TerbiyumAğır nadir toprak kategorisine aittir, Dünya kabuğunda sadece 1,1 ppm ile düşük bolluktur.Terbiyum oksitToplam nadir toprakların% 0,01'inden daha azını oluşturur. Terbium'un en yüksek içeriğine sahip yüksek yttrium iyon tipi ağır nadir toprak cevherinde bile, terbium içeriği toplamın yalnızca% 1.1-1.2'sini oluşturur.nadir toprak, bunun “asil” kategorisine ait olduğunu gösterirnadir toprakunsurlar. Terbium'un 1843'te keşfinden bu yana 100 yılı aşkın bir süredir, kıtlığı ve değeri uzun süredir pratik uygulamasını engelledi. Sadece son 30 yıldaterbiyumbenzersiz yeteneğini gösterdi.
Tarihi Keşfetmek
İsveçli kimyager Carl Gustaf Mosander, 1843'te Terbium'u keşfetti. Safsızlıklarını keşfetti.yttrium oksitVeY2O3. İtriyumadını İsveç'teki Itby köyünden almıştır. İyon değişim teknolojisinin ortaya çıkmasından önce, terbium saf haliyle izole edilmedi.
Mossander ilk bölünmüşyttrium oksitHepsi cevherden sonra üç bölüme:yttrium oksit, erbium oksit, Veterbiyum oksit. Terbiyum oksitbaşlangıçta pembe bir kısımdan oluşuyordu, şimdierbium. Erbium oksit(Şimdi Terbium dediğimiz şey dahil) başlangıçta çözeltide renksiz bir parçaydı. Bu elementin çözünmeyen oksit kahverengi olarak kabul edilir.
Daha sonra işçiler küçük renksiz gözlemlemeyi zor buldular "erbium oksit“, Ama çözünür pembe kısım göz ardı edilemez. Varlığı konusundaki tartışmaerbium oksitdefalarca ortaya çıktı. Kaosta, orijinal isim tersine çevrildi ve isim alışverişi sıkıştı, bu yüzden pembe kısım sonunda erbium içeren bir çözüm olarak belirtildi (çözeltide pembe). Artık seryum dioksiti çıkarmak için sodyum disülfür veya potasyum sülfat kullanan işçilerinyttrium oksitistemeden dönterbiyumSeryum içeren çökeltiler. Şu anda 'terbiyumorijinalin sadece% 1'iyttrium oksitmevcuttur, ancak bu açık sarı bir renk iletmek için yeterlidir.yttrium oksit. Öyleyse,terbiyumbaşlangıçta onu içeren ikincil bir bileşendir ve yakın komşuları tarafından kontrol edilir,gadolinyumVedisporsiyum.
Daha sonra, ne zamannadir toprakElemanlar bu karışımdan ayrıldı, oksidin oranına bakılmaksızın, terbiyum adı nihayetinde, kahverengi oksit tutuldu.terbiyumsaf biçimde elde edildi. 19. yüzyıldaki araştırmacılar, parlak sarı veya yeşil nodülleri (III) gözlemlemek için ultraviyole floresan teknolojisini kullanmadılar, bu da terbiyumun katı karışımlarda veya çözümlerde tanınmasını kolaylaştırdı.
Elektron Yapılandırması
Elektronik Düzen:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektronik düzenlemesiterbiyum[xe] 6S24f9. Normalde, nükleer yük daha fazla iyonize edilemeyecek kadar büyük hale gelmeden önce sadece üç elektron çıkarılabilir. Ancak,terbiyum, yarı doldurulmuşterbiyumFlor gazı gibi çok güçlü bir oksidan varlığında dördüncü elektronun daha fazla iyonizasyonunu sağlar.
Metal
Terbiyumbir bıçakla kesilebilen süneklik, tokluk ve yumuşaklığa sahip gümüş beyaz nadir toprak metalidir. Erime noktası 1360 ℃, kaynama noktası 3123 ℃, yoğunluk 8229 4kg/m3. Erken lantanid elemanları ile karşılaştırıldığında, havada nispeten kararlıdır. Lantanid elemanlarının dokuzuncu elemanı Terbium, hidrojen gazı oluşturmak için su ile reaksiyona giren yüksek yüklü bir metaldir.
Doğada,terbiyumFosfor seriyum toryum kumu ve silikon berilyum yttrium cevherinde az miktarda bulunan serbest bir element olarak bulunmamıştır.TerbiyumMonazit kumdaki diğer nadir toprak elemanlarıyla, genellikle% 0.03 terbiyum içeriğiyle bir arada bulunur. Diğer kaynaklar arasında, her ikisi de% 1'e kadar terbiyum içeren oksit karışımları olan yttriyum fosfat ve nadir toprak altın bulunur.
