Terbiumkabilang sa kategorya ng mabibigat na bihirang mga lupa, na may mababang kasaganaan sa crust ng lupa sa 1.1 ppm lamang.Terbium oxideAng mga account para sa mas mababa sa 0.01% ng kabuuang bihirang mga lupa. Kahit na sa mataas na yttrium ion type mabibigat na bihirang lupa ore na may pinakamataas na nilalaman ng terbium, ang nilalaman ng terbium ay nagkakahalaga lamang ng 1.1-1.2% ng kabuuangbihirang lupa, na nagpapahiwatig na kabilang ito sa kategoryang "marangal" ngbihirang lupamga elemento. Para sa higit sa 100 taon mula nang matuklasan ang terbium noong 1843, ang kakulangan at halaga nito ay pumigil sa praktikal na aplikasyon nito sa loob ng mahabang panahon. Ito ay lamang sa nakaraang 30 taon naTerbiumay nagpakita ng natatanging talento.
Pagtuklas ng kasaysayan
Ang chemist ng Suweko na si Carl Gustaf Mosander ay natuklasan ang terbium noong 1843. Natuklasan niya ang mga impurities nito sayttrium oxideatY2O3. Yttriumay pinangalanan pagkatapos ng nayon ng Itby sa Sweden. Bago ang paglitaw ng teknolohiya ng palitan ng ion, ang terbium ay hindi nakahiwalay sa purong anyo nito.
Una nang nahahati si Mossanderyttrium oxidesa tatlong bahagi, lahat ay pinangalanan pagkatapos ng ores:yttrium oxide, Erbium oxide, atTerbium oxide. Terbium oxideay orihinal na binubuo ng isang rosas na bahagi, dahil sa elemento na kilala ngayon bilangErbium. Erbium oxide(Kasama ang tinatawag nating terbium) ay orihinal na walang kulay na bahagi sa solusyon. Ang hindi matutunaw na oxide ng elementong ito ay itinuturing na kayumanggi.
Nang maglaon ay nahihirapan ang mga manggagawa na obserbahan ang maliit na walang kulay "Erbium oxide", Ngunit ang natutunaw na rosas na bahagi ay hindi maaaring balewalain. Ang debate tungkol sa pagkakaroon ngErbium oxidepaulit -ulit na lumitaw. Sa kaguluhan, ang orihinal na pangalan ay nababaligtad at ang pagpapalitan ng mga pangalan ay natigil, kaya ang rosas na bahagi ay kalaunan ay nabanggit bilang isang solusyon na naglalaman ng erbium (sa solusyon, ito ay kulay rosas). Ito ay pinaniniwalaan na ang mga manggagawa na gumagamit ng sodium disulfide o potassium sulfate upang alisin ang cerium dioxideyttrium oxidehindi sinasadya lumikoTerbiumsa cerium na naglalaman ng mga precipitates. Kasalukuyang kilala bilang 'Terbium', Mga 1% lamang ng orihinalyttrium oxideay naroroon, ngunit ito ay sapat na upang magpadala ng isang light dilaw na kulay sayttrium oxide. Samakatuwid,Terbiumay isang pangalawang sangkap na sa una ay naglalaman nito, at ito ay kinokontrol ng mga agarang kapitbahay nito,GadoliniumatDysprosium.
Pagkatapos, tuwing iba pabihirang lupaAng mga elemento ay nahiwalay sa halo na ito, anuman ang proporsyon ng oxide, ang pangalan ng terbium ay napanatili hanggang sa wakas, ang brown oxide ngTerbiumay nakuha sa purong anyo. Ang mga mananaliksik noong ika -19 na siglo ay hindi gumamit ng teknolohiya ng fluorescence ng ultraviolet upang obserbahan ang maliwanag na dilaw o berdeng nodules (III), na ginagawang mas madali para sa terbium na kilalanin sa solidong mga mixtures o solusyon.
