TèrbyòmLi fè pati kategori latè ra lou yo, ak yon abondans ki ba nan kwout Latè a sèlman 1.1 ppm.Oksid tèrbyòmKonstitye mwens pase 0.01% nan total latè ra yo. Menm nan minrè latè ra lou ki gen anpil iyon itriyòm ak pi gwo kontni tèrbium, kontni tèrbium nan sèlman reprezante 1.1-1.2% nan total la.tè ra, ki endike ke li fè pati kategori "nòb" latè raeleman yo. Pou plis pase 100 ane depi dekouvèt tèrbiyòm nan lane 1843, rareté ak valè li yo te anpeche aplikasyon pratik li pou yon bon bout tan. Se sèlman nan 30 dènye ane yo ketèrbyòmte montre talan inik li.
Dekouvri Istwa
Chimis syèdwa Carl Gustaf Mosander te dekouvri tèrbiyòm nan lane 1843. Li te dekouvri enpurte li yo nanoksid ittriyòmepiY2O3. YttriumLi pote non vilaj Itby nan Syèd. Anvan aparisyon teknoloji echanj iyon an, yo pa t izole tèrbium nan fòm pi li.
Mossander te divize an premyeoksid ittriyòman twa pati, yo tout te rele dapre minrè:oksid ittriyòm, oksid èrbyòm, akoksid tèrbyòm. Oksid tèrbyòmte orijinèlman konpoze de yon pati woz, akòz eleman ke yo konnen kounye a kòmèrbyòm. Oksid èrbyòm(ki gen ladan sa nou rele tèrbiyòm kounye a) te okòmansman yon pati san koulè nan solisyon. Oksid ensolubl nan eleman sa a konsidere kòm mawon.
Apre sa, travayè yo te jwenn li difisil pou obsève ti "ti" san koulè.oksid èrbyòm", men pati woz ki ka fonn nan pa ka inyore. Deba sou egzistans lanoksid èrbyòmte parèt plizyè fwa. Nan dezòd la, yo te ranvèse non orijinal la epi echanj non yo te bloke, kidonk yo te finalman mansyone pati woz la kòm yon solisyon ki gen èrbyòm (nan solisyon an, li te woz). Kounye a yo kwè ke travayè ki itilize disulfid sodyòm oswa silfat potasyòm pou retire diyoksid seryòm nanoksid ittriyòmvire san fè espretèrbyòmnan presipite ki gen seryòm. Kounye a li konnen kòm 'tèrbyòm', sèlman anviwon 1% nan orijinal laoksid ittriyòmprezan, men sa sifi pou transmèt yon koulè jòn pal bayoksid ittriyòmSe poutèt sa,tèrbyòmse yon eleman segondè ki te genyen l okòmansman, epi vwazen imedya li yo kontwole l,gadolinyòmepidispwozyòm.
Apre sa, nenpòt lè lòttè raeleman yo te separe nan melanj sa a, kèlkeswa pwopòsyon oksid la, yo te kenbe non tèrbiyòm nan jiskaske finalman, oksid mawon antèrbyòmte jwenn nan fòm pi. Cherchè nan 19yèm syèk la pa t itilize teknoloji fliyoresans iltravyolèt pou obsève nodil jòn oswa vèt klere (III), sa ki te fè li pi fasil pou rekonèt tèrbium nan melanj solid oswa solisyon.
Konfigirasyon elektwon
Layout elektwonik:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Aranjman elektwonik la nantèrbyòmse [Xe] 6s24f9. Nòmalman, se sèlman twa elektwon ki ka retire anvan chaj nikleyè a vin twò gwo pou l ka iyonize plis. Sepandan, nan katèrbyòm, mwatye ranpli atèrbyòmpèmèt plis iyonizasyon katriyèm elektwon an an prezans yon oksidan trè fò tankou gaz fliyò.
Metal
Tèrbyòmse yon metal latè ra blan ajan ki gen duktilite, rezistans, ak dousè ke ou ka koupe ak yon kouto. Pwen fizyon 1360 ℃, pwen ebulisyon 3123 ℃, dansite 8229 4kg/m3. Konpare ak eleman lantanid byen bonè yo, li relativman estab nan lè a. Nevyèm eleman nan eleman lantanid yo, terbium, se yon metal ki gen anpil chaj ki reyaji ak dlo pou fòme gaz idwojèn.
