Terbijspieder smago retzemju kategorijai ar zemu daudzumu Zemes garozas pie tikai 1,1 ppm.Terbija oksīdsveido mazāk nekā 0,01% no kopējās retzemju zemes. Pat augstā yttrium jonu tipa smagas retzemju rūdas ar visaugstāko terbija saturu, terbija saturs veido tikai 1,1–1,2% no kopējāretzeme, norādot, ka tā pieder “cēls” kategorijairetzemeelementi. Vairāk nekā 100 gadus kopš terbija atklāšanas 1843. gadā tā trūkums un vērtība ilgu laiku ir novērsusi tā praktisko pielietojumu. Tikai pēdējos 30 gadosterbijsir parādījis savu unikālo talantu.
Vēstures atklāšana
Zviedrijas ķīmiķis Karls Gustafs Mosanders 1843. gadā atklāja terbiju. Viņš atklāja tā piemaisījumusYttrium oksīdsunY2O3. Yttriumir nosaukts pēc Itbijas ciemata Zviedrijā. Pirms jonu apmaiņas tehnoloģijas parādīšanās terbijs nebija izolēts tā tīrā formā.
Mossander vispirms sadalījaYttrium oksīdstrīs daļās, visas nosauktas pēc rūdām:Yttrium oksīds, erbija oksīds, unterbija oksīds. Terbija oksīdssākotnēji sastāvēja no rozā daļas, jo elements, kas tagad pazīstams kāerbijs. Erbija oksīds(ieskaitot to, ko mēs tagad saucam par terbiju) sākotnēji bija bezkrāsaina daļa risinājumā. Šī elementa nešķīstošais oksīds tiek uzskatīts par brūnu.
Vēlāk darbiniekiem bija grūti novērot niecīgu bezkrāsu ”erbija oksīds“, Bet šķīstošo rozā daļu nevar ignorēt. Debates parerbija oksīdsir atkārtoti parādījies. 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 disulfīdu vai kālija sulfātu, lai noņemtu cerija dioksīdu noYttrium oksīdsnetīši pagrieztiesterbijsCerium, kas satur nogulsnes. Pašlaik pazīstams kā 'terbijs', tikai aptuveni 1% no oriģinālaYttrium oksīdsir klāt, bet tas ir pietiekams, lai pārsūtītu gaiši dzeltenu krāsuYttrium oksīdsApvidū Tāpēcterbijsir sekundāra sastāvdaļa, kas to sākotnēji saturēja, un to kontrolē tiešie kaimiņi,gadolīnijsundisprozums.
Pēc tam, kad vien citsretzemeElementi tika atdalīti no šī maisījuma, neatkarīgi no oksīda proporcijas, terbija nosaukums tika saglabāts līdz beidzot, brūnais oksīdsterbijstika 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
Elektroniskais izkārtojums:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektroniskais izvietojumsterbijsir [xe] 6s24f9. Parasti tikai trīs elektronus var noņemt, pirms kodolenerģijas lādiņš kļūst pārāk liels, lai tiktu tālāk jonizētu. Tomēr gadījumāterbijs, daļēji piepildītsterbijsĻauj turpmāk jonizēt ceturto elektronu ļoti spēcīgu oksidantu, piemēram, fluora gāzes klātbūtnē, klātbūtnē.
Metāls
Terbijsir 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 agrīnajiem lantanīda elementiem, tas ir salīdzinoši stabils gaisā. Lantanīda elementu devītais elements Terbijs ir ļoti uzlādēts metāls, kas reaģē ar ūdeni, veidojot ūdeņraža gāzi.
Dabā,terbijsnekad nav atzīts par brīvu elementu, kas atrodas nelielā daudzumā fosfora cerija torija smiltīs un silīcija berilija yttrium rūdā.TerbijsLīdzāspastāvēšana ar citiem retzemju elementiem monazīta smiltīs ar kopumā 0,03% terbija saturu. Pie citiem avotiem pieder yttium fosfāts un retzemju zelts, kas abi ir oksīdu maisījumi, kas satur līdz 1% terbija.
Pieteikums
PielietojumsterbijsGalvenokārt ietilpst augsto tehnoloģiju lauki, 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. Unterbijsir neaizstājama sastāvdaļa daudzos augstas kvalitātes zaļās dienasgaismas pulveros.
(3) Izmanto kā magneto optisko uzglabāšanas materiālu. Augstas veiktspējas magnēto 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
Retzemeterbijsvar uzlabot kultūru kvalitāti un palielināt fotosintēzes ātrumu noteiktā koncentrācijas diapazonā. Terbija kompleksiem ir augsta bioloģiskā aktivitāte un trīskāršie kompleksiterbijs, TB (Ala) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, ir laba antibakteriālā un baktericīdā ietekme uz Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis un Escherichia coli ar plaša spektra antibakteriālajām īpašībām. Šo 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 sarkanās dienasgaismas pulvera dzimšana ir stimulējusi pieprasījumu pēcyttriumuneiropija, pēc tam retu zeme ir veicinājusi terbija pielietojumu un attīstību. Trīs primāro krāsu zaļā dienasgaismas pulveri lampām. 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 545 nm, un gandrīz visi retzemju zaļās dienasgaismas pulveri izmantoterbijs, kā aktivators.
