Тербійналежить до категорії важких рідкісних земель, з низьким числом у земній корі - лише 1,1 проміле.Оксид тербіюприпадає менше 0,01% від загальної кількості рідкісних земель. Навіть у високому іонному іонному типі важкої рідкісної руди Земля з найвищим вмістом тербіуму, вміст тербію становить лише 1,1-1,2% від загальної кількостіРідкісна земля, що вказує на те, що він належить до категорії «благородного»Рідкісна земляелементи. Понад 100 років з моменту відкриття тербіуму в 1843 році його дефіцит та цінність заважають його практичному застосуванню тривалий час. Лише за останні 30 роківтербійпоказав свій унікальний талант.
Відкриття історії
Шведський хімік Карл Густаф Мосандер виявив тербій у 1843 році. Він виявив його домішки воксид ітріюіY2O3. Ітріумназваний на честь села Ітбі в Швеції. До появи технології іонообміну тербій не був ізольований у чистому вигляді.
Моссандр вперше розділенийоксид ітріюна три частини, всі названі на честь руди:оксид ітрію, оксид ербіюіоксид тербію. Оксид тербіюспочатку складався з рожевої частини, завдяки елементу, який зараз відомий якербій. Оксид ербію(включаючи те, що ми зараз називаємо Terbium) спочатку було безбарвною частиною рішення. Нерозчинний оксид цього елемента вважається коричневим.
Пізніше працівникам було важко спостерігати за крихітним безбарвним ”оксид ербію"Але розчинну рожеву частину не можна ігнорувати. Дискусія щодо існуванняоксид ербіюнеодноразово з'являвся. У хаосі оригінальна назва була зворотна, і обмін назвами застрягло, тому рожева частина врешті -решт згадувалася як рішення, що містить ербій (у рішеннях - рожева). Зараз вважається, що працівники, які використовують дисульфід натрію або сульфат калію для видалення діоксиду церіюоксид ітріюненавмисно повернутитербійв церію, що містить осади. В даний час відомий як 'тербій', Лише близько 1% оригіналуоксид ітріюприсутній, але цього достатньо для передачі світло -жовтого кольоруоксид ітрію. Отже,тербійє вторинним компонентом, який спочатку містив його, і він контролюється його безпосередніми сусідами,гадолінійідиспрозій.
Згодом, коли -небудь іншіРідкісна земляЕлементи відокремлювали від цієї суміші, незалежно від частки оксиду, назва тербій зберігалася до нарешті, коричневого оксидутербійотримували в чистому вигляді. Дослідники в 19 столітті не використовували технологію ультрафіолетової флуоресценції для спостереження за яскраво -жовтими або зеленими вузликами (III), що полегшує розпізнавання тербій у суцільних сумішах або розчинах.
Конфігурація електронів
Електронна компонування:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Електронне розташуваннятербійє [xe] 6s24f9. Зазвичай лише три електрони можуть бути видалені до того, як ядерний заряд стане занадто великим, щоб бути подальшим іонізованим. Однак у випадкутербій, напів заповненийтербійДозволяє подальше іонізацію четвертого електрона в присутності дуже сильного окислювача, такого як фтор -газ.
Метал
Тербій- це сріблястий білий рідкісний метал з пластичним, міцністю та м'якістю, які можна нарізати ножем. Точка плавлення 1360 ℃, температура кипіння 3123 ℃, щільність 8229 4 кг/м3. Порівняно з ранніми елементами лантаніду, він є відносно стабільним у повітрі. Дев'ятий елемент лантанідних елементів, тербій, - це сильно заряджений метал, який реагує з водою, утворюючи водневий газ.
В природі,тербійніколи не було виявлено вільного елемента, присутнього в невеликих кількостях у фосфорному церійному піску торію та кремнієві берилієві ітрієві руду.ТербійСпівексують з іншими рідкісними земляними елементами в моназитному піску, як правило, 0,03% вмісту тербію. Інші джерела включають фосфат ітрію та рідкоземе золото, обидва з яких - це суміші оксидів, що містять до 1% тербій.
