TerbiumI përket kategorisë së tokave të rënda të rralla, me një bollëk të ulët në koren e tokës në vetëm 1.1 ppm.Oksid terbiumiLliton më pak se 0.01% të tokave totale të rralla. Edhe në llojin e lartë jon jon ore të rëndë të rrallë të tokës me përmbajtjen më të lartë të terbiumit, përmbajtja e terbiumit përbën vetëm 1.1-1.2% të totalittokë e rrallë, duke treguar që i përket kategorisë "fisnike" tëtokë e rrallëelemente. Për mbi 100 vjet nga zbulimi i Terbium në 1843, mungesa dhe vlera e tij kanë parandaluar aplikimin e tij praktik për një kohë të gjatë. Vetëm në 30 vitet e funditterbiumka treguar talentin e tij unik.
Zbulimi i Historisë
Kimisti suedez Carl Gustaf Mosander zbuloi Terbium në 1843. Ai zbuloi papastërtitë e tij nëoksid i yttriumitdheY2O3. Yttriumështë emëruar pas fshatit Itby në Suedi. Para shfaqjes së teknologjisë së shkëmbimit të joneve, terbiumi nuk ishte i izoluar në formën e tij të pastër.
Mossander së pari u ndaoksid i yttriumitnë tre pjesë, të gjithë me emrin e xehes:oksid i yttriumit, oksid i erbiumitdheoksid terbiumi. Oksid terbiumifillimisht ishte e përbërë nga një pjesë rozë, për shkak të elementit të njohur tani sierbium. Oksid i erbiumit(përfshirë atë që ne tani e quajmë terbium) ishte fillimisht një pjesë pa ngjyrë në zgjidhje. Oksidi i patretshëm i këtij elementi konsiderohet kafe.
Punëtorët e mëvonshëm e kishin të vështirë të vëzhgonin pak pa ngjyra "oksid i erbiumit", Por pjesa e trufitur rozë nuk mund të injorohet. Debati mbi ekzistencën eoksid i erbiumitka dalë vazhdimisht. Në kaos, emri origjinal u përmbys dhe shkëmbimi i emrave ishte mbërthyer, kështu që pjesa rozë u përmend përfundimisht si një zgjidhje që përmbante erbium (në zgjidhje, ishte rozë). Tani besohet se punëtorët që përdorin disulfid natriumi ose sulfat kaliumi për të hequr dioksidin e ceriumit ngaoksid i yttriumitpa dashje kthehetterbiumnë cerium që përmbajnë precipitate. Aktualisht i njohur si 'terbium', vetëm rreth 1% e origjinalitoksid i yttriumitështë e pranishme, por kjo është e mjaftueshme për të transmetuar një ngjyrë të verdhë të lehtë nëoksid i yttriumit. Prandaj,terbiumështë një komponent sekondar që fillimisht e përmbante atë, dhe kontrollohet nga fqinjët e tij të afërt,gadoliniumdhedisprosium.
Pas kësaj, sa herë tjetërtokë e rrallëElementet u ndanë nga kjo përzierje, pavarësisht nga proporcioni i oksidit, emri i terbiumit u mbajt deri më në fund, oksidi kafe iterbiumu mor në formë të pastër. Studiuesit në shekullin XIX nuk përdorën teknologjinë ultravjollcë fluoreshencë për të vëzhguar nyjet e ndritshme të verdha ose jeshile (III), duke e bërë më të lehtë që terbiumi të njihet në përzierje ose zgjidhje të ngurta.
Konfigurim elektroni
Paraqitja elektronike:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Rregullimi elektronik iterbiumështë [xe] 6s24f9. Normalisht, vetëm tre elektrone mund të hiqen para se ngarkesa bërthamore të bëhet shumë e madhe për tu jonizuar më tej. Sidoqoftë, në rastin eterbium, gjysmë i mbushurterbiumlejon jonizimin e mëtejshëm të elektronit të katërt në prani të një oksiduesi shumë të fortë siç është gazi fluor.
