Terbiumheart ta de kategory fan swiere seldsume ierden, mei in lege oerfloed yn 'e ierdkoarste fan mar 1,1 ppm.Terbiumoksidemakket minder as 0,01% út fan it totale oantal seldsume ierden. Sels yn it swiere seldsume ierderts mei in hege yttrium-ion-ynhâld en it heechste terbiumgehalte, makket it terbiumgehalte mar 1,1-1,2% út fan it totaal.seldsume ierde, wat oanjout dat it ta de "aadlike" kategory heart fanseldsume ierdeeleminten. Foar mear as 100 jier sûnt de ûntdekking fan terbium yn 1843 hawwe syn krapte en wearde syn praktyske tapassing lange tiid foarkommen. It is pas yn 'e ôfrûne 30 jier datterbiumhat syn unike talint sjen litten.
Skiednis ûntdekke
De Sweedske skiekundige Carl Gustaf Mosander ûntduts terbium yn 1843. Hy ûntduts de ûnreinheden dêrfan ynyttriumoksideenY2O3. Yttriumis neamd nei it doarp Itby yn Sweden. Foar it ûntstean fan ionenútwikselingstechnology waard terbium net yn syn suvere foarm isolearre.
Mossander dield earstyttriumoksideyn trije dielen, allegear neamd nei ertsen:yttriumokside, erbiumokside, enterbiumokside. Terbiumoksidewie oarspronklik gearstald út in rôze diel, fanwegen it elemint dat no bekend is aserbium. Erbiumokside(ynklusyf wat wy no terbium neame) wie oarspronklik in kleurleas ûnderdiel yn oplossing. It ûnoplosbere okside fan dit elemint wurdt as brún beskôge.
Lettere arbeiders fûnen it lestich om lytse kleurleaze "erbiumokside", mar it oplosbere rôze diel kin net negearre wurde. It debat oer it bestean fanerbiumoksideis hieltyd wer ûntstien. Yn 'e gaos waard de oarspronklike namme omkeard en de útwikseling fan nammen bleau fêst sitten, sadat it rôze diel úteinlik neamd waard as in oplossing mei erbium (yn 'e oplossing wie it rôze). Der wurdt no leaud dat arbeiders dy't natriumdisulfide of kaliumsulfaat brûke om ceriumdiokside te ferwiderjen útyttriumoksideûnbedoeld draaieterbiumyn serium mei delslach. Op it stuit bekend as 'terbium', mar sawat 1% fan it orizjineelyttriumoksideoanwêzich is, mar dit is genôch om in ljochtgiele kleur oer te bringen oanyttriumoksideDêrom,terbiumis in sekundêre komponint dy't it oarspronklik befette, en it wurdt kontroleare troch syn direkte buorlju,gadoliniumendysprosium.
Dêrnei, wannear't oareseldsume ierdeeleminten waarden skieden fan dit mingsel, ûnôfhinklik fan 'e ferhâlding fan it okside, de namme terbium waard behâlden oant úteinlik it brune okside fanterbiumwaard yn suvere foarm krigen. Undersykers yn 'e 19e iuw brûkten gjin ultraviolette fluoreszinsjetechnology om heldergiele of griene nodules (III) te observearjen, wêrtroch't it makliker wie foar terbium om te werkennen yn fêste mingsels of oplossingen.
Elektronkonfiguraasje
Elektroanyske yndieling:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
De elektroanyske regeling fanterbiumis [Xe] 6s²⁴f³. Normaal kinne mar trije elektroanen fuorthelle wurde foardat de kearnlading te grut wurdt om fierder ionisearre te wurden. Yn it gefal fanterbium, de healfolleterbiummakket fierdere ionisaasje fan it fjirde elektron mooglik yn 'e oanwêzigens fan in tige sterke oksidant lykas fluorgas.
Metaal
Terbiumis in sulverwyt seldsum ierdmetaal mei duktyliteit, taaiens en sêftens dat mei in mes snien wurde kin. Smeltpunt 1360 ℃, siedpunt 3123 ℃, tichtens 8229 4kg/m3. Yn ferliking mei iere lanthanide-eleminten is it relatyf stabyl yn 'e loft. It njoggende elemint fan lanthanide-eleminten, terbium, is in heech laden metaal dat reagearret mei wetter om wetterstofgas te foarmjen.
Yn 'e natuer,terbiumis nea fûn as in frij elemint, oanwêzich yn lytse hoemannichten yn fosfor cerium thorium sân en silisium beryllium yttrium erts.Terbiumbestiet tegearre mei oare seldsume ierde-eleminten yn monazytsân, mei in terbiumgehalte fan oer it algemien 0,03%. Oare boarnen omfetsje yttriumfosfaat en seldsume ierdegoud, dy't beide mingsels fan oksiden binne dy't oant 1% terbium befetsje.