Застосування
ЗастосуваннятербійЗдебільшого включає високотехнологічні сфери, які є інтенсивними та інтенсивними знаннями передовими проектами, а також проектами зі значними економічними вигодами, з привабливими перспективами розвитку.
Основні області застосування включають:
(1) Використовується у вигляді змішаних рідкісних земель. Наприклад, він використовується як рідкісне сполучне добриво та кормові добавки для сільського господарства.
(2) Активатор зеленого порошку в трьох первинних люмінесцентних порошках. Сучасні оптоелектронні матеріали потребують використання трьох основних кольорів фосфорів, а саме червоного, зеленого та синього, які можна використовувати для синтезу різних кольорів. Ітербійє незамінним компонентом у багатьох високоякісних зелених флуоресцентних порошків.
(3) Використовується як магніто оптичний матеріал для зберігання. Аморфні металеві тербієві перехідні металі тонкі плівки використовувались для виготовлення високоефективних оптичних дисків магніто.
(4) Виробництво оптичного скла магніто. Робітко -скло, що містить тербій, є ключовим матеріалом для виготовлення ротаторів, ізоляторів та циркуляторів у лазерній технології.
(5) Розробка та розвиток тербієвого диспрозію феромагнетостриктивного сплаву (терфенол) відкрила нові програми для тербіуму.
Для сільського господарства та тваринництва
Рідкісна землятербійможе покращити якість культур та збільшити швидкість фотосинтезу в певному діапазоні концентрації. Комплекси тербію мають високу біологічну активність, і потрійні комплекситербій, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, мають хороший антибактеріальний та бактерицидний вплив на стафілокок ауреус, Bacillus subtilis та Escherichia coli, з антибактеріальними властивостями широкого спектру дії. Дослідження цих комплексів забезпечує новий напрямок дослідження сучасних бактерицидних препаратів.
Використовується в полі люмінесценції
Сучасні оптоелектронні матеріали потребують використання трьох основних кольорів фосфорів, а саме червоного, зеленого та синього, які можна використовувати для синтезу різних кольорів. І тербій-це незамінний компонент у багатьох високоякісних зелених люмінесцентних порошках. Якщо народження рідкісного кольорового телевізора червоний флуоресцентний порошок стимулювало попитітріуміЄвропіум, потім застосування та розвиток тербію сприяли рідкісним землею трьох первинних кольорових зелених флуоресцентних порошків для світильників. На початку 1980-х Philips винайшов першу в світі компактну енергозберігаючу флуоресцентну лампу і швидко пропагував її в усьому світі. Іони TB3+можуть випромінювати зелене світло за допомогою довжини хвилі 545 нм, і майже всі рідкісні зелені флуоресцентні порошки використовуютьтербій, як активатор.
Зелений флуоресцентний порошок, що використовується для кольорових катодних променів (СРТ) завжди базувався в основному на дешевому та ефективному сульфіді цинку, але порошок тербію завжди використовувався як проекційний колір зелений порошок, наприклад, Y2sio5: Tb3+, Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+та LAOBR: TB3+. З розробкою телевізійного телебачення високої чіткості (HDTV) також розробляється високопродуктивні зелені флуоресцентні порошки для CRT. Наприклад, гібридний зелений флуоресцентний порошок був розроблений за кордоном, що складається з Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+та Y2SIO5: TB3+, які мають чудову ефективність люмінесценції при високій щільності струму.
