Tèbyòmfè pati kategori loulatè ra, ak yon abondans ki ba nan kwout Latè nan sèlman 1.1 ppm. Tèrbyòm oksid konte pou mwens pase 0.01% nan total latè ra yo. Menm nan gwo ittriyòm ion kalite lou minrè latè ra ak kontni ki pi wo nan tèrbyòm, kontni an tèrbyòm sèlman konte pou 1.1-1.2% nan total latè ra, ki endike ke li fè pati kategori "nòb" nan eleman latè ra. Pou plis pase 100 ane depi dekouvèt tèrbyòm nan 1843, rate ak valè li yo te anpeche aplikasyon pratik li pou yon tan long. Se sèlman nan 30 ane ki sot pase yo ke terbium te montre talan inik li yo.
Dekouvri Istwa
Chimis Swedish Carl Gustaf Mosander te dekouvri tèrbyòm an 1843. Li te jwenn enpurte li yo nanYttrium (III) oksidepiY2O3. Yttrium yo rele apre vilaj Ytterby nan Sweden. Anvan Aparisyon nan teknoloji echanj ion, tèrbyòm pa te izole nan fòm pi li yo.
Mosant premye divize oksid itrium (III) an twa pati, yo tout rele apre minrè: oksid itrium (III),Erbium (III) oksid, ak oksid tèrbyòm. Tèrbyòm oksid te orijinèlman konpoze de yon pati woz, akòz eleman nan kounye a ke yo rekonèt kòm èrbyòm. "Erbium (III) oksid" (ki gen ladan sa nou rele kounye a tèrbyòm) te orijinèlman pati esansyèlman san koulè nan solisyon an. Se oksid la ensolubl nan eleman sa a konsidere kòm mawon.
Travayè pita yo te kapab diman obsève ti san koulè "Erbium (III) oksid la", men pati idrosolubl woz la pa t 'kapab inyore. Deba sou egzistans Erbium (III) oksid te parèt repete. Nan dezòd la, non orijinal la te ranvèse epi echanj non an te kole, kidonk pati woz la te evantyèlman mansyone kòm yon solisyon ki gen èrbium (nan solisyon an, li te woz). Li se kounye a kwè ke travayè ki itilize bisulfat sodyòm oswa sulfat potasyòm pranSerium (IV) oksidsoti nan Yttrium (III) oksid epi san entansyonèlman vire tèrbyòm nan yon sediman ki gen seryòm. Se sèlman apeprè 1% nan oksid orijinal Yttrium (III), kounye a ke yo rekonèt kòm "tèrbyòm", se ase yo pase yon koulè jòn nan oksid Yttrium (III). Se poutèt sa, tèrbyòm se yon eleman segondè ki okòmansman te genyen li, epi li kontwole pa vwazen imedya li yo, gadolinyòm ak disprosyòm.
Apre sa, chak fwa lòt eleman latè ra yo te separe de melanj sa a, kèlkeswa pwopòsyon oksid la, yo te kenbe non tèrbyòm jiskaske finalman, oksid mawon tèrbyòm te jwenn nan fòm pi. Chèchè nan 19yèm syèk la pa t 'sèvi ak teknoloji fliyoresan iltravyolèt yo obsève nodil jòn klere oswa vèt (III), ki fè li pi fasil pou tèrbyòm yo dwe rekonèt nan melanj solid oswa solisyon.
Konfigirasyon elèktron
Konfigirasyon elèktron:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Konfigirasyon elèktron tèrbyòm se [Xe] 6s24f9. Nòmalman, sèlman twa elektwon yo ka retire anvan chaj nikleyè a vin twò gwo yo dwe plis ionize, men nan ka a nan tèrbyòm, semi plen tèrbyòm pèmèt katriyèm elèktron nan plis ionize nan prezans oksidan trè fò tankou gaz fliyò.
Terbium se yon metal an ajan blan latè ra ak duktilite, severite, ak tendres ki ka koupe ak yon kouto. Pwen k ap fonn 1360 ℃, pwen bouyi 3123 ℃, dansite 8229 4kg/m3. Konpare ak Lanthanide bonè a, li relativman estab nan lè a. Kòm nevyèm eleman nan Lanthanide, tèrbyòm se yon metal ak elektrisite fò. Li reyaji ak dlo pou fòme idwojèn.