Pagsasaayos ng elektron
Electronic Layout:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Ang elektronikong pag -aayos ngTerbiumay [xe] 6s24f9. Karaniwan, tatlong mga electron lamang ang maaaring alisin bago ang singil ng nukleyar ay nagiging napakalaki upang higit na ma -ionize. Gayunpaman, sa kaso ngTerbium, napuno ang semiTerbiumnagbibigay -daan para sa karagdagang ionization ng ika -apat na elektron sa pagkakaroon ng isang napakalakas na oxidant tulad ng fluorine gas.
Metal
Terbiumay isang pilak na puting bihirang metal na metal na may ductility, katigasan, at lambot na maaaring i -cut gamit ang isang kutsilyo. Natutunaw na punto 1360 ℃, kumukulo point 3123 ℃, density 8229 4kg/m3. Kung ikukumpara sa mga maagang elemento ng lanthanide, medyo matatag ito sa hangin. Ang ikasiyam na elemento ng mga elemento ng lanthanide, terbium, ay isang mataas na sisingilin na metal na gumanti sa tubig upang mabuo ang hydrogen gas.
Sa kalikasan,Terbiumay hindi pa natagpuan na isang libreng elemento, na naroroon sa maliit na halaga sa posporus cerium thorium buhangin at silikon beryllium yttrium ore.TerbiumAng mga coexist na may iba pang mga bihirang elemento ng lupa sa buhangin ng monazite, na may pangkalahatang 0.03% na nilalaman ng terbium. Ang iba pang mga mapagkukunan ay kinabibilangan ng yttrium phosphate at bihirang ginto ng lupa, pareho sa mga ito ay mga mixtures ng mga oxides na naglalaman ng hanggang sa 1% terbium.
Application
Ang application ngTerbiumKaramihan ay nagsasangkot ng mga high-tech na patlang, na kung saan ay masinsinang teknolohiya at kaalaman sa masinsinang mga proyekto ng paggupit, pati na rin ang mga proyekto na may makabuluhang benepisyo sa ekonomiya, na may kaakit-akit na mga prospect sa pag-unlad.
Kasama sa mga pangunahing lugar ng aplikasyon:
(1) Ginamit sa anyo ng halo -halong bihirang mga lupa. Halimbawa, ginagamit ito bilang isang bihirang pataba ng tambalan ng lupa at feed additive para sa agrikultura.
(2) activator para sa berdeng pulbos sa tatlong pangunahing fluorescent pulbos. Ang mga modernong optoelectronic na materyales ay nangangailangan ng paggamit ng tatlong pangunahing kulay ng mga posporo, lalo na pula, berde, at asul, na maaaring magamit upang synthesize ang iba't ibang kulay. AtTerbiumay isang kailangang-kailangan na sangkap sa maraming de-kalidad na berdeng fluorescent pulbos.
(3) ginamit bilang isang magneto optical storage material. Ang amorphous metal terbium transition metal haluang metal manipis na pelikula ay ginamit upang gumawa ng mataas na pagganap na magneto optical disc.
(4) Paggawa ng Magneto Optical Glass. Ang Faraday rotatory glass na naglalaman ng terbium ay isang pangunahing materyal para sa mga rotator ng pagmamanupaktura, mga isolator, at mga circulators sa teknolohiya ng laser.
.
Para sa agrikultura at pag -aasawa ng hayop
Bihirang lupaTerbiummaaaring mapabuti ang kalidad ng mga pananim at dagdagan ang rate ng fotosintesis sa loob ng isang tiyak na saklaw ng konsentrasyon. Ang mga kumplikado ng terbium ay may mataas na biological na aktibidad, at ang mga ternary complex ngTerbium. Ang pag -aaral ng mga kumplikadong ito ay nagbibigay ng isang bagong direksyon ng pananaliksik para sa mga modernong gamot na bakterya.