Metal
Terbiumështë një metal i bardhë i rrallë argjendi i tokës me duktilitet, ashpërsi dhe butësi që mund të pritet me thikë. Pika e shkrirjes 1360 ℃, pika e vlimit 3123 ℃, densiteti 8229 4kg/m3. Krahasuar me elementët e hershëm të lanthanidit, është relativisht i qëndrueshëm në ajër. Elementi i nëntë i elementeve të lanthanidit, terbium, është një metal shumë i ngarkuar që reagon me ujë për të formuar gaz hidrogjeni.
Në natyrë,terbiumAsnjëherë nuk është gjetur të jetë një element i lirë, i pranishëm në sasi të vogla në rërën e toriumit të ceriumit fosfor dhe xeheror silikoni beryllium yttrium.Terbiumbashkëjeton me elementë të tjerë të rrallë të Tokës në rërën monazite, me një përmbajtje përgjithësisht 0.03% terbium. Burime të tjera përfshijnë fosfatin Yttrium dhe arin e rrallë të tokës, të dyja janë përzierje të oksideve që përmbajnë deri në 1% terbium.
Kërkesë
Zbatimi iterbiumKryesisht përfshin fusha të teknologjisë së lartë, të cilat janë projekte intensive të teknologjisë dhe njohuri intensive, si dhe projekte me përfitime të rëndësishme ekonomike, me perspektivë tërheqëse të zhvillimit.
Fushat kryesore të aplikimit përfshijnë:
(1) Përdoret në formën e tokave të përziera të rralla. Për shembull, përdoret si një pleh i rrallë i përbërë nga toka dhe aditiv i ushqimit për bujqësi.
(2) Aktivizuesi për pluhurin e gjelbër në tre pluhurat kryesorë fluoreshente. Materialet moderne optoelektronike kërkojnë përdorimin e tre ngjyrave themelore të fosforëve, përkatësisht të kuq, jeshile dhe blu, të cilat mund të përdoren për të sintetizuar ngjyra të ndryshme. Dheterbiumështë një përbërës i domosdoshëm në shumë pluhur fluoreshente jeshile me cilësi të lartë.
(3) Përdoret si një material ruajtës optik magneto. Filmat e hollë të aliazhit metalik të Terbiumit Metal Metal Metal Terbium Aliazh janë përdorur për të prodhuar disqe optike të performancës së lartë Magneto.
(4) Prodhimi i qelqit optik magneto. Glass rrotulluese Faraday që përmban terbium është një material kryesor për prodhuesit e rotatorëve, izoluesit dhe qarkulluesit në teknologjinë lazer.
(5) Zhvillimi dhe zhvillimi i aliazhit feromagnetostriktiv të terbium disprosium (Terfenol) ka hapur aplikime të reja për terbium.
Për bujqësinë dhe blegtoritë
Tokë e rrallëterbiummund të përmirësojë cilësinë e të lashtave dhe të rrisë shkallën e fotosintezës brenda një diapazoni të caktuar përqendrimi. Komplekset e terbiumit kanë aktivitet të lartë biologjik, dhe komplekset ternare tëterbium; Studimi i këtyre komplekseve siguron një drejtim të ri kërkimor për ilaçet moderne baktericid.
Përdoret në fushën e luminescencës
Materialet moderne optoelektronike kërkojnë përdorimin e tre ngjyrave themelore të fosforëve, përkatësisht të kuq, jeshile dhe blu, të cilat mund të përdoren për të sintetizuar ngjyra të ndryshme. Dhe terbiumi është një komponent i domosdoshëm në shumë pluhur fluoreshente jeshile me cilësi të lartë. Nëse lindja e pluhurit të rrallë me ngjyra TV, pluhur fluoreshente i kuq ka stimuluar kërkesën për tëyttriumdheevropium, atëherë aplikimi dhe zhvillimi i terbiumit janë promovuar nga toka e rrallë tre pluhur fluoreshente jeshile me ngjyra kryesore për llambat. Në fillim të viteve 1980, Philips shpiku llambën fluoreshente të parë kompakte të kursimit të energjisë në botë dhe e promovoi shpejt atë globalisht. Jonet TB3+mund të lëshojnë dritë jeshile me një gjatësi vale 545nm, dhe pothuajse të gjitha pluhurat e rrallë të gjelbërta të tokës përdorinterbium, si një aktivizues.