Oanfraach
De tapassing fanterbiumit giet meast om hege-technologyske fjilden, dat binne technology-yntinsive en kennisyntinsive baanbrekkende projekten, lykas projekten mei wichtige ekonomyske foardielen, mei oantreklike ûntwikkelingsperspektiven.
De wichtichste tapassingsgebieten omfetsje:
(1) Brûkt yn 'e foarm fan mingde seldsume ierden. Bygelyks, it wurdt brûkt as in seldsume ierde gearstalde dongstof en feedtoefoeding foar de lânbou.
(2) Aktivator foar grien poeier yn trije primêre fluorescerende poeiers. Moderne opto-elektronyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't brûkt wurde kinne om ferskate kleuren te synthetisearjen. Enterbiumis in ûnmisbere komponint yn in protte griene fluorescerende poeders fan hege kwaliteit.
(3) Brûkt as in magneto-optysk opslachmateriaal. Amorfe metaal terbium-oergongsmetaallegering tinne films binne brûkt om magneto-optyske skiven mei hege prestaasjes te meitsjen.
(4) Produksje fan magneto-optysk glês. Faraday rotearjend glês mei terbium is in wichtich materiaal foar it meitsjen fan rotators, isolators en sirkulators yn lasertechnology.
(5) De ûntwikkeling en ûntwikkeling fan terbiumdysprosium ferromagnetostriktive legearing (TerFenol) hat nije tapassingen foar terbium iepene.
Foar lânbou en feehâlderij
Seldsame ierdeterbiumkin de kwaliteit fan gewaaksen ferbetterje en de snelheid fan fotosynteze ferheegje binnen in bepaald konsintraasjeberik. De kompleksen fan terbium hawwe hege biologyske aktiviteit, en de ternêre kompleksen fanterbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, hawwe goede antibakteriële en bakteriside effekten op Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, en Escherichia coli, mei breedspektrum antibakteriële eigenskippen. De stúdzje fan dizze kompleksen biedt in nije ûndersyksrjochting foar moderne bakteriside medisinen.
Gebrûkt op it mêd fan luminesinsje
Moderne opto-elektronyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't brûkt wurde kinne om ferskate kleuren te synthetisearjen. En terbium is in ûnmisbere komponint yn in protte hege kwaliteit griene fluorescerende poeders. As de berte fan seldsume ierde kleur-tv read fluorescerende poeder de fraach nei stimulearre hatyttriumeneuropium, doe binne de tapassing en ûntwikkeling fan terbium befoardere troch seldsume ierde trije primêre kleuren griene fluoreszintpoeier foar lampen. Yn 'e iere jierren '80 útfûn Philips de earste kompakte enerzjybesparjende fluoreszintlampe fan 'e wrâld en promovearre it gau wrâldwiid. Tb3+-ionen kinne grien ljocht útstjitte mei in golflingte fan 545 nm, en hast alle seldsume ierde griene fluoreszintpoeiers brûketerbium, as in aktivator.
It griene fluoreszintpoeier dat brûkt wurdt foar katodestraalbuizen (CRT's) foar kleuren-tv's is altyd benammen basearre west op goedkeap en effisjint sinksulfide, mar terbiumpoeier is altyd brûkt as grien poeier foar projektearjende kleuren-tv's, lykas Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, en LaOBr: Tb3+. Mei de ûntwikkeling fan grutte skermen mei hege definysje-televyzje (HDTV) wurde ek hege prestaasjes griene fluoreszintpoeiers foar CRT's ûntwikkele. Bygelyks, yn it bûtenlân is in hybride grien fluoreszintpoeier ûntwikkele, besteande út Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, en Y2SiO5: Tb3+, dy't in poerbêste lumineszinsje-effisjinsje hawwe by hege stroomtichtens.
It tradisjonele röntgenfluoreszintpoeier is kalsiumwolframaat. Yn 'e jierren '70 en '80 waarden seldsume ierde fluoreszintpoeiers foar sensibilisaasjeskermen ûntwikkele, lykasterbium,aktivearre lanthaansulfideokside, terbiumaktivearre lanthaanbromideokside (foar griene skermen), en terbiumaktivearre yttriumsulfideokside. Yn ferliking mei kalsiumwolframaat kin seldsume ierde fluorescerend poeier de tiid fan röntgenbestraling foar pasjinten mei 80% ferminderje, de resolúsje fan röntgenfilms ferbetterje, de libbensdoer fan röntgenbuizen ferlingje en it enerzjyferbrûk ferminderje. Terbium wurdt ek brûkt as in fluorescerend poeieraktivator foar medyske röntgenferbetteringsskermen, wat de gefoelichheid fan röntgenkonverzje yn optyske ôfbyldings sterk kin ferbetterje, de dúdlikens fan röntgenfilms kin ferbetterje en de bleatstellingsdosis fan röntgenstrielen oan it minsklik lichem sterk kin ferminderje (mei mear as 50%).