Ginamit sa larangan ng luminescence
Ang mga modernong optoelectronic na materyales ay nangangailangan ng paggamit ng tatlong pangunahing kulay ng mga posporo, lalo na pula, berde, at asul, na maaaring magamit upang synthesize ang iba't ibang kulay. At ang terbium ay isang kailangang-kailangan na sangkap sa maraming de-kalidad na berdeng fluorescent na pulbos. Kung ang kapanganakan ng bihirang kulay ng Earth TV red fluorescent powder ay pinasigla ang demand para sayttriumatEuropium, kung gayon ang aplikasyon at pag -unlad ng terbium ay na -promote ng bihirang lupa tatlong pangunahing kulay berde na fluorescent powder para sa mga lampara. Noong unang bahagi ng 1980s, naimbento ni Philips ang unang compact na pag-save ng enerhiya na naka-save ng enerhiya sa buong mundo at mabilis na na-promote ito sa buong mundo. Ang mga tb3+ion ay maaaring maglabas ng berdeng ilaw na may haba ng haba ng 545nm, at halos lahat ng mga bihirang lupa na berdeng fluorescent na pulbos ay ginagamitTerbium, bilang isang activator.
Ang berdeng fluorescent powder na ginagamit para sa kulay ng TV cathode ray tubes (CRTS) ay palaging pangunahing batay sa murang at mahusay na zinc sulfide, ngunit ang terbium powder ay palaging ginagamit bilang projection color green powder, tulad ng Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, at LAOBR: TB3+. Sa pag-unlad ng malaking screen high-definition telebisyon (HDTV), ang mataas na pagganap na berdeng fluorescent na pulbos para sa mga CRT ay binuo din. Halimbawa, ang isang hybrid na berdeng fluorescent na pulbos ay binuo sa ibang bansa, na binubuo ng Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, at Y2SIO5: TB3+, na may mahusay na kahusayan ng luminescence sa mataas na kasalukuyang density.
Ang tradisyonal na x-ray fluorescent powder ay calcium tungstate. Noong 1970s at 1980s, ang mga bihirang earth fluorescent pulbos para sa mga sensitization screen ay binuo, tulad ngTerbium. Kung ikukumpara sa calcium tungstate, ang bihirang earth fluorescent powder ay maaaring mabawasan ang oras ng pag-iilaw ng x-ray para sa mga pasyente sa pamamagitan ng 80%, pagbutihin ang paglutas ng mga pelikulang X-ray, palawakin ang habang-buhay na mga X-ray tubes, at bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya. Ginagamit din ang Terbium bilang isang fluorescent powder activator para sa mga medikal na x-ray na mga screen ng pagpapahusay, na maaaring mapabuti ang pagiging sensitibo ng x-ray conversion sa mga optical na imahe, pagbutihin ang kalinawan ng mga X-ray films, at lubos na binabawasan ang pagkakalantad ng dosis ng x-ray sa katawan ng tao (ng higit sa 50%).
Terbiumay ginagamit din bilang isang activator sa puting LED na phosphor na nasasabik ng asul na ilaw para sa bagong pag -iilaw ng semiconductor. Maaari itong magamit upang makabuo ng terbium aluminyo magneto optical crystal phosphors, gamit ang asul na ilaw na naglalabas ng mga diode bilang mga mapagkukunan ng ilaw, at ang nabuo na pag -ilaw ay halo -halong may ilaw ng paggulo upang makabuo ng purong puting ilaw
Ang mga electroluminescent na materyales na ginawa mula sa terbium higit sa lahat ay may kasamang zinc sulfide green fluorescent powder na mayTerbiumbilang activator. Sa ilalim ng pag -iilaw ng ultraviolet, ang mga organikong kumplikadong terbium ay maaaring maglabas ng malakas na berdeng pag -ilaw at maaaring magamit bilang manipis na mga materyal na electroluminescent na materyales. Bagaman ang makabuluhang pag -unlad ay ginawa sa pag -aaral ngbihirang lupaOrganic complex electroluminescent manipis na pelikula, mayroon pa ring isang tiyak na agwat mula sa pagiging praktiko, at ang pananaliksik sa bihirang lupa na organikong kumplikadong electroluminescent manipis na pelikula at aparato ay malalim pa rin.