Pluhuri i gjelbër fluoreshente i përdorur për tubat me rreze katodike me ngjyra TV (CRT) ka qenë gjithmonë e bazuar kryesisht në sulfid të lirë dhe efikas të zinkut, por pluhuri terbium është përdorur gjithmonë si pluhur jeshil me ngjyra projektimi, siç është Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, dhe LAOBR: TB3+. Me zhvillimin e televizionit me definicion të lartë me ekran të madh (HDTV), po zhvillohen edhe pluhurat fluoreshente jeshile me performancë të lartë për CRT-të. Për shembull, një pluhur fluoreshente e gjelbër hibrid është zhvilluar jashtë vendit, i përbërë nga Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, dhe Y2SIO5: TB3+, të cilat kanë efikasitet të shkëlqyeshëm të luminescencës në densitet të lartë të rrymës.
Pluhuri tradicional fluoreshente me rreze X është tungstati i kalciumit. Në vitet 1970 dhe 1980, u zhvilluan pluhura fluoreshente të rralla të tokës për ekranet e sensibilizimit, siç janëterbium, oksidi i aktivizuar i sulfidit Lanthanum, oksidi i bromidit lanthanum të aktivizuar nga terbiumi (për ekranet e gjelbërta), dhe oksid sulfidi i aktivizuar me yttrium i aktivizuar. Krahasuar me tungstatin e kalciumit, pluhuri i rrallë fluoreshente në tokë mund të zvogëlojë kohën e rrezatimit me rreze X për pacientët me 80%, të përmirësojë rezolucionin e filmave me rreze X, të zgjasë jetëgjatësinë e tubave me rreze X dhe të zvogëlojë konsumin e energjisë. Terbium përdoret gjithashtu si një aktivizues pluhur fluoreshente për ekranet mjekësore të përmirësimit të rrezeve X, të cilat mund të përmirësojnë shumë ndjeshmërinë e konvertimit me rreze X në imazhe optike, të përmirësojnë qartësinë e filmave me rreze X, dhe të zvogëlojnë shumë dozën e ekspozimit të rrezeve X ndaj trupit të njeriut (me më shumë se 50%).
Terbiumpërdoret gjithashtu si një aktivizues në fosforin e bardhë LED të ngacmuar nga drita blu për ndriçimin e ri gjysmëpërçues. Mund të përdoret për të prodhuar fosforë kristali optik të aluminit të aluminit terbium, duke përdorur dioda që lëshojnë dritën blu si burime të dritës ngacmuese, dhe fluoreshenca e gjeneruar është e përzier me dritën e ngacmimit për të prodhuar dritë të bardhë të pastër
Materialet elektrolumineshente të bëra nga terbium kryesisht përfshijnë pluhur fluoreshente jeshile të zinkut me zinkterbiumsi aktivizues. Nën rrezatimin ultravjollcë, komplekset organike të terbiumit mund të lëshojnë fluoreshencë të fortë jeshile dhe mund të përdoren si materiale elektrolumineshente të filmit të hollë. Megjithëse është bërë përparim i rëndësishëm në studimin etokë e rrallëFilma të hollë elektrolumineshente komplekse organike, ka ende një hendek të caktuar nga prakticiteti, dhe hulumtimi mbi filma dhe pajisjet e rralla komplekse të kompleksit elektrolumineshen me komplekse të tokës janë akoma në thellësi.
