Terbiumpripada kategoriji teškihRijetka zemlja, sa niskim obiljem u zemljinoj kore na samo 1,1 ppm. Terbium oksid čini manje od 0,01% ukupne rijetke zemlje. Čak i u visokoj ytrium jonskoj vrsti teška rijetka zemlja ruda s najvećim sadržajem Terbijuma, Terbium sadržaj čini samo 1,1-1,2% od ukupne rijetke zemlje, što ukazuje na to da pripada "plemenitim" kategorijama rijetkih zemaljskih elemenata. Već više od 100 godina od otkrića Terbija 1843. godine, njegova oskudica i vrednost dugo su sprečili svoju praktičnu prijavu. U posljednjih 30 godina Terbijum je pokazao svoj jedinstveni talent.
Otkrivanje istorije
Švedski hemičar Carl Gustaf Mosander otkrio je Terbijum 1843. godine. Našao je njezine nečistoće uYtrium (iii) oksidiY2o3. Ytrium je nazvan po selu Ytterby u Švedskoj. Prije pojave tehnologije razmjene jona, Terbijum nije bio izoliran u čistom obliku.
Mosint prvi podijeljeni ytrium (iii) oksid u tri dijela, svi nazvani po rudu: yttrium (iii) oksid,Erbium (III) oksidi terbijum oksid. Terbijum oksid prvobitno je sastavljen od ružičaste strane, zbog elementa koji je sada poznat kao erbium. "Erbium (iii) oksid" (uključujući ono što sada zovemo Terbijumu) izvorno je bio u suštini bezbojni dio u rješenju. Netopljivi oksid ovog elementa smatra se smeđim.
Kasnije su radnici jedva da mogu posmatrati maleni bezbojni "erbium (iii) oksid", ali topiv ružičasti dio nije mogao biti zanemaren. Rasprave o postojanju erbijuma (iii) oksida više puta su se pojavili. U haosu je prvobitno ime obrnuto i razmjena imena zaglavljena, tako da je ružičasti dio na kraju spomenut kao rješenje koje sadrži erbijum (u rješenju, bilo je ružičasto). Sada se vjeruje da radnici koji koriste natrijum bisulfat ili kalijum sulfatCerijum (iv) oksidiz ytriuma (iii) oksida i nenamjerno okrenuti terbiju u sediment koji sadrži cerijum. Samo oko 1% originalnog ytrijuma (iii) oksida, sada poznato kao "Terbium", dovoljno je da prođe žućkastu boju u ytrium (iii) oksidu. Stoga je Terbium sekundarna komponenta koja je u početku sadržavala, a kontroliraju ga neposredne susjede, gadolinium i disperzijum.
Nakon toga, kad god su ostali rijetki elementi zemlje odvojeni od ove smjese, bez obzira na udio oksida, ime Terbijuma zadržano je do konačno, smeđi oksid Terbijuma dobiven je u čistom obliku. Istraživači u 19. stoljeću nisu koristili ultraljubičastu fluorescentnu tehnologiju za posmatranje svijetlih žutih ili zelenih čvorova (III), što se tiče terbijama, što se tiče u čvrstim mješavinama ili rješenjima.
Elektronska konfiguracija
Konfiguracija elektrona:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Konfiguracija elektrona Terbijuma je [XE] 6S24F9. Obično se mogu ukloniti samo tri elektrona prije nego što nuklearni napuh postane prevelik da bi se dodatno ioniziralo, ali u slučaju Terbijuma, polu ispunjeno Terbijum omogućava da se četvrti elektron dodatno ionizira u prisustvu vrlo jakih oksidanata poput fluorskog plina.
Terbium je srebrni bijeli rijetki zemaljski metal sa duktilnošću, žilavom i mekošću koja se može preseći nožem. Tačka topljenja 1360 ℃, tačka ključanja 3123 ℃, gustoća 8229 4kg / m3. U usporedbi s ranim lantonima, relativno je stabilan u zraku. Kao deveti element Lanthanide, Terbijum je metal s jakom električnom energijom. Reagira s vodom da formira vodik.