Nan lanati,tèrbyòmpa janm te jwenn li kòm yon eleman lib, prezan an ti kantite nan sab fosfò, seryòm, toryòm ak minrè silikon beryllium yttrium.Tèrbyòmkoegziste avèk lòt eleman latè ra nan sab monazit, ak yon kontni tèrbyòm jeneralman 0.03%. Lòt sous yo enkli fosfat itriyòm ak lò latè ra, tou de se melanj oksid ki gen jiska 1% tèrbyòm.
Aplikasyon
Aplikasyon an nantèrbyòmsitou enplike domèn gwo teknoloji, ki se pwojè dènye kri ki mande anpil teknoloji ak konesans, ansanm ak pwojè ki gen benefis ekonomik siyifikatif, ak pèspektiv devlopman atiran.
Prensipal domèn aplikasyon yo enkli:
(1) Yo itilize li sou fòm melanj tè ra. Pa egzanp, yo itilize li kòm yon angrè konpoze tè ra ak yon aditif manje pou agrikilti.
(2) Aktivatè pou poud vèt nan twa poud fliyoresan prensipal yo. Materyèl optoelektwonik modèn yo mande pou yo itilize twa koulè debaz nan fosfò, sètadi wouj, vèt ak ble, ki ka itilize pou sentetize divès koulè. Epitèrbyòmse yon eleman endispansab nan anpil poud fliyoresan vèt ki gen kalite siperyè.
(3) Itilize kòm yon materyèl depo mayetik optik. Fim mens alyaj metal tranzisyon tèrbiyòm amorf yo te itilize pou fabrike disk mayetik optik pèfòmans segondè.
(4) Fabrikasyon vè mayeto-optik. Vè rotatwa Faraday ki gen tèrbiyòm se yon materyèl kle pou fabrike rotatè, izolatè, ak sikilatè nan teknoloji lazè.
(5) Devlopman ak devlopman alyaj ferromagnetostriktif terbium dysprosium (TerFenol) la louvri nouvo aplikasyon pou terbium.
Pou agrikilti ak elvaj bèt
Latè ratèrbyòmka amelyore kalite rekòt yo epi ogmante vitès fotosentèz la nan yon sèten ranje konsantrasyon. Konplèks tèrbyòm yo gen yon aktivite byolojik ki wo, epi konplèks tèrnè yotèrbyòm, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, gen bon efè antibakteri ak bakterisid sou Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, ak Escherichia coli, avèk pwopriyete antibakteri ak yon spectre laj. Etid konplèks sa yo bay yon nouvo direksyon rechèch pou dwòg bakterisid modèn yo.
Itilize nan domèn liminesans
Materyèl optoelektwonik modèn yo mande pou yo itilize twa koulè fosfò debaz, sètadi wouj, vèt ak ble, ki ka itilize pou sentetize divès koulè. Epi tèrbiyòm se yon eleman endispansab nan anpil poud fliyoresan vèt kalite siperyè. Si nesans poud fliyoresan wouj pou televizyon koulè ki ra te ankouraje demann pou...itriyòmepiewopyòm, apre sa, aplikasyon ak devlopman tèrbium te ankouraje pa poud fliyoresan vèt twa koulè prensipal tè ra pou lanp. Nan kòmansman ane 1980 yo, Philips te envante premye lanp fliyoresan kontra enfòmèl ant nan mond lan ki ekonomize enèji epi byen vit te ankouraje li atravè lemond. Iyon Tb3+ yo ka emèt limyè vèt ak yon longèdonn 545nm, epi prèske tout poud fliyoresan vèt tè ra yo itilize.tèrbyòm, kòm yon aktivatè.
Poud fliyoresan vèt yo itilize pou tib reyon katodik televizyon koulè (CRT) yo te toujou baze sitou sou silfid zenk bon mache epi efikas, men poud tèrbiyòm te toujou itilize kòm poud vèt pou pwojeksyon televizyon koulè, tankou Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, ak LaOBr: Tb3+. Avèk devlopman televizyon definisyon wo ekran (HDTV), yo ap devlope tou poud fliyoresan vèt pèfòmans wo pou CRT yo. Pa egzanp, yo te devlope yon poud fliyoresan vèt ibrid aletranje, ki gen ladan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, ak Y2SiO5: Tb3+, ki gen ekselan efikasite liminesans nan dansite kouran ki wo.