Ang mga katangian ng fluorescence ng terbium ay ginagamit din bilang mga probes ng fluorescence. Ang pakikipag -ugnayan sa pagitan ng ofloxacin terbium (TB3+) complex at deoxyribonucleic acid (DNA) ay pinag -aralan gamit ang fluorescence at pagsipsip spectra, tulad ng fluorescence probe ng ofloxacin terbium (TB3+). Ang mga resulta ay nagpakita na ang ofloxacin TB3+probe ay maaaring makabuo ng isang uka na nagbubuklod na may mga molekula ng DNA, at ang deoxyribonucleic acid ay maaaring makabuluhang mapahusay ang fluorescence ng ofloxacin TB3+system. Batay sa pagbabagong ito, maaaring matukoy ang deoxyribonucleic acid.
Para sa Magneto Optical Materials
Ang mga materyales na may epekto ng faraday, na kilala rin bilang mga magneto-optical na materyales, ay malawakang ginagamit sa mga laser at iba pang mga optical na aparato. Mayroong dalawang karaniwang mga uri ng magneto optical na materyales: Magneto optical crystals at magneto optical glass. Kabilang sa mga ito, ang mga magneto-optical crystals (tulad ng yttrium iron garnet at terbium gallium garnet) ay may mga pakinabang ng adjustable frequency frequency at mataas na thermal stabil, ngunit ang mga ito ay mahal at mahirap na gumawa. Bilang karagdagan, maraming mga magneto-optical crystals na may mataas na anggulo ng pag-ikot ng faraday ay may mataas na pagsipsip sa maikling saklaw ng alon, na naglilimita sa kanilang paggamit. Kung ikukumpara sa magneto optical crystals, ang magneto optical glass ay may kalamangan ng mataas na paghahatid at madaling gawin sa mga malalaking bloke o hibla. Sa kasalukuyan, ang mga baso ng magneto-optical na may mataas na epekto ng faraday ay pangunahing bihirang mga baso ng doped na baso ng lupa.
Ginamit para sa Magneto Optical Storage Materials
Sa mga nagdaang taon, sa mabilis na pag-unlad ng multimedia at automation ng opisina, ang demand para sa mga bagong high-capacity magnetic disc ay tumataas. Ang amorphous metal terbium transition metal haluang metal manipis na pelikula ay ginamit upang gumawa ng mataas na pagganap na magneto optical disc. Kabilang sa mga ito, ang tbfeco alloy manipis na pelikula ay may pinakamahusay na pagganap. Ang mga materyales na batay sa magneto-optical na materyales ay ginawa sa isang malaking sukat, at ang mga magneto-optical disc na ginawa mula sa mga ito ay ginagamit bilang mga sangkap ng imbakan ng computer, na may kapasidad ng imbakan na nadagdagan ng 10-15 beses. Mayroon silang mga bentahe ng malaking kapasidad at mabilis na bilis ng pag-access, at maaaring mapawi at pinahiran ng libu-libong beses kapag ginamit para sa mga high-density optical disc. Ang mga ito ay mahahalagang materyales sa teknolohiyang imbakan ng impormasyon sa elektronik. Ang pinaka-karaniwang ginagamit na magneto-optical material sa nakikita at malapit-infrared na mga banda ay ang Terbium Gallium Garnet (TGG) solong kristal, na siyang pinakamahusay na magneto-optical na materyal para sa paggawa ng mga faraday rotator at mga isolator.
