Terbiumheart ta de kategory fan swierseldsume ierden, mei in lege oerfloed yn 'e ierdkoarste op mar 1,1 ppm. Terbium okside makket minder dan 0,01% fan 'e totale seldsume ierden út. Sels yn it hege yttrium-iontype swiere seldsume ierderts mei de heechste ynhâld fan terbium, makket de terbiumynhâld mar 1,1-1,2% fan 'e totale seldsume ierde út, wat oanjout dat it heart ta de "eale" kategory fan seldsume ierde eleminten. Foar mear as 100 jier sûnt de ûntdekking fan terbium yn 1843, hawwe de krapte en wearde har praktyske tapassing foar in lange tiid foarkommen. It is allinich yn 'e ôfrûne 30 jier dat terbium syn unike talint hat sjen litten.
Skiednis ûntdekke
De Sweedske skiekundige Carl Gustaf Mosander ûntduts terbium yn 1843. Hy fûn de ûnreinheden ynYttrium(III) oksideenY2O3. Yttrium is neamd nei it doarp Ytterby yn Sweden. Foar it ûntstean fan technology foar ionútwikseling waard terbium net isolearre yn syn suvere foarm.
Mosant ferdielde earst Yttrium(III) okside yn trije dielen, allegear neamd nei ertsen: Yttrium(III) okside,Erbium(III) okside, en terbium okside. Terbium okside wie oarspronklik gearstald út in rôze diel, troch it elemint dat no bekend is as erbium. "Erbium(III) okside" (ynklusyf wat wy no terbium neame) wie oarspronklik it yn wêzen kleurleaze diel yn 'e oplossing. It ûnoplosbere okside fan dit elemint wurdt as brún beskôge.
Lettere arbeiders koenen amper observearje it lytse kleurleaze "Erbium (III) okside", mar it oplosber rôze diel koe net negearre wurde. Diskusjes oer it bestean fan Erbium(III) okside binne ferskate kearen ûntstien. Yn 'e gaos waard de oarspronklike namme omkeard en siet de útwikseling fan nammen fêst, sadat it rôze diel úteinlik neamd waard as in oplossing mei erbium (yn 'e oplossing wie it rôze). It wurdt no leaud dat arbeiders dy't sodium bisulfate of Potassium sulfate brûke nimmeCerium(IV) oksideút Yttrium(III) okside en ûnbedoeld terbium omsette yn in sedimint mei cerium. Allinnich sa'n 1% fan it oarspronklike Yttrium(III) okside, no bekend as "terbium", is genôch om in gielige kleur troch te jaan oan Yttrium(III) okside. Dêrom is terbium in sekundêre komponint dy't it yn earste ynstânsje befette, en it wurdt regele troch syn direkte buorlju, gadolinium en dysprosium.
Neitiid, elke kear as oare seldsume ierde-eleminten út dit mingsel skieden waarden, nettsjinsteande it oanpart fan it okside, waard de namme fan terbium bewarre oant úteinlik it brune okside fan terbium yn suvere foarm krige. Undersikers yn 'e 19e ieu brûkten gjin ultravioletfluoreszenstechnology om ljochte giele of griene knobbels (III) te observearjen, wêrtroch it makliker waard foar terbium te erkennen yn fêste miks of oplossingen.
Elektronen konfiguraasje
Elektronen konfiguraasje:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
De elektronkonfiguraasje fan terbium is [Xe] 6s24f9. Normaal kinne mar trije elektroanen fuorthelle wurde foardat de kearnlading te grut wurdt om fierder te ionisearjen, mar yn it gefal fan terbium lit healfolle terbium it fjirde elektroan fierder ionisearre wurde yn 'e oanwêzigens fan tige sterke oksidanten lykas fluorgas.
Terbium is in sulveren wyt seldsume ierdemetaal mei duktiliteit, taaiens en sêftens dy't mei in mes kinne wurde knipt. Smeltpunt 1360 ℃, kookpunt 3123 ℃, tichtens 8229 4kg/m3. Yn ferliking mei it iere Lanthanide is it relatyf stabyl yn 'e loft. As it njoggende elemint fan Lanthanide is terbium in metaal mei sterke elektrisiteit. It reageart mei wetter om wetterstof te foarmjen.