Başvuru
UygulamasıterbiyumÇoğunlukla teknoloji yoğun ve bilgi yoğun en son projeler olan yüksek teknoloji alanlarını ve aynı zamanda önemli ekonomik faydaları olan projeleri, çekici kalkınma beklentileri içerir.
Ana uygulama alanları şunları içerir:
(1) karışık nadir topraklar şeklinde kullanılır. Örneğin, tarım için nadir bir toprak bileşiği gübresi ve yem katkı maddesi olarak kullanılır.
(2) Üç birincil floresan tozunda yeşil toz için aktivatör. Modern optoelektronik malzemeler, çeşitli renkleri sentezlemek için kullanılabilen, kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üç temel fosforun kullanılmasını gerektirir. Veterbiyumbirçok yüksek kaliteli yeşil floresan tozlarında vazgeçilmez bir bileşendir.
(3) Magneto optik depolama malzemesi olarak kullanılır. Amorf metal terbium geçiş metal alaşımlı ince filmler, yüksek performanslı manyeto optik diskler üretmek için kullanılmıştır.
(4) Manyeto optik cam üretimi. Terbium içeren faraday rotatory camı, lazer teknolojisindeki rotatorlar, izolatörler ve sirkülatörler için önemli bir malzemedir.
(5) Terbium dispozyum ferromanyetostriktif alaşımının (terfenol) gelişimi ve geliştirilmesi terbium için yeni uygulamalar açmıştır.
Tarım ve hayvancılık için
Nadir toprakterbiyumbitkilerin kalitesini artırabilir ve belirli bir konsantrasyon aralığında fotosentez oranını artırabilir. Terbium kompleksleri yüksek biyolojik aktiviteye sahiptir ve üçlü komplekslerterbiyum, Tb (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, geniş spektrumlu antibakteriyel özelliklere sahip Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ve Escherichia coli üzerinde iyi antibakteriyel ve bakterisidal etkilere sahiptir. Bu komplekslerin incelenmesi, modern bakterisidal ilaçlar için yeni bir araştırma yönü sunmaktadır.
Lüminesans alanında kullanılır
Modern optoelektronik malzemeler, çeşitli renkleri sentezlemek için kullanılabilen, kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üç temel fosforun kullanılmasını gerektirir. Ve terbium, birçok yüksek kaliteli yeşil floresan tozlarında vazgeçilmez bir bileşendir. Nadir toprak renkli TV kırmızı floresan tozunun doğumu, talebi teşvik etmişseitriyumVeEuropyum, daha sonra terbium uygulaması ve gelişimi, lambalar için nadir toprak üç temel renk yeşil floresan tozu tarafından desteklenmiştir. 1980'lerin başında Philips, dünyanın ilk kompakt enerji tasarrufu floresan lambasını icat etti ve hızla küresel olarak teşvik etti. TB3+iyonları, 545Nm dalga boyu ile yeşil ışık yayabilir ve neredeyse tüm nadir toprak yeşil floresan tozları kullanırterbiyumaktivatör olarak.
Renkli TV katot ışını tüpleri (CRT'ler) için kullanılan yeşil floresan tozu her zaman esas olarak ucuz ve verimli çinko sülfüre dayanmaktadır, ancak terbiyum tozu her zaman y2sio5: tb3+, y3 (al, ga) 5O12: tb3+ve laobr: tb3+gibi projeksiyon renkli TV yeşil tozu olarak kullanılmıştır. Büyük ekranın geliştirilmesi ile yüksek tanımlı televizyon (HDTV), CRT'ler için yüksek performanslı yeşil floresan tozları da geliştirilmektedir. Örneğin, yüksek akım yoğunluğunda mükemmel lüminesans verimliliğine sahip Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+ve Y2SIO5: TB3+'dan oluşan bir hibrit yeşil floresan tozu geliştirilmiştir.
