Terbijspieder smago kategorijairetzemju, ar zemu daudzumu Zemes garoza tikai 1,1 ppm. Terbija oksīds veido mazāk nekā 0,01% no kopējās retzemju. Pat augstā yttrium jonu tipa smagas retzemju rūdas ar visaugstāko terbija saturu terbija saturs veido tikai 1,1–1,2% no kopējās retzemju Zemes, norādot, ka tas pieder retu zemes elementu kategorijai “cēls”. Vairāk nekā 100 gadus kopš terbija atklāšanas 1843. gadā tā trūkums un vērtība ilgu laiku ir novērsusi tā praktisko pielietojumu. Tikai pēdējos 30 gados Terbijs ir parādījis savu unikālo talantu。
Vēstures atklāšana
Zviedrijas ķīmiķis Karls Gustafs Mosanders 1843. gadā atklāja terbiju. Viņš atrada savus piemaisījumusYttrium (iii) oksīdsunY2O3Apvidū Yttium ir nosaukts pēc Ytterby ciemata Zviedrijā. Pirms jonu apmaiņas tehnoloģijas parādīšanās terbijs nebija izolēts tā tīrā formā.
Mosants vispirms sadalīja yttrium (iii) oksīdu trīs daļās, visi nosaukti pēc rūdām: yttrium (iii) oksīds,Erbium (iii) oksīdsun terbija oksīds. Terbija oksīds sākotnēji sastāvēja no rozā daļas, ņemot vērā elementu, kas tagad pazīstams kā Erbium. “Erbium (iii) oksīds” (ieskaitot to, ko mēs tagad saucam par terbiju), sākotnēji bija būtībā bezkrāsaina daļa šķīdumā. Šī elementa nešķīstošais oksīds tiek uzskatīts par brūnu.
Vēlāk darbinieki diez vai varēja novērot niecīgo bezkrāsaino “erbija (III) oksīdu”, bet šķīstošo rozā daļu nevarēja ignorēt. Debates par erbija (III) oksīda esamību ir radušās vairākkārt. Haosā sākotnējais nosaukums tika mainīts un vārdu apmaiņa bija iestrēdzis, tāpēc rozā daļa galu galā tika pieminēta kā risinājums, kas satur erbiju (risinājumā, tā bija rozā). Tagad tiek uzskatīts, ka darbinieki, kuri izmanto nātrija bisulfātu vai kālija sulfātuCerium (iv) oksīdsNo yttrium (iii) oksīda un netīšām pārvērš terbiju par nogulumiem, kas satur ceriju. Pietiek tikai apmēram 1% no oriģinālā Yttrium (III) oksīda, kas tagad pazīstams kā “terbijs”, lai dzeltenīgu krāsu nodotu Yttium (III) oksīdam. Tāpēc terbijs ir sekundāra sastāvdaļa, kas to sākotnēji saturēja, un to kontrolē tiešie kaimiņi - gadolīnijs un disprosijs.
Pēc tam, kad no šī maisījuma tika atdalīti citi retzemju elementi, neatkarīgi no oksīda proporcijas, terbija nosaukums tika saglabāts, līdz beidzot beidzot terbija brūnais oksīds tika iegūts tīrā formā. Pētnieki 19. gadsimtā neizmantoja ultravioleto fluorescences tehnoloģiju, lai novērotu spilgti dzeltenus vai zaļus mezgliņus (III), padarot terbiju vieglāk atpazīt cietos maisījumos vai risinājumos.
Elektronu konfigurācija
Elektronu konfigurācija:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Terbija elektronu konfigurācija ir [XE] 6S24F9. Parasti tikai trīs elektronus var noņemt, pirms kodolenerģijas lādiņš kļūst pārāk liels, lai tiktu tālāk jonizētu, bet terbija gadījumā daļēji piepildīts terbijs ļauj ceturto elektronu turpmāk jonizēt ļoti spēcīgu oksidētāju, piemēram, fluora gāzes, klātbūtnē.
