Terbijpripada kategoriji težkih redkih Zemlje, z majhno številčnostjo v Zemljini skorji pri le 1,1 ppm.Terbijev oksidpredstavlja manj kot 0,01% celotnih redkih zemljin. Tudi v težki redki zemeljski rudi z visokim ionom z najvišjo vsebnostjo terbija vsebnost terbija predstavlja le 1,1-1,2% celotneRedka zemlja, kar kaže na to, da spada v kategorijo "plemenite"Redka zemljaelementi. Že več kot 100 let od odkritja terbija leta 1843 njegovo pomanjkanje in vrednost že dolgo preprečujeta njegovo praktično uporabo. Šele v zadnjih 30 letihterbijje pokazal svoj edinstven talent.
Odkrivanje zgodovine
Švedski kemik Carl Gustaf Mosander je leta 1843 odkril terbij. Odkril je njene nečistoče vyttrium oksidinY2O3. Yttriumje poimenovan po vasi Itby na Švedskem. Pred pojavom tehnologije ionske izmenjave terbium ni bil izoliran v svoji čisti obliki.
Mossander se je najprej razdelilyttrium oksidv tri dele, vsi poimenovani po rudah:yttrium oksid, Erbijev oksidinterbijev oksid. Terbijev oksidje bil prvotno sestavljen iz roza dela, zaradi elementa, ki je zdaj znan kotErbium. Erbijev oksid(vključno s tistim, kar zdaj imenujemo Terbium) je bil prvotno brezbarven del v rešitvi. Netopni oksid tega elementa velja za rjav.
Kasneje so delavci težko opazovali drobno brezbarvno “Erbijev oksid", Vendar topnega roza dela ni mogoče prezreti. Razprava o obstojuErbijev oksidse je večkrat pojavil. V kaosu je bilo prvotno ime obrnjeno in izmenjava imen se je zataknila, zato je bil roza del na koncu omenjen kot rešitev, ki vsebuje Erbium (v raztopini je bil roza). Zdaj se verjame, da delavci, ki uporabljajo natrijev disulfid ali kalijev sulfat, odstranijo cerijev dioksid izyttrium oksidnenamerno obrnititerbijv cerium, ki vsebuje oborine. Trenutno znan kot 'terbij', le približno 1% izvirnikayttrium oksidje prisoten, vendar to zadostuje za prenos svetlo rumene barve nayttrium oksid. Torej,terbijje sekundarna komponenta, ki jo je sprva vsebovala, in jo nadzirajo njegovi neposredni sosedje,Gadoliniumindisprozija.
Potem, kadar koli drugiRedka zemljaElemente smo ločili od te mešanice, ne glede na delež oksidaterbijsmo dobili v čisti obliki. Raziskovalci v 19. stoletju niso uporabili ultravijolične fluorescenčne tehnologije za opazovanje svetlo rumenih ali zelenih vozličev (III), kar je olajšalo prepoznavanje terbija v trdnih mešanicah ali raztopinah.
Konfiguracija elektronov
Elektronska postavitev:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektronska ureditevterbijje [xe] 6S24f9. Običajno je mogoče odstraniti le tri elektrone, preden jedrski naboj postane prevelik, da bi ga lahko še naprej ionizirali. Vendar v primeruterbij, napolnjen polterbijomogoča nadaljnjo ionizacijo četrtega elektrona v prisotnosti zelo močnega oksidanta, kot je fluorirani plin.
Kovina
Terbijje srebrna bela redka zemeljska kovina z duktilnostjo, žilavostjo in mehkobo, ki jo je mogoče razrezati z nožem. Tališče 1360 ℃, vrelišča 3123 ℃, gostota 8229 4kg/m3. V primerjavi z zgodnjimi elementi lantanida je v zraku razmeroma stabilen. Deveti element lantanidnih elementov, terbium, je zelo napolnjena kovina, ki reagira z vodo, da tvori vodikov plin.
V naravi,terbijNikoli ni bilo ugotovljeno, da je prost element, ki je prisoten v majhnih količinah v fosfornem cerujevem peskom peska in silicijevega berilijevega yttrium rude.Terbijsobiva z drugimi redkimi zemeljskimi elementi v monazitnem peskom, na splošno 0,03% vsebnosti terbija. Drugi viri vključujejo ytrium fosfat in redko zemeljsko zlato, oba sta mešanice oksidov, ki vsebujejo do 1% terbija.