Yn 'e natuer is nea fûn dat terbium in frij elemint is, wêrfan in lyts bedrach bestiet yn phosphocerium thorium sân en Gadolinite. Terbium bestiet gear mei oare seldsume ierde-eleminten yn monazitsân, mei in oer it generaal 0,03% terbiumynhâld. Oare boarnen binne Xenotime en swarte seldsume goudertsen, dy't beide miks binne fan oksides en befetsje oant 1% terbium.
Oanfraach
De tapassing fan terbium omfettet meast hege-tech fjilden, dy't technology-yntinsive en kennis-yntinsive cutting-edge projekten binne, lykas projekten mei signifikante ekonomyske foardielen, mei oantreklike ûntwikkelingsperspektyf.
De wichtichste tapassingsgebieten omfetsje:
(1) Brûkt yn 'e foarm fan mingde seldsume ierden. Bygelyks, it wurdt brûkt as in seldsume ierde gearstalde meststof en feed additief foar lânbou.
(2) Aktivator foar grien poeder yn trije primêre fluorescent poeders. Moderne opto-elektroanyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't kinne wurde brûkt om ferskate kleuren te synthesearjen. En terbium is in ûnmisbere komponint yn in protte heechweardige griene fluorescent poeders.
(3) Wurdt brûkt as magneto optysk opslachmateriaal. Amorfe metalen terbium oergong metalen alloy tinne films binne brûkt foar it produsearjen fan hege-optreden magneto-optyske skiven.
(4) Manufacturing magneto optyske glês. Faraday rotatorysk glês mei terbium is in wichtich materiaal foar it meitsjen fan rotators, isolatoren en sirkulators yn lasertechnology.
(5) De ûntwikkeling en ûntwikkeling fan terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) hat iepene nije applikaasjes foar terbium.
Foar lânbou en feehâlderij
Seldsume ierde terbium kin de kwaliteit fan gewaaksen ferbetterje en de snelheid fan fotosynteze ferheegje binnen in bepaald konsintraasjeberik. Terbium kompleksen hawwe hege biologyske aktiviteit. Ternêre kompleksen fan terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, hawwe goede antibakteriële en bakterizide effekten op Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis en Escherichia coli. Se hawwe in breed antibakteriel spektrum. De stúdzje fan sokke kompleksen jout in nije ûndersyk rjochting foar moderne bactericidal drugs.
Wurdt brûkt op it mêd fan luminescence
Moderne opto-elektroanyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't kinne wurde brûkt om ferskate kleuren te synthesearjen. En terbium is in ûnmisbere komponint yn in protte heechweardige griene fluorescent poeders. As de berte fan seldsume ierde kleur TV reade fluorescent poeder hat stimulearre de fraach nei yttrium en europium, dan de tapassing en ûntwikkeling fan terbium binne befoardere troch seldsume ierde trije primêre kleur grien fluorescent poeder foar lampen. Yn 'e iere 1980's útfûn Philips de earste kompakte enerzjybesparjende fluorescent lamp yn 'e wrâld en promovearre it gau wrâldwiid. Tb3+-ionen kinne grien ljocht útstjoere mei in golflingte fan 545nm, en hast alle seldsume ierde griene fosforen brûke terbium as aktivator.
De griene fosfor foar kleur TV cathode ray tube (CRT) is altyd basearre op sink sulfide, dat is goedkeap en effisjint, mar it terbium poeder is altyd brûkt as de griene fosfor foar projeksje kleur TV, ynklusyf Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 ( Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ en LaOBr ∶ Tb3+. Mei de ûntwikkeling fan hege-definysje-televyzje mei grut skerm (HDTV), wurde ek hege prestaasjes griene fluorescent poeders foar CRT's ûntwikkele. Bygelyks, in hybride griene fluorescent poeder is yn it bûtenlân ûntwikkele, besteande út Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, en Y2SiO5: Tb3+, dy't poerbêste luminescenseffisjinsje hawwe by hege aktuele tichtens.
De tradisjonele X-ray fluorescent poeder is calcium wolframaat. Yn de jierren 1970 en 1980, seldsume ierde fosfors foar yntinsivearring skermen ûntwikkele, lykas terbium aktivearre swevel Lanthanum okside, terbium aktivearre broom Lanthanum okside (foar griene skermen), terbium aktivearre swevel Yttrium (III) okside, ensfh Yn ferliking mei calcium, wolfram, seldsume ierde fluorescent poeder kin ferminderje de tiid fan X-ray bestraling foar pasjinten mei 80%, ferbetterje de resolúsje fan X-ray films, ferlingje de libbensdoer fan X-ray buizen, en ferminderjen enerzjyferbrûk. Terbium wurdt ek brûkt as fluorescent poederaktivator foar medyske röntgenferbetteringskermen, dy't de gefoelichheid fan röntgenkonverzje yn optyske ôfbyldings sterk ferbetterje kinne, de dúdlikens fan röntgenfilms ferbetterje en de eksposysjedosis fan röntgenfilms sterk ferminderje. strielen nei it minsklik lichem (mei mear as 50%).