Geleneksel X-ışını floresan tozu kalsiyum tungstattır. 1970'lerde ve 1980'lerde, hassaslaştırma ekranları için nadir toprak floresan tozları geliştirildi, örneğinterbiyum, aktive edilmiş lantanim sülfür oksit, terbiyum aktive edilmiş lantanim bromür oksit (yeşil ekranlar için) ve terbiyum aktive edilmiş yttriyum sülfür oksit. Kalsiyum tungstatıyla karşılaştırıldığında, nadir toprak floresan tozu hastalar için X-ışını ışınlaması süresini%80 oranında azaltabilir, X-ışını filmlerinin çözünürlüğünü iyileştirebilir, X-ışını tüplerinin ömrünü uzatabilir ve enerji tüketimini azaltabilir. Terbium, tıbbi X-ışını geliştirme ekranları için bir floresan toz aktivatörü olarak da kullanılır, bu da X-ışını dönüşümünün optik görüntülere duyarlılığını büyük ölçüde artırabilir, X-ışını filmlerinin netliğini artırabilir ve X-ışınının insan vücuduna maruz kalma dozunu büyük ölçüde azaltabilir (%50'den fazla).
Terbiyumyeni yarı iletken aydınlatma için mavi ışıkla uyarılan beyaz LED fosforda aktivatör olarak da kullanılır. Uyarma ışığı kaynakları olarak mavi ışık yayan diyotlar kullanarak terbiyum alüminyum manyeto optik kristal fosforlar üretmek için kullanılabilir ve üretilen floresan, saf beyaz ışık üretmek için uyarma ışığı ile karıştırılır
Terbium'dan yapılan elektrolüminesan malzemeler esas olarak çinko sülfür yeşil floresan tozu içerir.terbiyumaktivatör olarak. Ultraviyole ışınlama altında, terbiyum organik kompleksleri güçlü yeşil floresan yayabilir ve ince film elektrolüminesans malzemeleri olarak kullanılabilir. Çalışmada önemli ilerleme kaydedilmiş olsa danadir toprakOrganik kompleks elektrolüminesan ince filmler, hala pratiklikten belirli bir boşluk var ve nadir toprak organik kompleks elektrolüminesan ince filmler ve cihazlar üzerine araştırmalar hala derinlemesine.
Terbiumun floresan özellikleri de floresan probları olarak kullanılır. Ofoksasin terbium (TB3+) kompleksi ve deoksiribonükleik asit (DNA) arasındaki etkileşim, floresan ve emilim spektrumları kullanılarak, ofloksasin terbiyumunun floresan probu (TB3+) gibi incelenmiştir. Sonuçlar, ofloksasin TB3+probunun DNA molekülleri ile bir oluk bağlanması oluşturabileceğini ve deoksiribonükleik asit, ofoksasin Tb3+sisteminin floresansını önemli ölçüde arttırabileceğini gösterdi. Bu değişikliğe dayanarak, deoksiribonükleik asit belirlenebilir.
Magneto optik malzemeler için
Manyeto-optik malzemeler olarak da bilinen faraday etkisi olan malzemeler, lazerlerde ve diğer optik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. İki yaygın manyeto optik malzeme türü vardır: manyeto optik kristaller ve manyeto optik cam. Bunlar arasında, manyeto optik kristaller (yttrium demir garnet ve terbium galyum garnet gibi) ayarlanabilir çalışma frekansı ve yüksek termal stabilite avantajlarına sahiptir, ancak pahalı ve üretimi zordur. Ek olarak, yüksek faraday rotasyon açılarına sahip birçok manyeto-optik kristal, kısa dalga aralığında yüksek emilimlere sahiptir ve bu da kullanımlarını sınırlar. Magneto optik kristallerle karşılaştırıldığında, manyeto optik cam yüksek geçirgenlik avantajına sahiptir ve büyük bloklara veya liflere yapılması kolaydır. Şu anda, yüksek faraday etkisi olan manyeto-optik gözlükler esas olarak nadir toprak iyonu katkılı camlardır.
Magneto optik depolama malzemeleri için kullanılır
Son yıllarda, multimedya ve ofis otomasyonunun hızlı gelişimi ile yeni yüksek kapasiteli manyetik disklere olan talep artmaktadır. Amorf metal terbium geçiş metal alaşımlı ince filmler, yüksek performanslı manyeto optik diskler üretmek için kullanılmıştır. Bunlar arasında, TBFECO alaşımlı ince film en iyi performansa sahip. Terbium bazlı manyeto-optik malzemeler büyük ölçekte üretilmiştir ve bunlardan yapılan manyeto-optik diskler bilgisayar depolama bileşenleri olarak kullanılır ve depolama kapasitesi 10-15 kez arttırılır. Büyük kapasite ve hızlı erişim hızının avantajlarına sahiptirler ve yüksek yoğunluklu optik diskler için kullanıldığında on binlerce kez silinebilir ve kaplanabilir. Elektronik bilgi depolama teknolojisinde önemli malzemelerdir. Görünür ve kızılötesine yakın bantlarda en sık kullanılan manyeto-optik malzeme, faraday rotatorları ve izolatörleri yapmak için en iyi manyeto-optik malzeme olan Terbium Galyum Garnet (TGG) tek kristaldir.