Para sa Magneto Optical Glass
Ang Faraday Magneto Optical Glass ay may mahusay na transparency at isotropy sa nakikita at infrared na mga rehiyon, at maaaring makabuo ng iba't ibang mga kumplikadong hugis. Madali itong makagawa ng mga malalaking laki ng mga produkto at maaaring iguhit sa mga optical fibers. Samakatuwid, mayroon itong malawak na mga prospect ng aplikasyon sa mga aparato ng magneto optical tulad ng magneto optical isolator, magneto optical modulators, at fiber optic kasalukuyang sensor. Dahil sa malaking magnetic moment at maliit na koepisyent ng pagsipsip sa nakikita at infrared range, ang mga TB3+ion ay karaniwang ginagamit na mga bihirang mga ion ng lupa sa magneto optical baso.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive haluang metal
Sa pagtatapos ng ika -20 siglo, na may patuloy na pagpapalalim ng rebolusyon sa teknolohikal na mundo, ang mga bagong bihirang mga materyales sa aplikasyon ng lupa ay mabilis na umuusbong. Noong 1984, ang Iowa State University, ang Ames Laboratory ng US Department of Energy, at ang US Navy Surface Weapons Research Center (mula sa kung saan ang pangunahing tauhan ng kalaunan ay itinatag na gilid ng teknolohiya ng korporasyon (ET REMA) ay nakipagtulungan upang makabuo ng isang bagong bihirang materyal na intelihente, lalo na ang terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive material. Ang bagong matalinong materyal na ito ay may mahusay na mga katangian ng mabilis na pag -convert ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ang ilalim ng tubig at electro-acoustic transducers na gawa sa higanteng magnetostrictive na materyal na ito ay matagumpay na na-configure sa mga kagamitan sa naval, mga speaker ng mahusay na pagtuklas ng langis, ingay at mga sistema ng kontrol ng panginginig ng boses, at paggalugad ng karagatan at mga sistema ng komunikasyon sa ilalim ng lupa. Samakatuwid, sa sandaling ipinanganak ang terbium dysprosium iron na higanteng magnetostrictive na materyal, nakatanggap ito ng malawak na pansin mula sa mga industriyalisadong bansa sa buong mundo. Ang mga teknolohiyang Edge sa Estados Unidos ay nagsimulang gumawa ng terbium dysprosium iron giant magnetostrictive na materyales noong 1989 at pinangalanan silang Terfenol D. Kasunod nito, ang Sweden, Japan, Russia, ang United Kingdom, at Australia ay nakabuo din ng mga terbium dysprosium iron higanteng magnetostrictive na materyales.
Mula sa kasaysayan ng pag -unlad ng materyal na ito sa Estados Unidos, kapwa ang pag -imbento ng materyal at ang mga unang aplikasyon ng monopolistic ay direktang nauugnay sa industriya ng militar (tulad ng Navy). Bagaman ang mga kagawaran ng militar at pagtatanggol ng China ay unti -unting pinapalakas ang kanilang pag -unawa sa materyal na ito. Gayunpaman, sa makabuluhang pagpapahusay ng komprehensibong pambansang lakas ng Tsina, ang demand para sa pagkamit ng isang diskarte sa mapagkumpitensya ng militar ng ika -21 siglo at pagpapabuti ng mga antas ng kagamitan ay tiyak na magiging kagyat. Samakatuwid, ang malawakang paggamit ng terbium dysprosium iron higanteng magnetostrictive na materyales ng mga kagawaran ng militar at pambansang pagtatanggol ay magiging isang pangangailangang pangkasaysayan.
Sa madaling sabi, ang maraming mahusay na mga katangian ngTerbiumGawin itong isang kailangang -kailangan na miyembro ng maraming mga functional na materyales at isang hindi mapapalitan na posisyon sa ilang mga patlang ng aplikasyon. Gayunpaman, dahil sa mataas na presyo ng terbium, pinag -aaralan ng mga tao kung paano maiwasan at mabawasan ang paggamit ng terbium upang mabawasan ang mga gastos sa produksyon. Halimbawa, ang mga bihirang materyal na magneto-optical na materyales ay dapat ding gumamit ng mababang gastosdysprosium ironkobalt o gadolinium terbium cobalt hangga't maaari; Subukang bawasan ang nilalaman ng terbium sa berdeng fluorescent powder na dapat gamitin. Ang presyo ay naging isang mahalagang kadahilanan na naghihigpit sa malawakang paggamit ngTerbium. Ngunit maraming mga functional na materyales ang hindi maaaring gawin nang wala ito, kaya kailangan nating sumunod sa prinsipyo ng "paggamit ng mabuting bakal sa talim" at subukang i -save ang paggamit ngTerbiumhangga't maaari.
Oras ng Mag-post: Oktubre-25-2023