Aplikacija
UporabaterbijVečinoma vključuje visokotehnološka polja, ki so tehnološko intenzivna in znanja intenzivna vrhunska projekta, pa tudi projekte s pomembnimi gospodarskimi koristmi, s privlačnimi razvojnimi možnostmi.
Glavna področja uporabe vključujejo:
(1) Uporablja se v obliki mešanih redkih zemlje. Na primer, uporablja se kot redko zemeljsko spojinsko gnojilo in aditiv za krmo za kmetijstvo.
(2) Aktivator za zeleni prah v treh primarnih fluorescentnih prahu. Sodobni optoelektronski materiali zahtevajo uporabo treh osnovnih barv fosforjev, in sicer rdečih, zelenih in modrih, ki jih lahko uporabimo za sintezo različnih barv. Interbijje nepogrešljiva komponenta v številnih kakovostnih zelenih fluorescentnih praškov.
(3), ki se uporablja kot magnetni optični material za shranjevanje. Za izdelavo visokozmogljivih magnetnih optičnih diskov so bili uporabljeni amorfni kovinski terbium prehodni zlitini.
(4) Izdelava magnetnega optičnega stekla. Faraday Rotatoring Steklo, ki vsebuje terbij, je ključni material za izdelavo rotatorjev, izolatorjev in krožkov v laserski tehnologiji.
(5) Razvoj in razvoj terbijevega disprosium feromagnetrictive zlitine (terfenol) je odprl nove aplikacije za terbij.
Za kmetijstvo in živali
Redka zemljaterbijlahko izboljša kakovost pridelkov in poveča hitrost fotosinteze v določenem območju koncentracije. Kompleksi terbija imajo visoko biološko aktivnost in trojne komplekseterbij, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, ima dobre antibakterijske in baktericidne učinke na Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis in Escherichia coli s široko-spektrom antibakterijskih lastnosti. Študija teh kompleksov zagotavlja novo raziskovalno smer za sodobna baktericidna zdravila.
Uporablja se na področju luminescence
Sodobni optoelektronski materiali zahtevajo uporabo treh osnovnih barv fosforjev, in sicer rdečih, zelenih in modrih, ki jih je mogoče uporabiti za sintezo različnih barv. In terbij je nepogrešljiv sestavni del v številnih kakovostnih zelenih fluorescentnih praškov. Če je rojstvo redke zemeljske televizije rdečega fluorescenčnega prahu spodbudilo povpraševanje poyttriumineuropium, nato pa je uporaba in razvoj terbija spodbujala z redko zemljo tri primarne barvne zelene fluorescentne praške za svetilke. V zgodnjih osemdesetih letih je Philips izumil prvo kompaktno kompaktno energijsko fluorescentno svetilko na svetu in jo hitro spodbujal po vsem svetu. TB3+ioni lahko oddajajo zeleno svetlobo z valovno dolžino 545Nm in skoraj vsi redki zemeljski zeleni fluorescentni praški uporabljajoterbij, kot aktivator.
Zeleni fluorescenčni prah, ki se uporablja za barvne televizijske katodne cevi (CRTS), je vedno temeljil predvsem na poceni in učinkoviti cinkovi sulfid, vendar je terbijev prah vedno uporabljal kot projekcijsko barvno televizijo Zeleni prah, kot je Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+in LAB3: TB3. Z razvojem televizije na veliki zasloni (HDTV) se razvijajo tudi visokozmogljivi zeleni fluorescenčni praški za CRT. Na primer, v tujini je bil razvit hibridni zeleni fluorescenčni prah, sestavljen iz Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+in Y2SIO5: TB3+, ki imajo odlično učinkovitost svetilnosti pri visoki gostoti toka.