Terbijs ir sudraba balta retzemju metāla ar elastību, izturību un maigumu, ko var sagriezt ar nazi. Kušanas punkts 1360 ℃, viršanas temperatūra 3123 ℃, blīvums 8229 4kg/m3. Salīdzinot ar agrīno lantanīdu, tas ir salīdzinoši stabils gaisā. Terbijs kā devītais lantanīda elements ir metāls ar spēcīgu elektrību. Tas reaģē ar ūdeni, veidojot ūdeņradi.
Dabā terbijs nekad nav atzīts par brīvu elementu, no kura neliels daudzums pastāv fosfocerium torija smiltīs un gadolinītā. Terbijs pastāv līdzās ar citiem retzemju elementiem monazīta smiltīs ar kopumā 0,03% terbija saturu. Citi avoti ir ksenotime un melni retas zelta rūdas, kas abi ir oksīdu maisījumi un satur līdz 1% terbija.
Pieteikums
Terbija pielietojums lielākoties ietver augsto tehnoloģiju laukus, kas ir tehnoloģiju intensīvi un zināšanu intensīvi progresīvi projekti, kā arī projekti ar ievērojamiem ekonomiskiem ieguvumiem ar pievilcīgām attīstības izredzēm.
Galvenās pieteikšanās jomas ir:
(1) tiek izmantots jauktu retu zemes formā. Piemēram, to izmanto kā retzemju savienojumu mēslojumu un barības piedevu lauksaimniecībai.
(2) Zaļā pulvera aktivators trīs primāros dienasgaismas pulveros. Mūsdienu optoelektroniskajiem materiāliem ir jāizmanto trīs fosforu pamatkrāsas, proti, sarkanas, zaļas un zilas krāsas, kuras var izmantot dažādu krāsu sintezēšanai. Un terbijs ir neaizstājams komponents daudzos augstas kvalitātes zaļās dienasgaismas pulveros.
(3) Izmanto kā magneto optisko uzglabāšanas materiālu. Augstas veiktspējas magneto-optisko disku ražošanai ir izmantotas amorfās metāla terbija pārejas metāla sakausējuma plānas plēves.
(4) Magneto optiskais stikls. Faraday rotējošais stikls, kas satur terbiju, ir galvenais materiāls rotatoru, izolatoru un cirkulatoru ražošanai lāzera tehnoloģijā.
(5) Terbija disprosija feromagnētiskā sakausējuma (terfenola) attīstība un attīstība ir atvērusi jaunas lietojumprogrammas terbium.
Lauksaimniecībai un lopkopībai dzīvniekiem
Retzemju terbijs var uzlabot kultūru kvalitāti un palielināt fotosintēzes ātrumu noteiktā koncentrācijas diapazonā. Terbija kompleksiem ir augsta bioloģiskā aktivitāte. Terbija, TB (Ala) 3Benim (CLO4) 3 · 3H2O, trīskāršie kompleksi ir laba antibakteriāla un baktericīda ietekme uz Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis un Escherichia coli. Viņiem ir plašs antibakteriālais spektrs. Šādu kompleksu izpēte nodrošina jaunu pētījumu virzienu mūsdienu baktericīdu zālēm.
Izmanto luminiscences laukā
Mūsdienu optoelektroniskajiem materiāliem ir jāizmanto trīs fosforu pamatkrāsas, proti, sarkanas, zaļas un zilas krāsas, kuras var izmantot dažādu krāsu sintezēšanai. Un terbijs ir neaizstājams komponents daudzos augstas kvalitātes zaļās dienasgaismas pulveros. Ja retzemju krāsas TV sarkanā fluorescējošā pulvera dzimšana ir stimulējusi pieprasījumu pēc Yttium un Europium, retu zeme ir veicinājusi terbija pielietošanu un attīstību. Trīs primārās krāsas zaļā dienasgaismas pulvera lukturiem. Astoņdesmito gadu sākumā Philips izgudroja pasaulē pirmo kompakto enerģijas taupīšanas dienasgaismas lampu un ātri to reklamēja visā pasaulē. TB3+joni var izstarot zaļo gaismu ar viļņa garumu 545nm, un gandrīz visās retzemju zaļajās fosforās terbiju izmanto kā aktivatoru.