U prirodi, Terbijum nikada nije pronađen da je slobodan element, od kojih se nalazi mala količina u pijesku fosfocerium torijuma i gadolinitu. Terbijum koegzisti sa ostalim retkim zemljanim elementima u monazit pijeskom, sa općenito 0,03% terbija sadržajem. Ostali izvori su ksenotime i crne rijetke zlatne rude, a koji su smjesa oksida i sadrže do 1% terbija.
Primjena
Primjena Terbija uglavnom uključuje visokotehnološka polja koja su tehnologija intenzivna i intenzivna intenzivnih projekata, kao i projekti sa značajnim ekonomskim koristima, sa atraktivnim razvojim izgledima.
Glavna područja aplikacije uključuju:
(1) koristi se u obliku mješovitih rijetkih zemalja. Na primjer, koristi se kao rijetka zemljano složeno gnojivo i dodatak hrani za poljoprivredu.
(2) Aktivator za zeleni prah u tri primarna fluorescentna pudera. Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju upotrebu tri osnovne boje fosfora, naime crvenih, zelenih i plavih, koje se mogu koristiti za sintetisanje različitih boja. A Terbium je nezamjenjiva komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim puderima.
(3) Koristi se kao magneto optički materijal za pohranu. Amorfni metalni metalni metalni filmovi od legura za proizvodnju magneto-optičkih diskova na visokih performansi.
(4) Proizvodnja magneto optičkog stakla. Faraday Rotacijsko staklo koje sadrži Terbium je ključni materijal za proizvodnju rotatora, izolatora i cirkulatora u laserskoj tehnologiji.
(5) Razvoj i razvoj Terbium disperzijskog feromagnetostriktivne legure (Terfenol) otvorio je nove aplikacije za Terbium.
Za poljoprivredu i stočarstvo
Rijetka zemljana terbija može poboljšati kvalitetu usjeva i povećati brzinu fotosinteze u određenom rasponu koncentracije. Terbium kompleksi imaju visoku biološku aktivnost. Ternarni kompleksi Terbijuma, TB (ALA) 3Benim (Clo4) 3 · 3H2O, imaju dobre antibakterijske i baktericidne efekte na stafilokokunu aureus, bacillus subtilis i escherichia coli. Imaju širok antibakterijski spektar. Studija takvih kompleksa pruža novi smjer istraživanja modernih baktericidnih lijekova.
Koristi se u polju luminomenica
Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju upotrebu tri osnovne boje fosfora, naime crvenih, zelenih i plavih, koje se mogu koristiti za sintetisanje različitih boja. A Terbium je nezamjenjiva komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim puderima. Ako je rođenje rijetke zemlje u boji crvene fluorescentne pudere poticaj potražnju za ytrijumom i europijumom, tada su aplikacija i razvoj terbija promovirala rijetka zemlja tri primarna fluorescentna praška za lampe. Početkom 1980-ih, Philips je izumio prvu svjetsku kompaktnu fluorescentnu lampu za uštedu energije i brzo ga je promovirao na globalnoj razini. TB3 + ione mogu emitirati zeleno svjetlo s talasnoj dužini od 545nm, a gotovo svi rijetki Zemljini zeleni fosforci koriste Terbium kao aktivator.
Zeleni fosfor za TV katodnu cijevi (CRT) oduvijek se temeljila na cinkovom sulfidniku, ali je jeftin i efikasan, ali Terbium prah je uvijek korišten kao zeleni fosfor za projekciju, uključujući y2sio5: TB3 +, y3 (al, ga) 5O12: TB3 + i Laozbr: TB3 +. Sa razvojem televizora visokog ekrana (HDTV) visoke rezolucije (HDTV) visoke performanse i zeleni fluorescentni puderi za CRT-u također se razvijaju. Na primjer, hibridni zeleni fluorescentni puder razvijen je u inostranstvu, sastoji se od Y3 (al, GA) 5O12: TB3 +, Laocl: TB3 + i Y2SiO5: TB3 +, koji imaju izvrsnu efikasnost luminezacije po visokoj gustoći struje.