Zaļais dienasgaismas pulveris, ko izmanto krāsu TV katodu staru caurulēm (CRT), vienmēr ir bijis galvenokārt balstīts uz lētu un efektīvu cinka sulfīdu, bet terbija pulveris vienmēr ir izmantots kā projekcijas krāsu televizora zaļais pulveris, piemēram, 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 izstrādāti retzemju fluorescējoši pulveri sensibilizācijas ekrāniem, piemēramterbijs, aktivizēts lantāna sulfīda oksīds, terbija aktivizēts lantāna bromīda oksīds (zaļiem ekrāniem) un terbija aktivizēts yttium sulfīda oksīds. Salīdzinot ar kalcija volframa stāvokli, retzemju fluorescējošais pulveris var samazināt rentgena apstarošanas laiku pacientiem par 80%, uzlabot rentgenstaru plēvju izšķirtspēju, pagarināt rentgena cauruļu kalpošanas laiku un samazināt 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%).
Terbijstiek izmantots arī kā aktivators baltajā LED fosforā, ko ierosina zilā gaisma jaunam pusvadītāju apgaismojumam. To var izmantot, lai iegūtu terbija alumīnija magnēto optisko kristāla fosforu, kā ierosmes gaismas avotus izmantojot zilas gaismas izstarojošās diodes, un ģenerētā fluorescence ir sajaukta ar ierosmes gaismu, lai iegūtu tīru baltu gaismu
Elektroluminiscējošie materiāli, kas izgatavoti no terbijaterbijskā aktivators. Ultravioletās apstarošanas laikā terbija organiskie kompleksi var izstarot spēcīgu zaļu fluorescenci un tos var izmantot kā plānas plēves elektroluminiscējošus materiālus. Kaut arī pētījumā ir panākts ievērojams progressretzemeOrganiskā kompleksa elektroluminiscējošās plānas plēves, joprojām pastāv zināma plaisa no praktiskuma, un retzemju organiskā kompleksa elektroluminiscējošās plānas plēves un ierīces joprojām ir padziļināti.
Terbija fluorescences īpašības tiek izmantotas arī kā fluorescences zondes. Mijiedarbība starp ofloksacīna terbija (TB3+) kompleksu un dezoksiribonukleīnskābi (DNS) tika pētīta, izmantojot fluorescences un absorbcijas spektrus, piemēram, ofloksacīna terbija fluorescences zondi (TB3+). Rezultāti parādīja, ka ofloksacīna TB3+zonde var veidot rievu saistīšanos ar DNS molekulām, un dezoksiribonukleīnskābe var ievērojami pastiprināt ofloksacīna TB3+sistēmas fluorescenci. Balstoties uz šīm izmaiņām, var noteikt dezoksiribonukleīnskābi.
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 augstiem Faraday rotācijas leņķiem 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 disku ražošanai ir izmantotas amorfās metāla terbija pārejas metāla sakausējuma plānas 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, nepārtraukti padziļinot pasaules tehnoloģisko revolūciju, strauji parādījās jauni retzemju pielietojuma materiāli. 1984. gadā Aiovas štata universitāte, ASV Enerģētikas departamenta Ames laboratorija un ASV Jūras spēku virsmas ieroču pētījumu centrs (no kura ieradās vēlākas izveidoto Edge Technology Corporation (ET REMA) galvenais personāls) sadarbojās, lai izstrādātu jaunu retzemju inteliģentu materiālu, proti, terbija disprosija feromaginētisko magnetostrikcijas materiālu. Šim jaunajam inteliģentajam materiālam ir lieliskas īpašības, ātri pārveidojot elektrisko enerģiju mehāniskajā 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 ar ievērojamu Ķīnas visaptverošā nacionālā spēka uzlabošanu pieprasījums sasniegt 21. gadsimta militārās konkurences stratēģijas un aprīkojuma līmeņa uzlabošanu noteikti būs ļoti steidzams. Tāpēc vēsturiska nepieciešamība būs plaša terbija disprozija dzelzs milzu magnetostriktīvo materiālu izmantošana, ko veic militārie un nacionālie aizsardzības departamenti.
Īsāk sakot, daudzās izcilās īpašībasterbijsPadariet 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 magnēto-optiskajiem materiāliem jāizmanto arī zemas izmaksasDysprosium dzelzskobalta vai gadolīnija terbija kobalts, cik vien iespējams; Centieties samazināt terbija saturu zaļajā dienasgaismas pulverī, kas jāizmanto. Cena ir kļuvusi par svarīgu faktoru, kas ierobežo plaši izplatīto izmantošanuterbijsApvidū Bet daudzi funkcionālie materiāli nevar iztikt bez tā, tāpēc mums ir jāievēro princips - “laba tērauda lietošana uz asmens” un jācenšas ietaupītterbijscik vien iespējams.
Pasta laiks: oktobris-25-2023