Terbiumwurdt ek brûkt as in aktivator yn 'e wite LED-fosfor dy't oanstutsen wurdt troch blau ljocht foar nije healgeleiderferljochting. It kin brûkt wurde om terbium-aluminium magneto-optyske kristalfosforen te produsearjen, mei blauwe ljochtútstjittende diodes as oanstjoeringsljochtboarnen, en de generearre fluoreszinsje wurdt mingd mei it oanstjoeringsljocht om suver wyt ljocht te produsearjen.
De elektrolumineszinte materialen makke fan terbium omfetsje benammen sinksulfide grien fluoreszearjend poeier meiterbiumas de aktivator. Under ultraviolette bestraling kinne organyske kompleksen fan terbium sterke griene fluoreszinsje útstjitte en kinne se brûkt wurde as tinne film elektrolumineszinte materialen. Hoewol wichtige foarútgong is boekt yn 'e stúdzje fanseldsume ierdeorganyske komplekse elektrolumineszinte tinne films, is der noch in beskate gat mei de praktykens, en ûndersyk nei seldsume ierde-organyske komplekse elektrolumineszinte tinne films en apparaten is noch yngeand.
De fluoreszinsjekarakteristiken fan terbium wurde ek brûkt as fluoreszinsjesondes. De ynteraksje tusken it ofloxacine terbium (Tb3+) kompleks en deoxyribonukleïnezuur (DNA) waard bestudearre mei help fan fluoreszinsje- en absorpsjespektra, lykas de fluoreszinsjesonde fan ofloxacine terbium (Tb3+). De resultaten lieten sjen dat de ofloxacine Tb3+ sonde in groevebinding mei DNA-molekulen foarmje kin, en deoxyribonukleïnezuur kin de fluoreszinsje fan it ofloxacine Tb3+ systeem signifikant ferbetterje. Op basis fan dizze feroaring kin deoxyribonukleïnezuur bepaald wurde.
Foar magneto-optyske materialen
Materialen mei Faraday-effekt, ek wol bekend as magneto-optyske materialen, wurde in soad brûkt yn lasers en oare optyske apparaten. Der binne twa gewoane soarten magneto-optyske materialen: magneto-optyske kristallen en magneto-optysk glês. Dêrûnder hawwe magneto-optyske kristallen (lykas yttrium-izergranaat en terbiumgalliumgranaat) de foardielen fan ferstelbere wurkfrekwinsje en hege termyske stabiliteit, mar se binne djoer en lestich te meitsjen. Derneist hawwe in protte magneto-optyske kristallen mei hege Faraday-rotaasjehoeken in hege absorpsje yn it koarte golfberik, wat har gebrûk beheint. Yn ferliking mei magneto-optyske kristallen hat magneto-optysk glês it foardiel fan hege transmittânsje en is it maklik om te meitsjen yn grutte blokken of fezels. Op it stuit binne magneto-optyske glêzen mei in hege Faraday-effekt benammen glêzen mei seldsume ierde-ionen.
Gebrûkt foar magneto-optyske opslachmaterialen
Yn 'e lêste jierren, mei de rappe ûntwikkeling fan multimedia en kantoarautomatisearring, is de fraach nei nije magnetyske skiven mei hege kapasiteit tanommen. Amorfe tinne films fan in oergongsmetaallegering fan amorfe metalen terbium binne brûkt om magneto-optyske skiven mei hege prestaasjes te meitsjen. Dêrûnder hat de tinne film fan TbFeCo-legering de bêste prestaasjes. Magneto-optyske materialen op basis fan terbium binne op grutte skaal produsearre, en magneto-optyske skiven dy't derfan makke binne, wurde brûkt as kompjûteropslachkomponinten, wêrby't de opslachkapasiteit mei 10-15 kear fergrutte wurdt. Se hawwe de foardielen fan grutte kapasiteit en snelle tagongssnelheid, en kinne tsientûzenen kearen ôfwiske en bedekt wurde as se brûkt wurde foar optyske skiven mei hege tichtheid. Se binne wichtige materialen yn elektroanyske ynformaasjeopslachtechnology. It meast brûkte magneto-optyske materiaal yn 'e sichtbere en tichtby-ynfrareade bannen is Terbium Gallium Garnet (TGG) ienkristal, dat it bêste magneto-optyske materiaal is foar it meitsjen fan Faraday-rotators en isolators.