Terbium wurdt ek brûkt as aktivator yn 'e wite LED-fosfor dy't opwekke wurdt troch blau ljocht foar nije semiconductor-ferljochting. It kin brûkt wurde om terbium aluminium magneto optyske kristal fosfor te produsearjen, mei help fan blauwe ljocht emitting diodes as excitation ljocht boarnen, en de oanmakke fluorescence wurdt mingd mei de excitation ljocht te produsearje suver wyt ljocht.
De elektroluminescerende materialen makke fan terbium omfetsje benammen sinksulfide griene fosfor mei terbium as aktivator. Under ultravioletbestraling kinne organyske kompleksen fan terbium sterke griene fluoreszinsje útstjoere en kinne brûkt wurde as tinne film elektroluminescent materialen. Hoewol't wichtige foarútgong is makke yn 'e stúdzje fan seldsume ierde organyske komplekse electroluminescent tinne films, der is noch in beskate gat út praktyske, en ûndersyk op seldsume ierde organyske kompleks electroluminescent tinne films en apparaten is noch yn djipte.
De fluorescinsje-kenmerken fan terbium wurde ek brûkt as fluorescinsjeprobes. Bygelyks, Ofloxacin terbium (Tb3+) fluorescence probe waard brûkt om te bestudearjen de ynteraksje tusken Ofloxacin terbium (Tb3+) kompleks en DNA (DNA) troch fluorescence spectrum en absorption spektrum, wat oanjout dat Ofloxacin Tb3 + sonde kin foarmje in groove bining mei DNA molekulen, en DNA kin de fluoreszinsje fan Ofloxacin signifikant ferbetterje Tb3+systeem. Op grûn fan dizze feroaring kin DNA bepaald wurde.
Foar magneto optyske materialen
Materialen mei Faraday-effekt, ek wol magneto-optyske materialen neamd, wurde in protte brûkt yn lasers en oare optyske apparaten. D'r binne twa mienskiplike soarten magneto-optyske materialen: magneto-optyske kristallen en magneto-optyske glês. Under harren hawwe magneto-optyske kristallen (lykas Yttrium izeren granaat en terbium gallium granaat) de foardielen fan ferstelbere bestjoeringsfrekwinsje en hege termyske stabiliteit, mar se binne djoer en lestich te meitsjen. Dêrnjonken hawwe in protte magneto-optyske kristallen mei hege Faraday-rotaasjewinkel hege absorption yn it koartewelleberik, wat har gebrûk beheint. Yn ferliking mei magneto-optyske kristallen hat magneto-optysk glês it foardiel fan hege transmittânsje en is maklik te meitsjen yn grutte blokken as fezels. Op it stuit binne magneto-optyske glêzen mei in hege Faraday-effekt benammen seldsume ierdoptyske glêzen.
Wurdt brûkt foar magneto optyske opslachmaterialen
Yn 'e ôfrûne jierren, mei de rappe ûntwikkeling fan multimedia en kantoarautomatisearring, is de fraach nei nije magnetyske skiven mei hege kapasiteit tanommen. Amorfe metalen terbium oergong metalen alloy films binne brûkt foar it produsearjen fan hege-optreden magneto-optyske skiven. Under harren hat de TbFeCo alloy tinne film de bêste prestaasje. Terbium basearre magneto-optyske materialen binne produsearre op in grutte skaal, en magneto-optyske skiven makke fan harren wurde brûkt as kompjûter opslach komponinten, mei opslach kapasiteit ferhege troch 10-15 kear. Se hawwe de foardielen fan grutte kapasiteit en flugge tagong snelheid, en kin wurde wiske en coated tsientûzenen kearen doe't brûkt foar hege tichtheid optyske skiven. Se binne wichtige materialen yn technology foar elektroanyske opslach fan ynformaasje. It meast brûkte magneto-optyske materiaal yn 'e sichtbere en near-ynfraread bands is Terbium Gallium Garnet (TGG) ienkristal, dat is it bêste magneto-optyske materiaal foar it meitsjen fan Faraday-rotators en isolators.