Nan lanati, tèrbyòm pa janm te jwenn yo dwe yon eleman gratis, yon ti kantite ki egziste nan sab fosfoseryòm thoryòm ak Gadolinite. Terbium coexist ak lòt eleman latè ra nan sab monazite, ak yon kontni tèrbyòm jeneralman 0.03%. Lòt sous yo se Xenotime ak nwa minre lò ra, tou de nan yo se melanj de oksid epi yo gen jiska 1% terbium.
Aplikasyon
Aplikasyon an nan tèrbyòm sitou enplike nan domèn gwo teknoloji, ki se teknoloji entansif ak konesans entansif pwojè dènye kri, osi byen ke pwojè ki gen benefis ekonomik enpòtan, ak kandida devlopman atire.
Zòn aplikasyon prensipal yo enkli:
(1) Itilize sou fòm tè ra melanje. Pou egzanp, li se itilize kòm yon angrè konpoze latè ra ak aditif manje pou agrikilti.
(2) Activator pou poud vèt nan twa poud fliyoresan prensipal. Materyèl optoelektwonik modèn mande pou itilize twa koulè debaz fosfò, sètadi wouj, vèt, ak ble, ki ka itilize pou fè sentèz divès koulè. Ak tèrbyòm se yon eleman endispansab nan anpil-wo kalite poud fliyoresan vèt.
(3) Itilize kòm yon materyèl depo magneto optik. Amorph metal terbium tranzisyon metal alyaj fim mens yo te itilize pou fabrike pèfòmans-wo disk magneto-optik.
(4) Faktori mayeto optik vè. Faraday wotasyon vè ki gen terbium se yon materyèl kle pou fabrikasyon wotasyon, izolatè, ak sikilatè nan teknoloji lazè.
(5) Devlopman ak devlopman tèrbyòm dysprosium ferromagnetostrictive alyaj (TerFenol) te louvri nouvo aplikasyon pou tèrbyòm.
Pou agrikilti ak elvaj bèt
Terbium latè ra ka amelyore kalite rekòt yo epi ogmante pousantaj fotosentèz nan yon sèten seri konsantrasyon. Konplèks Terbium gen gwo aktivite byolojik. Konplèks ternary nan terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, gen bon efè anti-bakteri ak bakterisid sou Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ak Escherichia coli. Yo gen laj spectre anti-bakteri. Etid la nan konplèks sa yo bay yon nouvo direksyon rechèch pou dwòg bakterisid modèn.
Itilize nan jaden luminesans
Materyèl optoelektwonik modèn mande pou itilize twa koulè debaz fosfò, sètadi wouj, vèt, ak ble, ki ka itilize pou fè sentèz divès koulè. Ak tèrbyòm se yon eleman endispansab nan anpil-wo kalite poud fliyoresan vèt. Si nesans latè ra koulè TV wouj fluorescent poud te ankouraje demand pou ittrium ak europium, lè sa a aplikasyon ak devlòpman terbium te ankouraje pa latè ra twa koulè primè poud fluorescent vèt pou lanp. Nan kòmansman ane 1980 yo, Philips envante premye lanp fliyoresan kontra enfòmèl ant enèji-ekonomize nan mond lan epi byen vit ankouraje li globalman. Tb3 + iyon ka emèt limyè vèt ak yon longèdonn 545nm, ak prèske tout fosfò vèt latè ra yo sèvi ak tèrbyòm kòm yon aktivateur.
Fosfò vèt la pou koulè televizyon katòd ray tib (CRT) te toujou baze sou sulfid Zenk, ki se bon mache ak efikas, men poud tèrbyòm la te toujou itilize kòm fosfò vèt la pou televizyon koulè pwojeksyon, ki gen ladan Y2SiO5 ∶ Tb3 +, Y3 ( Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ ak LaOBr ∶ Tb3+. Ak devlopman nan gwo ekran televizyon definisyon-wo (HDTV), segondè-pèfòmans vèt fliyoresan poud pou CRT yo tou ap devlope. Pou egzanp, yo te devlope yon ibrid vèt fliyoresan poud aletranje, ki gen ladan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 +, ak Y2SiO5: Tb3 +, ki gen ekselan efikasite luminesans nan dansite aktyèl segondè.