Zaļais fosfors krāsainai TV katoda staru caurulei (CRT) vienmēr ir balstīts uz cinka sulfīdu, kas ir lēts un efektīvs, bet terbija pulveris vienmēr ir izmantots kā zaļā fosfors projekcijas krāsu televizoram, ieskaitot Y2Sio5 ∶ TB3+, Y3 (Al, Ga) 5o12 ∶ TB3+un Laobr ∶ TB3+. Izstrādājot liela ekrāna augstas izšķirtspējas televīziju (HDTV), tiek izstrādāti arī augstas veiktspējas zaļie dienasgaismas pulveri CRT. Piemēram, ārzemēs ir izstrādāts hibrīda zaļā dienasgaismas pulveris, kas sastāv no Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LaOCl: TB3+un Y2Sio5: TB3+, kuriem ir lieliska luminiscences efektivitāte ar lielu strāvas blīvumu.
Tradicionālais rentgenstaru fluorescējošais pulveris ir kalcija volframa. 70. un 1980. gados tika izstrādātas retzemju fosfori, kas pastiprinošiem ekrāniem, piemēram, terbium aktivizēts sēra lantanuma oksīds, terbija aktivizēts bromīna lantanum oksīds (zaļam ekrānam), terbija aktivizēta sēra fluoresija pulvera laiks var samazināt, lai samazinātu kraukļu, kas iegūts, lai samazinātu, utt., Terbija aktivizētas, retu fluorcentes pulveri var samazināt. 80%, uzlabojiet rentgenstaru plēvju izšķirtspēju, pagariniet rentgena cauruļu kalpošanas laiku un samazina enerģijas patēriņu. Terbiju izmanto arī kā fluorescējošu pulvera aktivatoru medicīnisko rentgenstaru uzlabošanas ekrāniem, kas var ievērojami uzlabot rentgenstaru pārveidošanas jutīgumu optiskos attēlos, uzlabot rentgena plēvju skaidrību un ievērojami samazināt rentgenstaru iedarbības devu cilvēka ķermenim (par vairāk nekā 50%).
Terbiju izmanto arī kā aktivatoru baltajā LED fosforā, ko sajūta zilā gaisma jaunam pusvadītāju apgaismojumam. To var izmantot, lai ražotu terbija alumīnija magnēto optisko kristāla fosforas, kā ierosmes gaismas avotus izmantojot zilās gaismas diodes, un ģenerētā fluorescence tiek sajaukta ar ierosmes gaismu, lai iegūtu tīru baltu gaismu.
Elektroluminiscējošie materiāli, kas izgatavoti no terbija, galvenokārt ietver cinka sulfīda zaļo fosforu ar terbiju kā aktivatoru. Ultravioletās apstarošanas laikā terbija organiskie kompleksi var izstarot spēcīgu zaļu fluorescenci un tos var izmantot kā plānas plēves elektroluminiscējošus materiālus. Lai arī retzemju organiskā kompleksa elektroluminiscējošo plānu plēvju izpētē ir panākts ievērojams progress, no praktiskuma joprojām pastāv zināma plaisa, un retzemju organiskā kompleksa elektroluminiscējošās plānas plēves un ierīces joprojām ir padziļināti.