Tradicionalni rentgenski fluorescenčni prah je kalcijev volfrast. V sedemdesetih in osemdesetih letih so bili razviti redki fluorescenčni praški Zemlja za zaslone za preobčutljivost, kot soterbij, Aktivirani lantanum sulfidni oksid, aktivirani lantanum bromid oksid (za zelene zaslone) in aktivirani ytrijev sulfidni oksid. V primerjavi s kalcijevim volfrastom lahko redek zemeljski fluorescentni prah zmanjša čas rentgenskega obsevanja za bolnike za 80%, izboljša ločljivost rentgenskih filmov, podaljša življenjsko dobo rentgenskih cevi in zmanjša porabo energije. Terbij se uporablja tudi kot fluorescenčni aktivator praška za medicinske zaslone za izboljšanje rentgenskih žarkov, ki lahko močno izboljša občutljivost rentgenske pretvorbe v optične slike, izboljša jasnost rentgenskih filmov in močno zmanjša odmerek izpostavljenosti rentgenskim žarkom človeškemu telesu (za več kot 50%).
Terbijse uporablja tudi kot aktivator v belem LED fosforju, ki jo vzbudi modra svetloba za novo polprevodniško razsvetljavo. Uporablja se lahko za proizvodnjo optičnih kristalnih fosforjev magneta iz aluminijevega magneta, pri čemer uporabimo diode modre svetlobe kot vzbujevalne svetlobe, ustvarjena fluorescenca
Elektroluminiscenčni materiali, narejeni iz terbijaterbijkot aktivator. Pod ultravijoličnim obsevanjem lahko organski kompleksi terbija oddajajo močno zeleno fluorescenco in se lahko uporabljajo kot tanki film elektroluminiscentni materiali. Čeprav je bil pri preučevanju dosežen pomemben napredekRedka zemljaOrganski kompleksni elektroluminiscenčni tanki filmi, še vedno obstaja nekaj vrzeli iz praktičnosti, raziskave o redkih zemeljskih organskih kompleksih elektroluminiscentnih tankih filmov in naprav pa so še vedno poglobljene.
Fluorescenčne značilnosti terbija se uporabljajo tudi kot fluorescenčne sonde. Interakcija med kompleksom ofloksacina terbija (TB3+) in deoksiribonukleinsko kislino (DNK) smo preučevali z uporabo fluorescenčne in absorpcijske spektra, kot je fluorescenčna sonda ofloksacina terbija (TB3+). Rezultati so pokazali, da lahko sonda ofloksacina TB3+tvori vezavo utora z molekulami DNK, deoksiribonukleinska kislina pa lahko znatno poveča fluorescenco sistema ofloksacina TB3+. Na podlagi te spremembe je mogoče določiti deoksiribonukleinsko kislino.
Za magneto optične materiale
Materiali z Faradayjevim učinkom, znani tudi kot magneto-optični materiali, se pogosto uporabljajo v laserjih in drugih optičnih napravah. Obstajata dve pogosti vrsti magnetnih optičnih materialov: magnetni optični kristali in magneto optično steklo. Med njimi imajo magneto-optični kristali (na primer železov granat Yttrium in terbijev galij) prednosti nastavljive delovne frekvence in visoke toplotne stabilnosti, vendar so drage in težko izdelovati. Poleg tega imajo številni magneto-optični kristali z visokimi koti vrtenja Faraday visoko absorpcijo v območju kratkega valov, kar omejuje njihovo uporabo. V primerjavi z magnetnimi optičnimi kristali ima magneto optično steklo prednost z visoko prepustnostjo in ga je enostavno izdelati v velike bloke ali vlakna. Trenutno so magneto-optična očala z visokim faradayjevim učinkom večinoma redki zemeljski ionski dopirani očali.
Uporablja se za magneto optične shranjevanje
V zadnjih letih se s hitrim razvojem multimedijske in pisarniške avtomatizacije povečuje povpraševanje po novih magnetnih diskih z visoko zmogljivostjo. Za izdelavo visokozmogljivih magnetnih optičnih diskov so bili uporabljeni amorfni kovinski terbium prehodni zlitini. Med njimi ima TBFeco Alloy Thin Film najboljšo predstavo. Magneto-optični materiali na osnovi terbija so bili proizvedeni v velikem obsegu, magneto-optični diski, izdelani iz njih, pa se uporabljajo kot računalniške komponente shranjevanja, s pomnilniško zmogljivostjo pa za 10-15-krat. Imajo prednosti velike zmogljivosti in hitrosti dostopa do hitrega dostopa in jih je mogoče obrisati in prevleči več deset tisočkrat, ko se uporablja za optične diske z visoko gostoto. So pomembni materiali v elektronski tehnologiji za shranjevanje informacij. Najpogosteje uporabljen magneto-optični material v vidnem in skoraj infrardečem pasu je enojni kristal Terbium Gallium Garnet (TGG), ki je najboljši magneto-optični material za izdelavo rotatorjev in izolatorjev Faraday.