Foar magneto optysk glês
Faraday magneto optysk glês hat goede transparânsje en isotropy yn 'e sichtbere en ynfrareadregio's, en kin ferskate komplekse foarmen foarmje. It is maklik om produkten mei grutte produkten te produsearjen en kin wurde lutsen yn optyske fezels. Dêrom hat it brede tapassingsperspektyf yn magneto-optyske apparaten lykas magneto-optyske isolatoren, magneto-optyske modulators, en glêstriedstroomsensors. Troch syn grutte magnetyske momint en lytse absorptionskoëffisjint yn it sichtbere en ynfraread berik, binne Tb3 + ioanen gewoan brûkt wurden yn seldsume ierde-ionen yn magneto-optyske glêzen.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Oan 'e ein fan' e 20e ieu, mei it ferdjipjen fan 'e wrâldwittenskiplike en technologyske revolúsje, komme nije seldsume ierde Applied Materials rap op. Yn 1984, Iowa State University fan 'e Feriene Steaten, Ames Laboratory fan' e Feriene Steaten Department of Energy fan 'e Feriene Steaten en it US Navy Surface Weapons Research Center (it haadpersoniel fan 'e letter oprjochte American Edge Technology Company (ET REMA) kaam út it sintrum) ûntwikkele tegearre in nij seldsum ierde Smart materiaal, nammentlik terbium dysprosium izer reus magnetostrictive materiaal. Dit nije Smart materiaal hat de treflike skaaimerken fan it fluch omsette fan elektryske enerzjy yn meganyske enerzjy. De ûnderwetter- en elektro-akoestyske transducers makke fan dit gigantyske magnetostrictive materiaal binne mei súkses konfigureare yn marine-apparatuer, sprekkers foar oaljeboarndeteksje, systemen foar lûd- en trillingskontrôle, en oseaanferkenning en ûndergrûnske kommunikaasjesystemen. Dêrom, sa gau as it terbium dysprosium izeren reus magnetostrictive materiaal waard berne, krige it wiidferspraat omtinken fan yndustrialisearre lannen om 'e wrâld. Edge Technologies yn 'e Feriene Steaten begûn te produsearjen terbium dysprosium izer gigantyske magnetostrictive materialen yn 1989 en neamde se Terfenol D. Ferfolgens, Sweden, Japan, Ruslân, it Feriene Keninkryk, en Austraalje ûntwikkele ek terbium dysprosium izer reus magnetostrictive materialen.
Ut 'e skiednis fan' e ûntwikkeling fan dit materiaal yn 'e Feriene Steaten binne sawol de útfining fan it materiaal as har iere monopolistyske tapassingen direkt relatearre oan 'e militêre yndustry (lykas de marine). Hoewol't Sina syn militêre en definsje ôfdielings stadichoan fersterkjen harren begryp fan dit materiaal. Nei't China's Comprehensive National Power lykwols signifikant tanommen is, sille de easken foar it realisearjen fan 'e militêre kompetitive strategy yn' e 21e ieu en it ferbetterjen fan it nivo fan apparatuer grif heul driuwend wêze. Dêrom sil it wiidferspraat gebrûk fan terbium dysprosium izeren reus magnetostrictive materialen troch militêre en nasjonale definsjeôfdielingen in histoaryske needsaak wêze.
Koartsein, de protte treflike eigenskippen fan terbium meitsje it in ûnmisber lid fan in protte funksjonele materialen en in ûnferfangbere posysje yn guon tapassingsfjilden. Troch de hege priis fan terbium hawwe minsken lykwols ûndersocht hoe it gebrûk fan terbium te foarkommen en te minimalisearjen om produksjekosten te ferminderjen. Bygelyks, seldsume ierde magneto-optyske materialen moatte ek brûke lege kosten dysprosium izer kobalt of gadolinium terbium kobalt safolle mooglik; Besykje de ynhâld fan terbium te ferminderjen yn it griene fluorescent poeder dat brûkt wurde moat. Priis is in wichtige faktor wurden dy't it wiidferspraat gebrûk fan terbium beheine. Mar in protte funksjonele materialen kinne net sûnder it dwaan, dus wy moatte folgje oan it prinsipe fan "gebrûk fan goed stiel op it blêd" en besykje it gebrûk fan terbium safolle mooglik te bewarjen.
Post tiid: Jul-05-2023