Magneto optik cam için
Faraday Magneto Optik Cam, görünür ve kızılötesi bölgelerde iyi şeffaflığa ve izotropiye sahiptir ve çeşitli karmaşık şekiller oluşturabilir. Büyük boyutlu ürünler üretmek kolaydır ve optik liflere çekilebilir. Bu nedenle, manyeto optik izolatörler, manyeto optik modülatörler ve fiber optik akım sensörleri gibi manyeto optik cihazlarda geniş uygulama beklentileri vardır. Görünür ve kızılötesi aralığındaki büyük manyetik moment ve küçük emilim katsayısı nedeniyle, TB3+iyonları manyeto optik camlarda yaygın olarak kullanılan nadir toprak iyonları haline gelmiştir.
Terbium dispozyum ferromanyetostriktif alaşım
20. yüzyılın sonunda, dünya teknolojik devriminin sürekli derinleşmesiyle, yeni nadir toprak uygulama materyalleri hızla ortaya çıktı. 1984 yılında, Iowa Eyalet Üniversitesi, ABD Enerji Bakanlığı Ames Laboratuvarı ve ABD Donanma Yüzey Silahları Araştırma Merkezi (daha sonra yerleşik Edge Technology Corporation'ın (ET Rema) ana personeli, yani Terbium dysprosium ferromagnetik manyetostreks materyali geliştirmek için işbirliği yaptı. Bu yeni akıllı malzeme, elektrik enerjisini hızla mekanik enerjiye dönüştürmenin mükemmel özelliklerine sahiptir. Bu dev manyetostriktif malzemeden yapılan sualtı ve elektro-akustik dönüştürücüler, deniz ekipmanlarında, yağ kuyu algılama hoparlörlerinde, gürültü ve titreşim kontrol sistemlerinde ve okyanus keşfi ve yeraltı iletişim sistemlerinde başarıyla yapılandırılmıştır. Bu nedenle, terbiyum dispozyum demir dev manyetostriktif malzeme doğar doğmaz, dünyanın dört bir yanındaki sanayileşmiş ülkelerden yaygın bir ilgi gördü. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kenar teknolojileri 1989 yılında terbiyum dispozyum demir dev manyetostriktif malzemeler üretmeye başladı ve Terfenol D olarak adlandırıldı. Daha sonra İsveç, Japonya, Rusya, Birleşik Krallık ve Avustralya da Terbium Dispozyum Demir devi manyetostrikasyon malzemeleri geliştirdi.
Bu materyalin Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilmesi geçmişinden, hem materyalin icadı hem de erken tekelci uygulamaları doğrudan askeri endüstri (Donanma gibi) ile ilişkilidir. Her ne kadar Çin'in askeri ve savunma departmanları bu materyal hakkındaki anlayışlarını yavaş yavaş güçlendiriyor. Bununla birlikte, Çin'in kapsamlı ulusal gücünün önemli bir artışı ile, 21. yüzyıl askeri rekabet stratejisi elde etme ve ekipman seviyelerini iyileştirme talebi kesinlikle çok acil olacaktır. Bu nedenle, askeri ve ulusal savunma departmanları tarafından terbiyum dispozyum devi manyetostriktif malzemelerin yaygın kullanımı tarihsel bir zorunluluk olacaktır.
Kısacası, birçok mükemmel özelliğiterbiyumBirçok fonksiyonel malzemenin vazgeçilmez bir üyesi ve bazı uygulama alanlarında yeri doldurulamaz bir konum haline getirin. Bununla birlikte, Terbium'un yüksek fiyatı nedeniyle, insanlar üretim maliyetlerini azaltmak için terbiyum kullanımından nasıl kaçınılacağını ve en aza indirileceğini inceliyorlar. Örneğin, nadir toprak manyeto-optik malzemeler de düşük maliyetli kullanmalıdırdispozyum demirkobalt veya gadolinyum terbium kobalt mümkün olduğunca; Kullanılması gereken yeşil floresan tozundaki terbiyum içeriğini azaltmaya çalışın. Fiyat, yaygın kullanımını kısıtlayan önemli bir faktör haline geldi.terbiyum. Ancak birçok fonksiyonel malzeme onsuz yapamaz, bu yüzden “bıçak üzerinde iyi çelik kullanma” ilkesine uymak ve kullanımını kurtarmaya çalışmalıyız.terbiyummümkün olduğunca.
Gönderme Zamanı: 25 Ekim-2023