Tradicionalni rendgen fluorescentni puder je kalcijum volfram. 1970-ih i 1980-ih, razvijeni su rijetki zemaljski fosfori za intenziviranje ekrana, kao što su terbium aktivirani sulfrumski oksid, terbium aktivirani brominski oksid (za zelene ekrane) itd. U usporedbi sa kalcijum volframskom prahom može smanjiti vrijeme zračenja rendgena Za pacijente za 80%, poboljšati rezoluciju rendgenskih filmova, produžite životni vijek rendgenskih cijevi i smanjite potrošnju energije. Terbium se koristi i kao fluorescentni prah za ekrane rendgenskih zaslona koji mogu poboljšati osjetljivost rendgenske pretvorbe u optičke slike, poboljšati jasnoću rendgenskih filmova i uvelike smanjiti dozu rendgenskih zraka na ljudsko tijelo (za više od 50%).
Terbium se koristi i kao aktivator u bijelom LED fosforu Uzbuđen plavom svjetlom za novu poluvodičku rasvjetu. Može se koristiti za proizvodnju terbija aluminija magneto optičkih kristalnih fosfala, koristeći plave svjetlosne diode kao izvore uzbuđenja uzbuđenja, a generirana fluorescencija miješa se s uzbudljivim svjetlom za proizvodnju čistog bijelog svjetla.
Elektroluminiscentni materijali izrađeni od Terbija uglavnom uključuju zeleni fosfor Cinc Sulfide sa Terbijumom kao aktivator. Pod ultraljubičastom zračenjem, organski kompleksi Terbijuma mogu emitirati snažnu zelenu fluorescenciju i mogu se koristiti kao tanki film elektrolumini. Iako je postignut značajan napredak u studiji rijetkih zemaljskih organskih složenih filmova, još uvijek postoji određeni jaz iz praktičnosti, a istraživanje na rijetkim zemljanim organskim složenim elektroluminima tankim filmovima i uređajima i dalje su u dubini.
Karakteristike fluorescencije Terbiju koriste se i kao fluorescentne sonde. Na primjer, fluorescentna sonda za fluorescenciju (TB3 +) korištena je za proučavanje kompleksa između ofloksacin terbija (TB3 +) i DNK (DNK) po spektrama i apsorpcijskim spektrom, što ukazuje na tok-sonda utor, a DNK može značajno poboljšati fluorescenciju ofloksacin TB3 + sistem. Na osnovu ove promjene, DNK se može odrediti.
Za magneto optičke materijale
Materijali s farad efektom, poznatim kao i magneto-optički materijali, široko se koriste u laserima i drugim optičkim uređajima. Postoje dvije zajedničke vrste magneto optičkih materijala: magneto optički kristali i magneto optičko staklo. Među njima, magneto-optički kristali (poput ytrium gvožđe Garnet i Terbium Gallium Garnet) imaju prednosti podesive radne frekvencije i visoke toplotne stabilnosti, ali su skupe i teško proizvoditi. Pored toga, mnogi magneto-optički kristali sa visokim ugao rotacije Faraday-a imaju veliku apsorpciju u dometu kratkog talasa, što ograničava njihovu upotrebu. U usporedbi s magneto optičkim kristalima, magneto optičko staklo ima prednost visoke prijenosne mjeri i lako je biti napravljena u velikim blokovima ili vlaknima. Trenutno su magneto-optičke naočale sa visokim faraday efektom uglavnom rijetke zemljane čaše zemlje.
Koristi se za magneto optički materijal za pohranu
Posljednjih godina, s brzim razvojem multimedijske i uredske automatizacije, potražnja za novim magnetskim diskovima velikog kapaciteta povećava se. Metalni legurski legurski filmovi od metala u metalu korišteni su za proizvodnju magneto-optičkih diskova visokih performansi. Među njima je tanki film TBFeco legure ima najbolje performanse. Magneto-optički materijali na bazi terbiuma proizvedeni su u velikoj mjeri, a magneto-optički diskovi izrađeni od njih koriste se kao komponente za pohranu računara, a kapaciteta skladištenja povećana za 10-15 puta. Oni imaju prednosti velikog kapaciteta i brze brzine pristupa i mogu se obrisati i obnoviti desetine tisuća vremena kada se koriste za optičke diskove visoke gustoće. Oni su važni materijali u elektroničkom tehnologiju za pohranu informacija. Najčešće korišteni magneto-optički materijal u vidljivim i blizu infracrvenim opsezima je pojedinačni kristal Terbium Gallium Garnet (TGG) koji je najbolji magneto-optički materijal za izradu faraday rotatora i izolatora.