Poud fliyoresan tradisyonèl pou radyografi X la se tungstat kalsyòm. Nan ane 1970 yo ak 1980 yo, yo te devlope poud fliyoresan ki soti nan latè ra pou ekran sansibilizasyon, tankoutèrbyòm, oksid silfid lantàn aktive, oksid bromid lantàn aktive ak tèrbyòm (pou ekran vèt), ak oksid silfid yttrium aktive ak tèrbyòm. Konpare ak tungstat kalsyòm, poud fliyoresan latè ra ka diminye tan iradyasyon reyon X pou pasyan yo pa 80%, amelyore rezolisyon fim radyografi yo, pwolonje dire lavi tib radyografi yo, epi redwi konsomasyon enèji. Yo itilize tèrbyòm tou kòm yon aktivatè poud fliyoresan pou ekran amelyorasyon radyografi medikal yo, sa ki ka amelyore anpil sansiblite konvèsyon radyografi an imaj optik, amelyore klè fim radyografi yo, epi redwi anpil dòz ekspozisyon reyon X nan kò imen an (pa plis pase 50%).
TèrbyòmYo itilize li tou kòm yon aktivatè nan fosfò LED blan ki eksite pa limyè ble pou nouvo ekleraj semi-kondiktè. Li ka itilize pou pwodui fosfò kristal mayetik optik terbium aliminyòm, lè l sèvi avèk dyòd ki emèt limyè ble kòm sous limyè eksitasyon, epi fluoresans ki pwodui a melanje ak limyè eksitasyon an pou pwodui limyè blan pi.
Materyèl elektwoliminesan ki fèt ak tèrbiyòm yo gen ladan yo sitou poud fliyoresan vèt silfid zenk aktèrbyòmkòm aktivatè a. Anba iradyasyon iltravyolèt, konplèks òganik tèrbiyòm yo ka emèt yon gwo fliyoresans vèt epi yo ka itilize kòm materyèl elektwoliminesan fim mens. Malgre ke yo te fè pwogrè siyifikatif nan etid latè raFim mens elektwoliminesan konplèks òganik, toujou gen yon sèten diferans ak pratik, epi rechèch sou fim mens elektwoliminesan konplèks òganik latè ra ak aparèy yo toujou an pwofondè.
Yo itilize karakteristik fliyoresans tèrbyòm yo tou kòm sond fliyoresans. Yo te etidye entèraksyon ant konplèks ofloksasin tèrbyòm (Tb3+) ak asid dezoksiribonikleyik (ADN) lè l sèvi avèk espèk fliyoresans ak absòpsyon, tankou sond fliyoresans ofloksasin tèrbyòm (Tb3+). Rezilta yo te montre ke sond ofloksasin Tb3+ la ka fòme yon siyon ki lye ak molekil ADN yo, epi asid dezoksiribonikleyik la ka amelyore fliyoresans sistèm ofloksasin Tb3+ la anpil. Baze sou chanjman sa a, yo ka detèmine asid dezoksiribonikleyik la.
Pou materyèl mayetik optik
Materyèl ki gen efè Faraday, ke yo rele tou materyèl mayeto-optik, yo lajman itilize nan lazè ak lòt aparèy optik. Gen de kalite komen materyèl mayeto-optik: kristal mayeto-optik ak vè mayeto-optik. Pami yo, kristal mayeto-optik (tankou grenat yttrium fè ak grenat terbium gallium) gen avantaj frekans fonksyònman reglabl ak gwo estabilite tèmik, men yo chè epi difisil pou fabrike. Anplis de sa, anpil kristal mayeto-optik ki gen gwo ang wotasyon Faraday gen gwo absòpsyon nan seri ond kout la, sa ki limite itilizasyon yo. Konpare ak kristal mayeto-optik yo, vè mayeto-optik gen avantaj transmisyon segondè epi li fasil pou fè an gwo blòk oswa fib. Kounye a, vè mayeto-optik ki gen gwo efè Faraday yo se sitou vè dope ak iyon latè ra.
Itilize pou materyèl depo mayetik optik
Nan dènye ane yo, avèk devlopman rapid nan miltimedya ak automatisation biwo, demann pou nouvo disk mayetik ki gen gwo kapasite ap ogmante. Fim mens alyaj metal amorf terbium tranzisyon metal yo te itilize pou fabrike disk mayetik optik pèfòmans segondè. Pami yo, fim mens alyaj TbFeCo a gen pi bon pèfòmans lan. Materyèl mayetik-optik ki baze sou Terbium yo te pwodui sou yon gwo echèl, epi disk mayetik-optik ki fèt ak yo te itilize kòm konpozan depo òdinatè, ak kapasite depo ogmante pa 10-15 fwa. Yo gen avantaj gwo kapasite ak vitès aksè rapid, epi yo ka siye ak kouvri plizyè dizèn milye fwa lè yo itilize pou disk optik dansite segondè. Yo se materyèl enpòtan nan teknoloji depo enfòmasyon elektwonik. Materyèl mayetik-optik ki pi souvan itilize nan bann vizib ak enfrawouj tou pre a se kristal sèl Terbium Gallium Garnet (TGG), ki se pi bon materyèl mayetik-optik pou fè rotatè ak izolatè Faraday.