Terbija fluorescences īpašības tiek izmantotas arī kā fluorescences zondes. Piemēram, ofloksacīna terbija (TB3+) fluorescences zonde tika izmantota, lai izpētītu mijiedarbību starp ofloksacīna terbija (TB3+) kompleksu un DNS (DNS) ar fluorescences spektru un absorbcijas spektru, kas norāda, ka no loksacīna TB3+var būt nozīmīgi pastiprināt DNS, un DNS, un DNS var ievērojami pastiprināties, un DNS ir ievērojami pastiprināta, un DNS ir ievērojami pastiprināta, un DNS, un DNS var ievērojami pastiprināt, lai fluorētu, un DNS, un DNS var ievērojami pastiprināt, lai fluorētu, un DNS, un DNS, var būtiski pastiprināt, ko fluores veido DNS. TB3+sistēma. Balstoties uz šīm izmaiņām, var noteikt DNS.
Magneto optiskajiem materiāliem
Materiāli ar Faraday efektu, kas pazīstams arī kā magneto-optiskie materiāli, plaši izmanto lāzeros un citās optiskajās ierīcēs. Ir divi izplatīti magnēto optisko materiālu veidi: magneto optiskie kristāli un magneto optiskais stikls. Starp tiem magneto-optiskajiem kristāliem (piemēram, Yttium dzelzs granātam un terbija gallija granātam) ir regulējamas darbības frekvences un augstas termiskās stabilitātes priekšrocības, taču tie ir dārgi un grūti ražojami. Turklāt daudziem magneto-optiskajiem kristāliem ar augstu Faraday rotācijas leņķi ir augsta absorbcija īsā viļņu diapazonā, kas ierobežo to izmantošanu. Salīdzinot ar magneto optiskajiem kristāliem, magneto optiskā stikla priekšrocība ir augstas caurlaidības priekšrocība, un to ir viegli izgatavot lielos blokos vai šķiedrās. Pašlaik magneto-optiskās glāzes ar augstu Faraday efektu galvenokārt ir retzemju jonu leģētas glāzes.
Izmanto magneto optiskās uzglabāšanas materiāliem
Pēdējos gados, strauji attīstoties multimediju un biroja automatizācijai, pieauga pieprasījums pēc jauniem augstas ietilpības magnētiskajiem diskiem. Augstas veiktspējas magnēto-optisko diskus ražošanai ir izmantotas amorfās metāla terbija pārejas metāla sakausējumu plēves. Starp tiem TBFECO sakausējuma plānai filmai ir vislabākais priekšnesums. Terbija bāzes magneto-optiskie materiāli ir ražoti plašā mērogā, un no tiem izgatavotie magneto-optiskie diski tiek izmantoti kā datoru uzglabāšanas komponenti, un atmiņas ietilpība palielinās par 10-15 reizes. Viņiem ir lielas ietilpības un ātras piekļuves ātruma priekšrocības, un tos var noslaucīt un pārklāt desmitiem tūkstošu reižu, ja tos izmanto augstas blīvuma optiskajiem diskiem. Tie ir svarīgi materiāli elektroniskās informācijas glabāšanas tehnoloģijā. Visbiežāk izmantotais magneto-optiskais materiāls redzamās un tuvu infrasarkanās joslās ir terbija gallija granāta (TGG) viena kristāla, kas ir labākais magnēto-optiskais materiāls Faraday rotatoru un izolatoru izgatavošanai.
Magneto optiskajam stiklam
Faraday Magneto optiskajam stiklam ir laba caurspīdīgums un izotropija redzamajos un infrasarkanajos reģionos, un tas var veidot dažādas sarežģītas formas. Ir viegli ražot liela izmēra produktus, un to var ievilkt optiskajās šķiedrās. Tāpēc tai ir plašas pielietojuma iespējas magneto optiskajās ierīcēs, piemēram, magneto optiskajos izolatoros, magneto optiskajos modulatoros un optiskās šķiedras strāvas sensoros. Sakarā ar lielo magnētisko momentu un mazo absorbcijas koeficientu redzamajā un infrasarkanajā diapazonā, TB3+joni ir kļuvuši parasti izmantoti retzemju joni magneto optiskajās brillēs.
