Terbiumtilheyrir flokknum þungSjaldgæfar jörð, með lítið gnægð í jarðskorpunni aðeins 1,1 ppm. Terbium oxíð er minna en 0,01% af heildar sjaldgæfum jörðum. Jafnvel í háu Yttrium jónategundinni Heavy Rare Earth málmgrýti með hæsta innihald terbium, er terbium innihaldið aðeins 1,1-1,2% af heildar sjaldgæfu jörðinni, sem bendir til þess að það tilheyri „göfugu“ flokknum sjaldgæfra jarðarþátta. Í yfir 100 ár síðan uppgötvun Terbium árið 1843 hefur skortur þess og gildi komið í veg fyrir hagnýta notkun þess í langan tíma. Það er aðeins undanfarin 30 ár sem Terbium hefur sýnt sinn einstaka hæfileika
Uppgötva sögu
Sænski efnafræðingurinn Carl Gustaf Mosander uppgötvaði Terbium árið 1843. Hann fann óhreinindi þess íYttrium (iii) oxíðOgY2O3. Yttrium er nefnt eftir þorpinu Ytterby í Svíþjóð. Fyrir tilkomu jónaskiptatækni var Terbium ekki einangrað í hreinu formi.
Mosant skipti fyrst Yttrium (iii) oxíði í þrjá hluta, allir nefndir eftir málmgrýti: yttrium (iii) oxíð,Erbium (III) oxíð, og terbium oxíð. Terbium oxíð var upphaflega samsett úr bleikum hluta, vegna frumefnisins sem nú er þekktur sem Erbium. „Erbium (III) oxíð“ (þar með talið það sem við köllum nú Terbium) var upphaflega sá litlausi hlutinn í lausninni. Óleysanlegt oxíð þessa þáttar er talið brúnt.
Síðar gátu starfsmenn varla fylgst með pínulitlum litlausu „Erbium (III) oxíði“, en ekki var hægt að hunsa leysan bleikan hlutann. Umræður um tilvist Erbium (III) oxíðs hafa komið upp hvað eftir annað. Í ringulreiðinni var upprunalega nafninu snúið við og skiptin um nöfn voru fast, þannig að bleika hlutinn var að lokum nefndur sem lausn sem innihélt Erbium (í lausninni var hann bleikur). Nú er talið að starfsmenn sem nota natríum bisulfat eða kalíumsúlfat takaCerium (iv) oxíðÚt úr yttrium (iii) oxíði og snúðu terbium óviljandi í botnfall sem inniheldur cerium. Aðeins um það bil 1% af upprunalegu Yttrium (III) oxíðinu, nú þekkt sem „terbium“, er nóg til að koma gulleitum lit til Yttrium (III) oxíðs. Þess vegna er Terbium aukinn þáttur sem innihélt hann upphaflega og er það stjórnað af nánustu nágrönnum sínum, gadolinium og dysprosium.
Síðan, þegar aðrir sjaldgæfir jarðþættir voru aðskildir frá þessari blöndu, óháð hlutfalli oxíðsins, var nafn terbium haldið þar til að lokum, var brúnoxíð terbium fengið á hreinu formi. Vísindamenn á 19. öld notuðu ekki útfjólubláu flúrljómunartækni til að fylgjast með skærgulum eða grænum hnútum (III), sem auðveldar Terbium að þekkja í fastri blöndur eða lausnir.
Rafeindastilling
Rafeindastilling:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Rafeindastilling Terbium er [XE] 6S24F9. Venjulega er aðeins hægt að fjarlægja þrjár rafeindir áður en kjarnorkuhleðslan verður of stór til að jónast frekar, en þegar um er að ræða terbium gerir hálffyllt terbium kleift að jónaða fjórða rafeindina frekar í viðurvist mjög sterkra oxunarefna eins og flúorgas.
Terbium er silfurhvítur sjaldgæfur jarðmálmur með sveigjanleika, hörku og mýkt sem hægt er að skera með hníf. Bráðningarpunktur 1360 ℃, suðumark 3123 ℃, þéttleiki 8229 4 kg/m3. Í samanburði við snemma lanthaníð er það tiltölulega stöðugt í loftinu. Sem níundi þáttur lanthaníðs er Terbium málmur með sterku rafmagni. Það bregst við vatni til að mynda vetni.