Za magneto optičko staklo
Faraday Magneto optičko staklo ima dobru transparentnost i izotropiju u vidljivim i infracrvenim regijama, te mogu formirati različite složene oblike. Lako je proizvesti proizvode velike veličine i može se izvući u optička vlakna. Stoga ima široke perspektive aplikacije u magneto optičkim uređajima kao što su magneto optički izolatori, magneto optički modulatori i senzori struje optičkih vlakana. Zbog velikog magnetskog trenutka i malog koeficijenta apsorpcije u vidljivom i infracrvenom rasponu, TB3 + ioni su se obično koristili rijetkim zemljanim jonivima u magneto optičkim naočarima.
Terbium disprozijum feromagnetostriktivna legura
Krajem 20. vijeka, uz produbljivanje svjetske naučne i tehnološke revolucije, novi rijetki primijenjeni materijali za primijenjene zemlje brzo se pojavljuju. 1984. godine, Državni univerzitet u Sjedinjenim Državama, Ames Laboratorija Sjedinjenih Država u Americi i Istraživačke reprodukcije američkog mornarice (ET Rema) iz Centra (ET Rema) došlo je iz centra), zajedno je razvio novi retki pametni materijal, naime magnetozivni materijal od željeznog gvožđa. Ovaj novi pametni materijal ima odlične karakteristike brzo pretvaranja električne energije u mehaničku energiju. Podvodni i elektro-akustički pretvarači izrađeni od ovog divovskog magnetozivnog materijala uspješno su konfigurirani u pomorskoj opremi, zvučnicima za otkrivanje ulja, sustavi za kontrolu buke i vibracije i istraživanje okeana i podzemni komunikacijski sustavi. Stoga se rodio divovski magnetozivni materijal Terbium Disprosium Gvozde, dobio je široku pažnju industrijaliziranih zemalja širom svijeta. EDGE Technologies u Sjedinjenim Državama počele su proizvoditi terbium disprozijum gigantski magnetozivni materijali 1989. godine i imenovao ih Terfenol D. Nakon toga, Švedska, Japan, Rusija, Velika Britanija, a Australija su razvili i Terbium disprozijum gvožđačkim divovskim magnetozivnim materijalima.
Iz povijesti razvoja ovog materijala u Sjedinjenim Državama, i izum materijala i njegovih ranih monopolističkih aplikacija direktno su povezani sa vojnom industrijom (poput mornarice). Iako kineske vojne i odbrambene odjele postepeno jačaju svoje razumijevanje ovog materijala. Međutim, nakon sveobuhvatne nacionalne vlasti Kine značajno se povećala, zahtjevi za realizacijom vojne konkurentske strategije u 21. stoljeću i poboljšanju nivoa opreme sigurno će biti vrlo hitni. Stoga će raširena upotreba terbijum disperzijum gvožđavog magnetozivnih materijala od strane vojnih i nacionalnih odbrambenih odjela bit će povijesna potreba.
Ukratko, mnoga odlična svojstva Terbija čine ga neizostavnim članu mnogih funkcionalnih materijala i nezamjenjivu poziciju u nekim poljima za primjenu. Međutim, zbog visoke cijene Terbija, ljudi proučavaju kako izbjeći i minimizirati upotrebu Terbija kako bi se smanjili troškovi proizvodnje. Na primjer, rijetki Zemljinski magneto-optički materijali također bi trebali koristiti niskobudžetnu displaktunu željeznu kobaltu ili gadolinium Terbium Cobalt što je više moguće; Pokušajte smanjiti sadržaj terbija u zelenom fluorescentnom prahu koji se mora koristiti. Cijena je postala važan faktor koji ograničava široku upotrebu Terbija. Ali mnogi funkcionalni materijali ne mogu bez njega, tako da se moramo pridržavati principa "korištenjem dobre čelične čelične na sečivu" i pokušati da sačuvate upotrebu Terbija što je više moguće.
Vrijeme objavljivanja: jul-05-2023