Pou vè mayetik optik
Vè mayetik optik Faraday la gen bon transparans ak izotropi nan rejyon vizib ak enfrawouj yo, epi li ka fòme divès fòm konplèks. Li fasil pou pwodui pwodwi gwo gwosè epi yo ka trase l an fib optik. Se poutèt sa, li gen laj pèspektiv aplikasyon nan aparèy mayetik optik tankou izolatè mayetik optik, modilatè mayetik optik, ak detèktè kouran fib optik. Akòz gwo moman mayetik li yo ak ti koyefisyan absòpsyon nan zòn vizib ak enfrawouj la, iyon Tb3+ yo te vin iyon latè ra ki souvan itilize nan vè mayetik optik.
Alyaj feromagnetostriktif Terbium dysprosium
Nan fen 20yèm syèk la, avèk pwofondisman kontinyèl revolisyon teknolojik mondyal la, nouvo materyèl aplikasyon pou latè ra te parèt rapidman. An 1984, Inivèsite Eta Iowa, Laboratwa Ames nan Depatman Enèji Etazini, ak Sant Rechèch Zam Sifas Marin Etazini (kote pèsonèl prensipal Edge Technology Corporation (ET REMA) ki te etabli pita a soti) te kolabore pou devlope yon nouvo materyèl entelijan latè ra, sètadi materyèl mayetosstriktif ferwomayetik terbium dysprosium. Nouvo materyèl entelijan sa a gen karakteristik ekselan pou konvèti rapidman enèji elektrik an enèji mekanik. Transducteur anba dlo ak elektwo-akoustik ki fèt ak materyèl mayetosstriktif jeyan sa a te configuré avèk siksè nan ekipman naval, oratè deteksyon pi lwil oliv, sistèm kontwòl bri ak vibrasyon, ak sistèm eksplorasyon oseyan ak kominikasyon anba tè. Se poutèt sa, le pli vit ke materyèl mayetosstriktif jeyan terbium dysprosium fè a te fèt, li te resevwa atansyon laj nan men peyi endistriyalize atravè lemond. Edge Technologies Ozetazini te kòmanse pwodui materyèl mayetosstriktif jeyan tèrbium disprosyòm fè an 1989 epi yo te rele yo Terfenol D. Apre sa, Syèd, Japon, Larisi, Wayòm Ini a ak Ostrali te devlope tou materyèl mayetosstriktif jeyan tèrbium disprosyòm fè.
Apati istwa devlopman materyèl sa a Ozetazini, ni envansyon materyèl la ni premye aplikasyon monopolistik li yo gen yon rapò dirèk ak endistri militè a (tankou marin nan). Malgre ke depatman militè ak defans Lachin yo ap piti piti ranfòse konpreyansyon yo sou materyèl sa a. Sepandan, avèk amelyorasyon siyifikatif fòs nasyonal konplè Lachin nan, demann pou reyalize yon estrateji konpetitif militè 21yèm syèk la ak amelyore nivo ekipman yo pral definitivman trè ijan. Se poutèt sa, itilizasyon lajè materyèl mayetostriktif jeyan tèrbium disprosyòm fè pa depatman militè yo ak defans nasyonal yo pral yon nesesite istorik.
An brèf, anpil pwopriyete ekselan nantèrbyòmfè li yon manm endispansab nan anpil materyèl fonksyonèl ak yon pozisyon iranplasabl nan kèk domèn aplikasyon. Sepandan, akòz pri tèrbyòm ki wo, moun yo ap etidye kijan pou evite epi minimize itilizasyon tèrbyòm pou diminye depans pwodiksyon yo. Pa egzanp, materyèl mayeto-optik ki soti nan latè ra yo ta dwe itilize tou materyèl ki pa koute chè.fè dispwoziyòmkobalt oubyen gadolinyòm tèrbyòm kobalt otank posib; Eseye diminye kontni tèrbyòm nan poud fliyoresan vèt ki dwe itilize a. Pri a vin tounen yon faktè enpòtan ki limite itilizasyon lajè atèrbyòmMen, anpil materyèl fonksyonèl pa ka fè san li, kidonk nou dwe respekte prensip "itilize bon asye sou lam la" epi eseye ekonomize itilizasyon an.tèrbyòmotan ke posib.
Dat piblikasyon: 25 Oktòb 2023