Í náttúrunni hefur Terbium aldrei reynst vera frjáls þáttur, sem er lítið magn sem er til í fosfókeríumþórum sandi og gadolinite. Terbium lifa með öðrum sjaldgæfum jarðþáttum í monazite sandi, með almennt 0,03% terbium innihald. Aðrar heimildir eru xenotime og svartur sjaldgæfur gull málmgrýti, sem báðar eru blöndur af oxíðum og innihalda allt að 1% terbium.
Umsókn
Notkun Terbium felur aðallega í sér hátækni sviði, sem eru tæknifrek og þekkingarkennd framúrskarandi verkefni, svo og verkefni með verulegan efnahagslegan ávinning, með aðlaðandi þróunarhorfur.
Helstu umsóknarsviðin eru:
(1) Notað í formi blandaðra sjaldgæfra jarðar. Til dæmis er það notað sem sjaldgæfur áburður á jörðu niðri og fóðri aukefni fyrir landbúnað.
(2) Activator fyrir grænt duft í þremur aðal flúrperum. Nútíma optoelectronic efni krefjast notkunar á þremur grunnlitum fosfórs, nefnilega rauðum, grænum og bláum, sem hægt er að nota til að mynda ýmsa liti. Og Terbium er ómissandi hluti í mörgum hágæða grænu flúrperum.
(3) notað sem magneto sjóngeymsluefni. Amorphous Metal Terbium Transition Metal Alloy Thin Films hafa verið notaðar til að framleiða afkastamikla segulmagnaða diska.
(4) Framleiðsla Magneto sjóngler. Faraday snúningsgler sem inniheldur terbium er lykilefni til að framleiða snúninga, einangrunartæki og hringrás í leysitækni.
(5) Þróun og þróun terbium dysprósium ferromagnetostrictive ál (Terfenol) hefur opnað ný forrit fyrir Terbium.
Fyrir landbúnað og búfjárrækt
Mjög sjaldgæfar terbium jarðar getur bætt gæði ræktunar og aukið hraða ljóstillífunar innan ákveðins styrkssviðs. Terbium fléttur hafa mikla líffræðilega virkni. Ternary fléttur Terbium, Tb (Ala) 3benim (CLO4) 3 · 3H2O, hafa góð bakteríudrepandi og bakteríudrepandi áhrif á Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis og Escherichia coli. Þeir hafa breitt bakteríudrepandi litróf. Rannsóknin á slíkum fléttum veitir nýja rannsóknarstefnu fyrir nútíma bakteríudrepandi lyf.
Notað á sviði lýsingar
Nútíma optoelectronic efni krefjast notkunar á þremur grunnlitum fosfórs, nefnilega rauðum, grænum og bláum, sem hægt er að nota til að mynda ýmsa liti. Og Terbium er ómissandi hluti í mörgum hágæða grænu flúrperum. Ef fæðing sjaldgæfra jarðarlits sjónvarps rautt flúrperu duft hefur örvað eftirspurn eftir Yttrium og Europium, þá hefur notkun og þróun terbium verið kynnt af sjaldgæfum jörð þremur aðal litnum grænu flúrperu duft fyrir lampa. Snemma á níunda áratugnum fann Philips upp fyrsta samsniðna orkusparandi flúrperu og kynnti hann fljótt á heimsvísu. TB3+jónir geta sent frá sér grænt ljós með bylgjulengd 545nm, og næstum öll sjaldgæf jörð græn fosfórar nota terbium sem virkjara.
Græna fosfórinn fyrir litasjónvarpsgeislaleið (CRT) hefur alltaf verið byggður á sinksúlfíði, sem er ódýrt og skilvirkt, en terbium duftið hefur alltaf verið notað sem græna fosfórinn fyrir vörpun litasjónvarp, þar á meðal Y2SiO5 ∶ TB3+, Y3 (Al, Ga) 5O12 ∶ TB3+og LaoBr ∶ TB3+. Með þróun stórsskjáhágreiningar sjónvarpsins (HDTV) er einnig verið að þróa afkastamikið grænt flúrperur fyrir CRT. Sem dæmi má nefna að blendingur grænt flúrljómandi duft hefur verið þróað erlendis, sem samanstendur af Y3 (Al, Ga) 5O12: TB3+, Laocl: TB3+, og Y2SiO5: TB3+, sem hafa framúrskarandi ljósavirkni við mikinn straumþéttleika.