Tradisyonèl X-ray fluorescent poud lan se tungstate kalsyòm. Nan ane 1970 yo ak ane 1980 yo, yo te devlope fosfò latè ra pou ekran entansifye, tankou terbium aktive souf Lanthan oksid, terbium aktive brom Lantan oksid (pou ekran vèt), terbium aktive souf Ittrium (III) oksid, elatriye. Konpare ak kalsyòm tungstate, latè ra fliyoresan poud ka diminye tan an nan X-ray iradyasyon pou pasyan pa 80%, amelyore rezolisyon fim X-ray, pwolonje lavi tib X-ray, epi redwi konsomasyon enèji. Terbium yo itilize tou kòm yon activateur poud fliyoresan pou ekran amelyorasyon medikal radyografi, sa ki ka amelyore anpil sansiblite konvèsyon radyografi nan imaj optik, amelyore klète fim radyografi, epi redwi anpil dòz ekspoze X-ray. reyon nan kò imen an (pa plis pase 50%).
Terbium yo itilize tou kòm yon aktivateur nan fosfò blan dirije eksite pa limyè ble pou nouvo ekleraj semi-conducteurs. Li ka itilize pou pwodwi tèrbyòm aliminyòm mayeto optik fosfò kristal, lè l sèvi avèk limyè ble emisyon dyod kòm sous limyè eksitasyon, ak fluoresans la pwodwi melanje ak limyè a eksitasyon yo pwodwi pi limyè blan.
Materyèl electroluminescent ki fèt ak terbium sitou gen ladan zenk ilfid fosfò vèt ak tèrbyòm kòm activateur la. Anba iradyasyon iltravyolèt, konplèks òganik tèrbyòm ka emèt gwo fliyoresan vèt epi yo ka itilize kòm materyèl elektwoluminesan fim mens. Malgre ke pwogrè siyifikatif yo te fè nan etid la nan latè ra òganik konplèks electroluminescent fim mens, toujou gen yon espas sèten nan pratik, ak rechèch sou latè ra òganik konplèks fim mens electroluminescent ak aparèy se toujou nan pwofondè.
Karakteristik fluoresans tèrbyòm yo itilize tou kòm sond fluoresans. Pou egzanp, yo te itilize pwofonde fliyoresan Ofloxacin terbium (Tb3 +) pou etidye entèraksyon ki genyen ant Ofloxacin terbium (Tb3 +) konplèks ak ADN (ADN) pa spectre fluoresans ak spectre absòpsyon, ki endike ke Ofloxacin Tb3 + sond ka fòme yon lyezon Groove ak molekil ADN, ak ADN ka siyifikativman amelyore fliyoresans nan Ofloxacin Tb3 + sistèm. Dapre chanjman sa a, ADN ka detèmine.
Pou materyèl mayeto optik
Materyèl ki gen efè Faraday, ke yo rele tou materyèl magneto-optik, yo lajman ki itilize nan lazè ak lòt aparèy optik. Gen de kalite komen nan materyèl mayeto optik: mayeto optik kristal ak mayeto optik vè. Pami yo, kristal mayeto-optik (tankou Yttrium fè grena ak terbium galyòm garnet) gen avantaj ki genyen nan frekans opere reglabl ak estabilite tèmik segondè, men yo chè ak difisil pou fabrike. Anplis de sa, anpil kristal mayeto-optik ki gen gwo ang wotasyon Faraday gen gwo absòpsyon nan seri a vag kout, ki limite itilizasyon yo. Konpare ak mayeto optik kristal, mayeto optik vè gen avantaj nan gwo transmisyon epi li fasil pou fè nan gwo blòk oswa fib. Kounye a, linèt magneto-optik ak efè Faraday segondè yo se sitou linèt ki ra ion dope.
Itilize pou materyèl depo optik magneto
Nan dènye ane yo, ak devlopman rapid nan miltimedya ak automatisation biwo, demann lan pou nouvo gwo kapasite disk mayetik te ogmante. Fim metal amorphe tèrbyòm tranzisyon metal alyaj yo te itilize pou fabrike disk segondè-pèfòmans magneto-optik. Pami yo, fim nan alyaj TbFeCo mens gen pi bon pèfòmans. Terbium ki baze sou materyèl magneto-optik yo te pwodwi sou yon echèl gwo, ak disk magneto-optik ki fèt nan yo yo te itilize kòm konpozan depo òdinatè, ak kapasite depo ogmante pa 10-15 fwa. Yo gen avantaj ki genyen nan gwo kapasite ak vitès aksè rapid, epi yo ka siye ak kouvwi dè dizèn de milye de fwa lè yo itilize pou gwo dansite disk optik. Yo se materyèl enpòtan nan teknoloji depo enfòmasyon elektwonik. Materyèl ki pi souvan itilize mayeto-optik nan bann vizib ak tou pre-enfrawouj la se Terbium Gallium Garnet (TGG) kristal sèl, ki se pi bon materyèl mayeto-optik pou fè Faraday rotators ak izolan.