Za magneto optično steklo
Optično steklo Faraday Magneto ima dobro preglednost in izotropijo v vidnih in infrardečih regijah ter lahko tvori različne zapletene oblike. Izdelava je enostavno izdelati izdelke z velikimi velikosti in jih je mogoče vleči v optična vlakna. Zato ima široke možnosti uporabe v magnetnih optičnih napravah, kot so magnetni optični izolatorji, magnetni optični modulatorji in optični senzorji iz vlaken. Zaradi velikega magnetnega trenutka in majhnega absorpcijskega koeficienta v vidnem in infrardečem območju so TB3+ioni v magnetnih optičnih očalih pogosto uporabljeni redki zemeljski ioni.
Terbium disprosium feromagnetostrictivna zlitina
Ob koncu 20. stoletja se je z nenehnim poglabljanjem svetovne tehnološke revolucije hitro pojavljalo novi redki materiali za uporabo Zemlje. Leta 1984 so leta 1984 Iowa State University, laboratorij Ames ameriškega ministrstva za energijo in ameriški raziskovalni center za mornariško orožje (iz katerega je prišlo glavno osebje poznejše uveljavljene tehnološke korporacije Edge Technology (ET REMA)) sodelovali pri razvoju novega redkega zemeljskega inteligentnega materiala, in sicer terbijevega disprosium feromagnetičnega magnetnega materiala. Ta nov inteligentni material ima odlične značilnosti hitrega pretvorbe električne energije v mehansko energijo. Podvodni in elektroakustični pretvorniki tega velikanskega magnetostriktivnega materiala so bili uspešno konfigurirani v mornariški opremi, zvočniki za odkrivanje vrtin, sistemi za nadzor hrupa in vibracij ter sistemi za raziskovanje oceana ter podzemne komunikacijske sisteme. Tako je takoj, ko se je rodil magnetostriktivni material terbijevega disprozija, prejel široko pozornost iz industrializiranih držav po vsem svetu. Edge Technologies v Združenih državah Amerike so leta 1989 začele proizvajati terbium disprosium železno magnetostriktivno materiale in jih poimenovati Terfenol D. Nato so Švedska, Japonska, Rusija, Združeno kraljestvo in Avstralija razvili tudi terbium disprosium orjaški magnostriktivni materiali.
Iz zgodovine razvoja tega gradiva v Združenih državah Amerike sta tako izum gradiva kot njene zgodnje monopolne aplikacije neposredno povezana z vojaško industrijo (kot je mornarica). Čeprav kitajski vojaški in obrambni oddelki postopoma krepijo svoje razumevanje tega gradiva. Vendar pa bo z znatno izboljšanje celovite nacionalne moči Kitajske povpraševanje po doseganju vojaške konkurenčne strategije 21. stoletja in izboljšanju ravni opreme vsekakor zelo nujno. Zato bo zgodovinska nuja široko razširjena uporaba terbijevega disprozija železovega magnetostriktivnega materiala s strani vojaških in nacionalnih obrambnih oddelkov.
Skratka, številne odlične lastnostiterbijNaj bo nepogrešljiv član številnih funkcionalnih materialov in nenadomestljivega položaja v nekaterih aplikacijskih poljih. Toda zaradi visoke cene terbija so ljudje preučevali, kako se izogniti in zmanjšati uporabo terbija, da bi zmanjšali proizvodne stroške. Na primer, redki zemeljski magneto-optični materiali bi morali uporabljati tudi poceni pocenidisprosium železokobalt ali gadolinium terbium kobalt čim več; Poskusite zmanjšati vsebnost terbija v zelenem fluorescenčnem prahu, ki ga je treba uporabiti. Cena je postala pomemben dejavnik, ki omejuje široko uporaboterbij. Toda številni funkcionalni materiali ne morejo brez tega, zato se moramo držati načela "Uporaba dobrega jekla na rezilu" in poskusiti shraniti uporaboterbijčim več.
Čas objave: oktober-25-2023