Terbija disprosija feromagnetosticīvs sakausējums
20. gadsimta beigās, padziļinot pasaules zinātnisko un tehnoloģisko revolūciju, strauji parādās jauni retzemju pielietotie materiāli. 1984. gadā Aiovas štata ASV Universitāte, Amerikas Savienoto Valstu Amerikas Savienoto Valstu Enerģētikas departamenta Ames laboratorija un ASV Jūras spēku virsmas ieroču pētījumu centrs (vēlāk izveidotā Amerikas Edge Technology Company (ET Rema) galvenais personāls nāca no centra) kopīgi izstrādāja jaunu retzemju viedo materiālu, kas ir terbija disprosija dzelzs milzu lielums. Šim jaunajam viedajam materiālam ir lieliskas īpašības, kas ātri pārveido elektrisko enerģiju mehāniskā enerģijā. Zemūdens un elektroakustisko pārveidotāji, kas izgatavoti no šī milzu magnetostriktīvā materiāla, ir veiksmīgi konfigurēti jūras aprīkojumā, eļļas urbuma noteikšanas skaļruņos, trokšņa un vibrācijas kontroles sistēmās, kā arī okeāna izpētes un pazemes sakaru sistēmās. Tāpēc, tiklīdz dzimis terbija disprozija dzelzs giganta magnetostrictīvais materiāls, tas pievērsa plašu uzmanību no rūpnieciski attīstītām valstīm visā pasaulē. Edge Technologies Amerikas Savienotajās Valstīs 1989. gadā sāka ražot terbija disprozija dzelzs gigantu magnetostriktīvos materiālus un pēc tam tos nosauca par terfenolu D. Zviedrijā, Japānā, Krievijā, Apvienotajā Karalistē un Austrālijā arī izstrādāja terbija disprozija irongiant magnetosticējošus materiālus.
No šī materiāla attīstības vēstures Amerikas Savienotajās Valstīs gan materiāla izgudrojums, gan tā agrīnie monopolistiskie pielietojumi ir tieši saistīti ar militāro rūpniecību (piemēram, Jūras spēku). Lai gan Ķīnas militārie un aizsardzības departamenti pakāpeniski stiprina savu izpratni par šo materiālu. Tomēr pēc Ķīnas visaptverošās nacionālās varas ievērojami palielināšanās prasības 21. gadsimta militārās konkurences stratēģijas realizēšanai un aprīkojuma līmeņa uzlabošana noteikti būs ļoti steidzama. Tāpēc vēsturiska nepieciešamība būs plaša terbija disprozija dzelzs milzu magnetostriktīvo materiālu izmantošana, ko veic militārie un nacionālie aizsardzības departamenti.
Īsāk sakot, daudzās lieliskās terbija īpašības padara to par neaizstājamu daudzu funkcionālu materiālu locekli un neaizvietojamu pozīciju dažos lietojumprogrammu laukos. Tomēr, ņemot vērā augsto terbija cenu, cilvēki ir pētījuši, kā izvairīties un samazināt terbija izmantošanu, lai samazinātu ražošanas izmaksas. Piemēram, retzemju magneto-optiskajiem materiāliem, cik vien iespējams, jāizmanto arī lētu disprozija dzelzs kobalta vai gadolīnija terbija kobalts; Centieties samazināt terbija saturu zaļajā dienasgaismas pulverī, kas jāizmanto. Cena ir kļuvusi par svarīgu faktoru, kas ierobežo plaši izplatīto terbija izmantošanu. Bet daudzi funkcionālie materiāli nevar iztikt bez tā, tāpēc mums ir jāievēro princips “laba tērauda lietošana uz asmens” un jācenšas pēc iespējas saglabāt terbija izmantošanu.
Pasta laiks: jūlijs-05-2023