум железо гигантски гигант магнетостриктивни материјали.
Од историјата на развојот на овој материјал во Соединетите држави, и изумот на материјалот и нејзините рани монополистички апликации се директно поврзани со воената индустрија (како што е морнарицата). Иако воените воени и одбранбени оддели во Кина постепено го зајакнуваат разбирањето на овој материјал. Сепак, со значителното подобрување на сеопфатната национална сила на Кина, побарувачката за постигнување на воена конкурентна стратегија од 21 век и подобрување на нивото на опрема дефинитивно ќе биде многу итна. Затоа, широко распространетата употреба на Terbium Dysprosium железо гигантски магнетостриктивни материјали од страна на воените и националните оддели за одбрана ќе биде историска неопходност.
Накратко, многуте одлични својства наТербиумНаправете го тоа неопходен член на многу функционални материјали и незаменлива позиција во некои полиња за апликација. Сепак, поради високата цена на тербиумот, луѓето проучувале како да ја избегнат и минимизираат употребата на тербиум со цел да се намалат трошоците за производство. На пример, ретки земјини магнето-оптички материјали исто така треба да користат ниска ценаДиспрозиум железоКобалт или гадолиниум тербиум кобалт колку што е можно; Обидете се да ја намалите содржината на тербиумот во зелениот флуоресцентен прав што мора да се користи. Цената стана важен фактор што ја ограничува широко распространетата употреба наТербиум. Но, многу функционални материјали не можат да сторат без тоа, затоа мора да се придржуваме до принципот „користење добар челик на сечилото“ и да се обидеме да ја зачуваме употребата наТербиумколку што е можно.
Време на пост: октомври-25-2023