Hefðbundið röntgengeislunarduft er kalsíumtóls. Á áttunda og níunda áratugnum var þróað sjaldgæft jörð fosfór til að efla skjái, svo sem terbium virkjuðu brennisteins- lanthanum oxíð, terbium virkjuðu bróm lanthanum oxíð (fyrir græna skjá), terbium virkjuð brennisteins, sem rennur út, með því að draga úr kalíum, sem dregur út úr kalsíum, sem er að draga úr kalsíum, sem er með steypu. Röntgengeislun hjá sjúklingum um 80%, bæta upplausn röntgenmynda, lengja líftíma röntgenrör og draga úr orkunotkun. Terbium er einnig notað sem flúrljómandi duftvirkjara fyrir röntgengeislunarskjái læknis, sem getur bætt næmi röntgengeislunar í sjónmyndum, bætt skýrleika röntgenmynda og dregur mjög úr útsetningarskammti röntgengeisla fyrir mannslíkamann (með meira en 50%).
Terbium er einnig notað sem virkjandi í hvíta LED fosfórnum sem er spenntur fyrir bláu ljósi fyrir nýja hálfleiðara lýsingu. Það er hægt að nota það til að framleiða terbium ál segulmagnandi ljós kristalfosfór, með því að nota blátt ljós frá díóða sem örvunar ljósgjafa og myndaða flúrljómun er blandað saman við örvunarljósið til að framleiða hreint hvítt ljós.
Rafgreiningarefnin úr terbium innihalda aðallega sinksúlfíðgrænt fosfór með terbium sem virkjara. Undir útfjólubláum geislun geta lífræn fléttur af terbium sent frá sér sterka græna flúrljómun og hægt er að nota það sem þunnt filmu rafgreiningarefni. Þrátt fyrir að verulegar framfarir hafi náðst í rannsókn á sjaldgæfum lífrænum jarðneskum rafeindamínískum þunnum kvikmyndum, þá er enn ákveðið skarð frá hagkvæmni og rannsóknir á sjaldgæfum lífrænum flóknum rafeindamínískum þunnum kvikmyndum og tækjum eru enn ítarlega.
Flúrljómun einkenni terbium eru einnig notuð sem flúrljómun. For example, Ofloxacin terbium (Tb3+) fluorescence probe was used to study the interaction between Ofloxacin terbium (Tb3+) complex and DNA (DNA) by fluorescence spectrum and absorption spectrum, indicating that Ofloxacin Tb3+probe can form a groove binding with DNA molecules, and DNA can significantly enhance the fluorescence of Ofloxacin TB3+kerfi. Byggt á þessari breytingu er hægt að ákvarða DNA.
Fyrir Magneto sjónefni
Efni með Faraday áhrif, einnig þekkt sem segulmagnaðir efni, eru mikið notuð í leysir og öðrum sjóntækjum. Það eru tvær algengar gerðir af magneto sjónefni: Magneto sjónkristallar og magneto sjóngler. Meðal þeirra hafa segulmagnaðir kristallar (svo sem Yttrium Iron Garnet og Terbium Gallium granat) kostina við stillanlegan tíðni og mikinn hitastöðugleika, en þeir eru dýrir og erfitt að framleiða. Að auki hafa margir segulmagnaðir kristallar með mikla snúningshorn Faraday með mikla frásog á stuttbylgjusvæðinu, sem takmarkar notkun þeirra. Í samanburði við Magneto sjónkristalla hefur Magneto sjóngler þann kost að hafa mikla flutning og er auðvelt að gera það að stórum blokkum eða trefjum. Sem stendur eru segulmagnaðir gleraugu með miklar Faraday áhrif aðallega sjaldgæfar jóns dópuðum gleraugum.
Notað fyrir magneto sjóngeymsluefni
Undanfarin ár, með örri þróun margmiðlunar og sjálfvirkni á skrifstofu, hefur eftirspurnin eftir nýjum seguldiskum með mikla afkastagetu aukist. Amorphous Metal Terbium Transition Metal Films Films hafa verið notaðar til að framleiða afkastamikla segulmagnaða diska. Meðal þeirra hefur TBFECO álfimmin besta frammistöðu. Terbium byggð magneto-sjónræn efni hafa verið framleidd í stórum stíl og segulmagnaðir diskar úr þeim eru notaðir sem tölvu geymsluíhlutir, með geymslugetu jókst um 10-15 sinnum. Þeir hafa kostina við mikla getu og hröðan aðgangshraða og er hægt að þurrka og húðuðu tugþúsundir sinnum þegar þeir eru notaðir fyrir háþéttni sjóndiska. Þetta eru mikilvæg efni í rafrænni upplýsingageymslu tækni. Algengasta notaða segulmagnaða efnið í sýnilegu og nær innrauðu hljómsveitunum er Terbium Gallium Garnet (TGG) stakur kristal, sem er besta segulmagnaða efnið til að búa til Faraday snúninga og einangranir.