Традиційний рентгенівський флуоресцентний порошок-це вольфамент кальцію. У 1970 -х та 1980 -х роках були розроблені рідкісні флуоресцентні порошки для сенсибілізації, такі яктербій, активований оксид сульфіду лантануму, оксид броміду лантану, активований тербій (для зелених екранів) та оксид сульфіду сульфіду ітрію. Порівняно з кальцієвим вольфасатом, рідкісний флуоресцентний порошок Землі може скоротити час рентгенівського опромінення для пацієнтів на 80%, покращити роздільну здатність рентгенівських плівок, продовжити термін експлуатації рентгенівських труб та зменшити споживання енергії. Тербій також використовується як флуоресцентний активатор порошку для медичних екранів рентгенівських променів, що може значно підвищити чутливість рентгенівської конверсії в оптичні зображення, покращити ясність рентгенівських плівок і значно зменшує дозу опромінення рентгенограми (більш ніж 50%).
Тербійтакож використовується як активатор у білому світлодіодному фосфорі, збудженому синім світлом для нового напівпровідникового освітлення. Він може бути використаний для отримання тербієвих алюмінієвих оптичних кристалічних фосфорів, використовуючи синє світло, що випромінює діоди як джерела світла, а генерована флуоресценція змішується з світлом збудження для отримання чистого білого світла
Електролюмінесцентні матеріали, виготовлені з тербіютербійяк активатор. Під ультрафіолетовим опроміненням органічні комплекси тербію можуть випромінювати сильну зелену флуоресценцію і можуть використовуватися як тонкі плівкові електролюмінесцентні матеріали. Хоча в дослідженні було досягнуто значного прогресуРідкісна земляОрганічні комплексні електролюмінесцентні тонкі плівки, все ще існує певна проміжок практичності, і дослідження рідкісних земних органічних комплексних електролюмінесцентних тонких плівок і пристроїв все ще глибоко.
Характеристики флуоресценції також використовуються як зонди флуоресценції. Взаємодія міжлоксцин -тербієм (TB3+) комплексом та дезоксирибонуклеїновою кислотою (ДНК) вивчали за допомогою флуоресценційних та поглинальних спектрів, таких як флуоресцентний зонд Ofloxacin Terbium (TB3+). Результати показали, що зонд Ofloxacin TB3+може утворювати зв'язування канавки з молекулами ДНК, а дезоксирибонуклеїнова кислота може значно посилити флуоресценцію системи OFLOXACIN TB3+. На основі цієї зміни можна визначити дезоксирибонуклеїнову кислоту.
Для магніто оптичних матеріалів
Матеріали з ефектом Фарадея, також відомими як магніто-оптичні матеріали, широко використовуються в лазерах та інших оптичних пристроях. Існує два поширених типів оптичних матеріалів магнето: оптичні кристали магніто та оптичне скло магніто. Серед них магнітооптичні кристали (такі як залізний гранат Yttrium та гранат Terbium Gallium) мають переваги регульованої робочої частоти та високої термічної стійкості, але вони дорогі і важкі для виготовлення. Крім того, багато магніто-оптичних кристалів з високими кутами обертання Фарадея мають високе поглинання в діапазоні коротких хвиль, що обмежує їх використання. Порівняно з оптичними кристалами Magneto, оптичне скло магніто має перевагу високої пропускання і його легко перетворити у великі блоки або волокна. В даний час магнітооптичні окуляри з високим ефектом Фарадей-це в основному рідкісні окуляри іонні іонні.
Використовується для оптичних матеріалів для зберігання магніто
Останніми роками, при швидкому розвитку мультимедіа та автоматизації офісу, попит на нові магнітні диски з високою ємністю зростає. Аморфні металеві тербієві перехідні металі тонкі плівки використовувались для виготовлення високоефективних оптичних дисків магніто. Серед них тонка плівка сплаву Tbfeco має найкращу виставу. Магнітооптичні матеріали на основі тербіуму були виготовлені у великих масштабах, а магнітооптичні диски, виготовлені з них, використовуються як компоненти для зберігання комп'ютера, при цьому ємність зберігання збільшується на 10-15 разів. Вони мають переваги великої ємності та швидкої швидкості доступу, і їх можна витерти та покрити десятки тисяч разів при використанні для оптичних дисків високої щільності. Вони є важливими матеріалами в електронній технології зберігання інформації. Найпоширеніший магніто-оптичний матеріал у видимих і майже інфрачервоних смугах-це монокристал з гранатом Terbium Gallium (TGG), який є найкращим магнітооптичним матеріалом для виготовлення ротаторів Фарадея та ізоляторів.