Karakteristikat e fluoreshencës së terbiumit përdoren gjithashtu si sonda fluoreshencë. Ndërveprimi midis kompleksit të kompleksit të ofloxacin terbium (Tb3+) dhe acidit deoksiribonukleik (ADN) u studiua duke përdorur spektër fluoreshencë dhe thithje, siç është sonda fluoreshencë e ofloxacin terbium (TB3+). Rezultatet treguan se sonda e Ofloxacin TB3+mund të formojë një brazdë që lidhet me molekula të ADN -së, dhe acidi deoksiribonukleik mund të përmirësojë ndjeshëm fluoreshencën e sistemit Ofloxacin TB3+. Bazuar në këtë ndryshim, acidi deoksiribonukleik mund të përcaktohet.
Për materialet optike magneto
Materialet me efekt Faraday, të njohura edhe si materiale magneto-optike, përdoren gjerësisht në lazer dhe pajisje të tjera optike. Ekzistojnë dy lloje të zakonshme të materialeve optike magneto: kristale optike magneto dhe qelqi optik magneto. Midis tyre, kristalet magneto-optike (të tilla si garneta e hekurit Yttrium dhe garneta terbium gallium) kanë avantazhet e frekuencës së rregullueshme të funksionimit dhe stabilitetit të lartë termik, por ato janë të shtrenjta dhe të vështira për t'u prodhuar. Për më tepër, shumë kristale magneto-optike me kënde të larta të rrotullimit të Faraday kanë thithje të lartë në intervalin e valës së shkurtër, gjë që kufizon përdorimin e tyre. Krahasuar me kristalet optike magneto, xhami optik magneto ka avantazhin e transmetimit të lartë dhe është i lehtë për tu bërë në blloqe ose fibra të mëdha. Aktualisht, syzet magneto-optike me efekt të lartë Faraday janë kryesisht syze të rralla të jonit të tokës.
Përdoret për materialet e ruajtjes optike magneto
Vitet e fundit, me zhvillimin e shpejtë të multimedia dhe automatizimit të zyrës, kërkesa për disqe të reja magnetike me kapacitet të lartë është në rritje. Filmat e hollë të aliazhit metalik të Terbiumit Metal Metal Metal Terbium Aliazh janë përdorur për të prodhuar disqe optike të performancës së lartë Magneto. Midis tyre, filmi i hollë aliazh TBFECO ka performancën më të mirë. Materialet magneto-optike të bazuara në terbium janë prodhuar në një shkallë të gjerë, dhe disqet magneto-optike të bëra prej tyre përdoren si përbërës të ruajtjes së kompjuterit, me kapacitetin e ruajtjes u rrit me 10-15 herë. Ata kanë avantazhet e kapaciteteve të mëdha dhe shpejtësisë së shpejtë të qasjes, dhe mund të fshihen dhe të veshura dhjetëra mijëra herë kur përdoren për disqe optike me densitet të lartë. Ato janë materiale të rëndësishme në teknologjinë e ruajtjes së informacionit elektronik. Materiali magneto-optik më i përdorur në bandat e dukshme dhe me infra të kuqe është kristali i vetëm i Terbium gallium Garnet (TGG), i cili është materiali më i mirë magneto-optik për të bërë rotatorët dhe izoluesit e Faraday.
Për xhamin optik magneto
Glass optike Faraday Magneto ka transparencë dhe izotropi të mirë në rajonet e dukshme dhe infra të kuqe, dhe mund të formojnë forma të ndryshme komplekse. Shtë e lehtë për të prodhuar produkte me madhësi të madhe dhe mund të tërhiqet në fibra optike. Prandaj, ajo ka perspektivë të gjerë të aplikimit në pajisjet optike magneto siç janë izoluesit optikë magneto, moduluesit optikë magneto dhe sensorët e rrymës optike të fibrave. Për shkak të momentit të tij të madh magnetik dhe koeficientit të vogël të thithjes në rangun e dukshëm dhe infra të kuqe, jonet TB3+janë bërë zakonisht të përdorura jonet e rralla të tokës në syzet optike magneto.