Fyrir Magneto sjóngler
Faraday Magneto sjóngler hefur gott gegnsæi og samsætu á sýnilegu og innrauða svæðum og getur myndað ýmis flókin form. Það er auðvelt að framleiða stórar vörur og hægt er að draga þær í sjóntrefjar. Þess vegna hefur það breiðar notkunarhorfur í Magneto sjóntækjum eins og Magneto Optical Isolators, Magneto Optical Modulators og Liber Optic straumskynjara. Vegna stórs segulmerkis og litla frásogsstuðuls á sýnilegu og innrauða sviðinu hafa TB3+jónir orðið oft notaðir sjaldgæfar jarðarjónir í sjóngleraugum.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive ál
Í lok 20. aldar, með því að dýpka vísindaleg og tæknibyltingu heimsins, koma ný sjaldgæf jarðnótt efni hratt fram. Árið 1984 kom Iowa State University of the United States, Ames Laboratory of the United States Energy of the United States og Us Navy Surface Weapons Research Center (aðal starfsfólk síðara rótgróið American Edge Technology Company (ET REA) frá miðstöðinni) sameiginlega nýjan sjaldgæfan jörð snjallefni. Þetta nýja snjalla efni hefur framúrskarandi einkenni þess að breyta rafmagnsorku fljótt í vélræna orku. Neðansjávar- og raf-hljóðeinangrunarleiðbeiningarnar úr þessu risastóru segulmagni hafa verið stilltir með góðum árangri í flotabúnaði, hátalara fyrir olíuholu, hávaða og titringsstýringarkerfi og rannsóknir á hafinu og samskiptakerfi neðanjarðar. Þess vegna, um leið og Terbium dysprosium járn risastór magnetostrictive efni fæddist, fékk það víðtæka athygli frá iðnríkjum um allan heim. Edge Technologies í Bandaríkjunum byrjaði að framleiða terbium dysprosium járn risastór magnetostrictive efni árið 1989 og nefndi þau Terfenol D. Í kjölfarið þróuðu Svíþjóð, Japan, Rússland, Bretland og Ástralía einnig Terbium dysprosium járn risastórt segulmagnandi efni.
Frá sögu þróunar þessa efnis í Bandaríkjunum eru bæði uppfinning efnisins og snemma einokunarumsóknir þess í beinu samhengi við hernaðariðnaðinn (svo sem sjóherinn). Þrátt fyrir að hernaðar- og varnarmálaráðuneyti Kína styrki smám saman skilning sinn á þessu efni. Eftir að umfangsmikið þjóðarvald Kína hefur aukist verulega, verða kröfur um að átta sig á samkeppnisstefnu hersins á 21. öldinni og bæta búnaðinn vissulega mjög brýn. Þess vegna mun víðtæk notkun terbium dysprósium járn risastórt magnetostrictive efni eftir hernaðar- og þjóðarvarnardeildir vera söguleg nauðsyn.
Í stuttu máli, margir framúrskarandi eiginleikar Terbium gera það að ómissandi meðlim í mörgum virkni og óbætanlegri stöðu í sumum notkunarsviðum. Vegna hás verðs á terbium hafa menn hins vegar verið að rannsaka hvernig eigi að forðast og lágmarka notkun terbium til að draga úr framleiðslukostnaði. Sem dæmi má nefna að sjaldgæfar segulmagnaðir efni ættu einnig að nota einnig lágmarkskostnaðar dysprósium járnkóbalt eða gadolinium terbium kóbalt eins mikið og mögulegt er; Reyndu að draga úr innihaldi terbium í græna flúrperu duftinu sem þarf að nota. Verð hefur orðið mikilvægur þáttur sem takmarkar víðtæka notkun terbium. En mörg hagnýt efni geta ekki gert án þess, svo við verðum að fylgja meginreglunni um að „nota gott stál á blaðinu“ og reyna að vista notkun terbium eins mikið og mögulegt er.
Post Time: júl-05-2023