Для оптичного скла магнето
Оптичне скло Faraday Magneto має хорошу прозорість та ізотропію у видимих та інфрачервоних областях, і може утворювати різні складні форми. Легко виробляти продукти великого розміру і його можна втягнути в оптичні волокна. Тому він має широкі перспективи застосування в оптичних пристроях Magneto, таких як оптичні ізолятори Magneto, оптичні модулятори магніто та датчики волоконно -оптичного струму. Через свій великий магнітний момент та невеликий коефіцієнт поглинання у видимому та інфрачервоному діапазоні, іони TB3+стали зазвичай використовуваними рідкісними іонами землі в оптичних окулярах магніто.
Тербій Діспроніум Ферромагнетостриктивний сплав
Наприкінці 20 століття з безперервним поглибленням світової технологічної революції швидко з'являлися нові матеріали про застосування в рідкісних землях. У 1984 році Державний університет штату Айова, лабораторія Еймса Міністерства енергетики США та Центр досліджень зброї ВМС США (з якого прийшов головний персонал пізнішої створеної корпорації Edge Technology (ET Rema)), щоб розробити новий рідкісний інтелектуальний матеріал Terbium Dysprosium. Цей новий інтелектуальний матеріал має чудові характеристики швидко перетворення електричної енергії в механічну енергію. Підводні та електроакустичні перетворювачі, виготовлені з цього гігантського магнітостриктивного матеріалу, були успішно налаштовані в військово-морському обладнанні, динаміках виявлення нафтових свердловин, системах управління шумом та вібрацією та системами розвідки океану та підземних зв'язків. Тому, як тільки народився магітостриктивне матеріал з тербієм -диспозій заліза, він приділяв широку увагу з боку індустріалізованих країн світу. Edge Technologies у Сполучених Штатах почали виробляти тербіум -диспронію залізо гігантських магнітостриктивних матеріалів у 1989 році і назвали їх Терфенол Д. Згодом Швеція, Японія, Росія, Великобританія та Австралія також розробили тербійні гігантські магнітостриктивні матеріали.
З історії розвитку цього матеріалу в Сполучених Штатах як винахід матеріалу, так і його ранні монополістичні програми безпосередньо пов'язані з військовою промисловістю (наприклад, ВМС). Хоча військові та оборонні відділи Китаю поступово зміцнюють своє розуміння цього матеріалу. Однак, зі значним посиленням всебічної національної сили Китаю, попит на досягнення військової конкурентної стратегії 21 століття та покращення рівня обладнання, безумовно, буде дуже нагальним. Тому широко розповсюджене використання гігантських магнітостриктивних матеріалів, що належать до боротьби з тербієм, військовими та національними оборонними департаментами, буде історичною необхідністю.
Коротше кажучи, багато чудових властивостейтербійЗробіть його незамінним членом багатьох функціональних матеріалів та незамінним положенням у деяких полях застосування. Однак через високу ціну тербію люди вивчали, як уникнути та мінімізувати використання тербію з метою зменшення виробничих витрат. Наприклад, рідкісні земляні магнітооптичні матеріали також повинні використовувати недорогіДиспрозій залізокобальт або гадоліній тербіум кобальт максимально; Спробуйте зменшити вміст тербія в зеленому флуоресцентному порошку, який необхідно використовувати. Ціна стала важливим фактором, що обмежує широке використаннятербій. Але багато функціональних матеріалів не можуть обійтися без нього, тому ми повинні дотримуватися принципу "використання хорошої сталі на лезі" і спробувати зберегти використаннятербійякомога більше.
Час посади: 25-2023 жовтня