Foar magneto-optysk glês
Faraday magneto-optysk glês hat goede transparânsje en isotropie yn 'e sichtbere en ynfrareade gebieten, en kin ferskate komplekse foarmen foarmje. It is maklik om grutte produkten te produsearjen en kin yn optyske fezels lutsen wurde. Dêrom hat it brede tapassingsperspektiven yn magneto-optyske apparaten lykas magneto-optyske isolators, magneto-optyske modulators en glêstriedstroomsensors. Fanwegen syn grutte magnetyske momint en lytse absorpsjekoëffisjint yn it sichtbere en ynfrareade berik, binne Tb3+-ionen gewoan brûkte seldsume ierde-ionen wurden yn magneto-optyske glêzen.
Terbium dysprosium ferromagnetostriktive legearing
Oan 'e ein fan 'e 20e iuw, mei de trochgeande ferdjipping fan 'e wrâldwide technologyske revolúsje, kamen nije seldsume ierde-tapassingsmaterialen rap op. Yn 1984 wurken Iowa State University, it Ames Laboratory fan it Amerikaanske Ministearje fan Enerzjy, en it US Navy Surface Weapons Research Center (dêr't it wichtichste personiel fan 'e letter oprjochte Edge Technology Corporation (ET REMA) wei kaam) gear om in nij seldsume ierde yntelligint materiaal te ûntwikkeljen, nammentlik terbiumdysprosium ferromagnetysk magnetostriktyf materiaal. Dit nije yntelliginte materiaal hat poerbêste eigenskippen foar it fluch omsette fan elektryske enerzjy yn meganyske enerzjy. De ûnderwetter- en elektro-akoestyske transducers makke fan dit gigantyske magnetostriktive materiaal binne mei súkses konfigurearre yn marine-apparatuer, oaljeputdeteksjelûdsprekkers, lûd- en trillingskontrôlesystemen, en oseaanferkenning en ûndergrûnske kommunikaasjesystemen. Dêrom, sa gau as it terbiumdysprosium izergigantyske magnetostriktive materiaal berne waard, krige it wiidferspraat omtinken fan yndustrialisearre lannen oer de hiele wrâld. Edge Technologies yn 'e Feriene Steaten begon yn 1989 mei it produsearjen fan terbiumdysprosium-izergigantyske magnetostriktive materialen en neamden se Terfenol D. Dêrnei ûntwikkelen Sweden, Japan, Ruslân, it Feriene Keninkryk en Austraalje ek terbiumdysprosium-izergigantyske magnetostriktive materialen.
Ut 'e skiednis fan 'e ûntwikkeling fan dit materiaal yn 'e Feriene Steaten, binne sawol de útfining fan it materiaal as syn iere monopolistyske tapassingen direkt relatearre oan 'e militêre yndustry (lykas de marine). Hoewol't de militêre en definsjeôfdielingen fan Sina har begryp fan dit materiaal stadichoan fersterkje. Mei de wichtige ferbettering fan 'e wiidweidige nasjonale krêft fan Sina sil de fraach nei it berikken fan in militêre konkurrinsjestrategy fan 'e 21e iuw en it ferbetterjen fan apparatuernivo's lykwols perfoarst tige driuwend wêze. Dêrom sil it wiidfersprate gebrûk fan terbiumdysprosium-izergigantmagnetostriktive materialen troch militêre en nasjonale definsjeôfdielingen in histoaryske needsaak wêze.
Koartsein, de protte poerbêste eigenskippen fanterbiummeitsje it in ûnmisber ûnderdiel fan in protte funksjonele materialen en in ûnferfangbere posysje yn guon tapassingsfjilden. Fanwegen de hege priis fan terbium hawwe minsken lykwols studearre hoe't se it gebrûk fan terbium foarkomme en minimalisearje kinne om produksjekosten te ferminderjen. Bygelyks, seldsume ierde magneto-optyske materialen moatte ek goedkeape materialen brûkedysprosium izerkobalt of gadolinium terbium kobalt safolle mooglik; Besykje de ynhâld fan terbium yn it griene fluoreszinte poeier dat brûkt wurde moat te ferminderjen. Priis is in wichtige faktor wurden dy't it wiidfersprate gebrûk fan beheintterbiumMar in protte funksjonele materialen kinne net sûnder, dus wy moatte ús hâlde oan it prinsipe fan "goed stiel brûke op it blêd" en besykje it gebrûk te besparjen fanterbiumsafolle mooglik.
Pleatsingstiid: 25 oktober 2023