Pou mayeto optik vè
Faraday mayeto optik vè gen bon transparans ak izotropi nan rejyon yo vizib ak enfrawouj, epi li ka fòme divès fòm konplèks. Li fasil pou pwodwi gwo-gwosè pwodwi epi yo ka trase nan fib optik. Se poutèt sa, li gen kandida aplikasyon laj nan aparèy optik magneto tankou izolatè optik magneto, modulateur optik magneto, ak detèktè aktyèl fib optik. Akòz gwo moman mayetik li yo ak ti koyefisyan absòpsyon nan seri a vizib ak enfrawouj, Tb3 + iyon yo te vin souvan itilize iyon latè ra nan linèt mayeto optik.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alyaj
Nan fen 20yèm syèk la, ak grandisan nan revolisyon syantifik ak teknolojik nan lemonn, nouvo materyèl latè ki ra aplike ap parèt rapidman. An 1984, Iowa State University of the United States, Ames Laboratory of the United States Department of Energy of the United States and the US Navy Surface Weapons Research Center (pèsonèl prensipal la nan pita etabli Ameriken Edge Technology Company (ET REMA) te soti nan sant la) ansanm devlope yon nouvo latè ra Smart materyèl, sètadi terbium dysprosium fè jeyan materyèl magnetostrictive. Nouvo materyèl Smart sa a gen karakteristik ekselan nan konvèti enèji elektrik byen vit nan enèji mekanik. Transducteurs yo anba dlo ak elektwo-acoustic te fè nan materyèl sa a jeyan magnetostrictive yo te avèk siksè configuré nan ekipman naval, moun ki pale byen lwil oliv deteksyon, sistèm kontwòl bri ak Vibration, ak eksplorasyon oseyan ak sistèm kominikasyon anba tè. Se poutèt sa, le pli vit ke tèrbyòm dysprosium fè materyèl jeyan magnetostrictive te fèt, li te resevwa atansyon toupatou nan peyi endistriyalize atravè mond lan. Teknoloji Edge nan Etazini yo te kòmanse pwodwi terbium dysprosium fè jeyan magnetostrictive materyèl an 1989 epi yo te rele yo Terfenol D. Imedyatman, Syèd, Japon, Larisi, Wayòm Ini a, ak Ostrali tou devlope terbium dysprosium fè jeyan materyèl magnetostrictive.
Soti nan istwa a nan devlopman nan materyèl sa a nan peyi Etazini, tou de envansyon nan materyèl la ak aplikasyon monopolis bonè li yo dirèkteman gen rapò ak endistri militè a (tankou marin la). Malgre ke depatman militè ak defans Lachin nan yo piti piti ranfòse konpreyansyon yo genyen sou materyèl sa a. Sepandan, apre Comprehensive National Power Lachin nan te ogmante siyifikativman, kondisyon yo pou reyalize estrateji militè konpetitif nan 21yèm syèk la ak amelyore nivo ekipman yo pral sètènman trè ijan. Se poutèt sa, itilizasyon toupatou nan tèrbyòm dysprosium fè materyèl magnetostrictive jeyan pa depatman militè ak defans nasyonal yo pral yon nesesite istorik.
Nan ti bout tan, anpil pwopriyete yo ekselan nan terbium fè li yon manm endispansab nan anpil materyèl fonksyonèl ak yon pozisyon iranplasabl nan kèk jaden aplikasyon. Sepandan, akòz pri a wo nan tèrbyòm, moun yo te etidye ki jan pou fè pou evite ak minimize itilizasyon tèrbyòm yo nan lòd yo diminye depans pwodiksyon an. Pou egzanp, materyèl mayeto-optik latè ra ta dwe itilize tou pri ki ba dysprosium fè cobalt oswa gadolinyòm terbium cobalt otank posib; Eseye diminye kontni an nan tèrbyòm nan poud vèt fliyoresan ki dwe itilize. Pri te vin tounen yon faktè enpòtan ki limite itilizasyon tèrbyòm toupatou. Men, anpil materyèl fonksyonèl pa ka fè san li, kidonk nou dwe konfòme yo ak prensip la nan "itilize bon asye sou lam la" epi eseye sove itilizasyon tèrbyòm otank posib.
Lè poste: 05-Jul-2023