Terbium disprosium ferromagnetostrict aliazh
Në fund të shekullit të 20 -të, me thellimin e vazhdueshëm të revolucionit teknologjik botëror, po shfaqeshin me shpejtësi materiale të reja të aplikimit të rrallë të tokës. Në vitin 1984, Universiteti Shtetëror i Iowa, Laboratori Ames i Departamentit të Energjisë së SHBA dhe Qendra e Kërkimit të Armëve Sipërfaqësore të Marinës amerikane (nga i cili erdhi personeli kryesor i Korporatës së Teknologjisë së Edge Teknologjisë së mëvonshme (ET REMA) bashkëpunoi për të zhvilluar një material të ri inteligjent të rrallë të Tokës, pa marrë parasysh materialin magnetostriktiv të feromagnetikës. Ky material i ri inteligjent ka karakteristika të shkëlqyera të shndërrimit të shpejtë të energjisë elektrike në energji mekanike. Shndërruesit nënujorë dhe elektro-akustikë të bërë nga ky material gjigant magnetostriktiv janë konfiguruar me sukses në pajisjet detare, altoparlantët e zbulimit të puseve të vajit, sistemet e kontrollit të zhurmës dhe dridhjes, dhe eksplorimin e oqeanit dhe sistemet e komunikimit nëntokësor. Prandaj, sa më shpejt që lindi materiali gjigant magnetostriktiv i hekurit terbium, ai mori vëmendje të gjerë nga vendet e industrializuara në të gjithë botën. Teknologjitë e Edge në Shtetet e Bashkuara filluan të prodhojnë materiale gjigande magnetostriktive të hekurit terbium dysprosium në 1989 dhe i emëruan ata terfenol D. Më pas, Suedi, Japoni, Rusi, Mbretëria e Bashkuar, dhe Australia gjithashtu zhvilloi materiale gjigande të hekurit terbium dysprosium.
Nga historia e zhvillimit të këtij materiali në Shtetet e Bashkuara, si shpikja e materialit ashtu edhe aplikimet e tij të hershme monopoliste lidhen drejtpërdrejt me industrinë ushtarake (siç është Marina). Megjithëse departamentet ushtarake dhe mbrojtëse të Kinës gradualisht po forcojnë të kuptuarit e tyre për këtë material. Sidoqoftë, me përmirësimin e rëndësishëm të forcës gjithëpërfshirëse kombëtare të Kinës, kërkesa për të arritur një strategji konkurruese ushtarake të shekullit XXI dhe përmirësimin e niveleve të pajisjeve do të jetë padyshim shumë urgjente. Prandaj, përdorimi i gjerë i materialeve magnetostriktive të hekurit terbium disprosium nga departamentet e mbrojtjes ushtarake dhe kombëtare do të jetë një domosdoshmëri historike.
Me pak fjalë, shumë veti të shkëlqyera tëterbiumBëni atë një anëtar të domosdoshëm të shumë materialeve funksionale dhe një pozicion të pazëvendësueshëm në disa fusha aplikimi. Sidoqoftë, për shkak të çmimit të lartë të terbiumit, njerëzit kanë studiuar se si të shmangin dhe minimizojnë përdorimin e terbiumit në mënyrë që të ulin kostot e prodhimit. Për shembull, materialet e rralla të tokës magneto-optike gjithashtu duhet të përdorin me kosto të ulëthekur hekurikobalt ose gadolinium terbium kobalt sa më shumë që të jetë e mundur; Mundohuni të zvogëloni përmbajtjen e terbiumit në pluhurin e gjelbër fluoreshente që duhet të përdoret. Çmimi është bërë një faktor i rëndësishëm që kufizon përdorimin e gjerë tëterbium. Por shumë materiale funksionale nuk mund të bëjnë pa të, kështu që ne duhet t'i përmbahemi parimit të "përdorimit të çelikut të mirë në teh" dhe të përpiqemi të ruajmë përdorimin eterbiumsa më shumë që të jetë e mundur.
Koha e Postimit: Tetor-25-2023