Terbioapartenas al la kategorio de pezaMaloftaj Teroj, kun malalta abundo en la tero -ŝelo je nur 1.1 ppm. Terbium -rusto respondecas pri malpli ol 0,01% de la totalaj maloftaj teroj. Eĉ en la alta furora jona tipo peza malofta erco kun la plej alta enhavo de terbio, la terbia enhavo nur respondecas pri 1,1-1,2% de la tuta malofta tero, indikante ke ĝi apartenas al la "nobla" kategorio de raraj teraj elementoj. Dum pli ol 100 jaroj de la malkovro de terbio en 1843, ĝia malabundeco kaj valoro malhelpis ĝian praktikan aplikon dum longa tempo. Nur en la pasintaj 30 jaroj terbio montris sian unikan talenton。
Malkovrante Historion
Sveda kemiisto Carl Gustaf Mosander malkovris terbion en 1843. Li trovis ĝiajn malpuraĵojn enYttrium (iii) rustoKajY2O3. Yttrium nomiĝas laŭ la vilaĝo Ytterby en Svedio. Antaŭ la apero de jona interŝanĝa teknologio, terbio ne estis izolita en sia pura formo.
Mosant unue dividis yttrium (iii) rusto en tri partojn, ĉiuj nomataj post ercoj: yttrium (iii) rusto,Erbio (III) Oksido, kaj terbia rusto. Terbium -rusto estis origine kunmetita de rozkolora parto, pro la elemento nun konata kiel Erbium. "Erbio (III) rusto" (inkluzive de tio, kion ni nun nomas terbio) estis origine la esence senkolora parto en la solvo. La nesolvebla rusto de ĉi tiu elemento estas konsiderata bruna.
Poste laboristoj apenaŭ povis observi la etan senkoloran "erbium (iii) rusto", sed la solvebla rozkolora parto ne povus esti ignorita. Debatoj pri la ekzisto de erbio (III) rusto estiĝis ripete. En la kaoso, la originala nomo estis inversigita kaj la interŝanĝo de nomoj estis batita, do la rozkolora parto estis poste menciita kiel solvo enhavanta erbium (en la solvo, ĝi estis rozkolora). Oni nun kredas, ke laboristoj, kiuj uzas natrian bisulfaton aŭ kalian sulfaton, prenasCerium (IV) rustoEl la jtrio (III) rusto kaj neintence transformas terbion en sedimenton enhavantan cerion. Nur ĉirkaŭ 1% de la originala yttrium (III) rusto, nun konata kiel "terbio", sufiĉas por pasigi flavecan koloron al jtrio (III) rusto. Tial terbio estas malĉefa ero, kiu komence enhavis ĝin, kaj ĝi estas kontrolita de ĝiaj tujaj najbaroj, gadolinio kaj disprosium.
Poste, ĉiufoje kiam aliaj raraj teraj elementoj estis apartigitaj de ĉi tiu miksaĵo, sendepende de la proporcio de la rusto, la nomo de terbio konserviĝis ĝis fine, la bruna rusto de terbio estis akirita en pura formo. Esploristoj en la 19 -a jarcento ne uzis ultraviolan fluoreskan teknologion por observi hele flavajn aŭ verdajn nodulojn (III), faciligante la terbion esti rekonita en solidaj miksaĵoj aŭ solvoj.
Elektrona agordo
Elektrona agordo:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
La elektron -agordo de terbio estas [XE] 6S24F9. Kutime, nur tri elektronoj povas esti forigitaj antaŭ ol la nuklea ŝarĝo fariĝas tro granda por esti plue ionizita, sed en la kazo de terbio, duonplena terbio permesas al la kvara elektrono esti plu ionizita en ĉeesto de tre fortaj oksidantoj kiel fluora gaso.
Terbio estas arĝenta blanka rara tera metalo kun ductileco, malmoleco kaj mildeco, kiu povas esti tranĉita per tranĉilo. Fandpunkto 1360 ℃, bolanta punkto 3123 ℃, denseco 8229 4kg/m3. Kompare kun la frua lantanido, ĝi estas relative stabila en la aero. Kiel la naŭa elemento de lantanido, terbio estas metalo kun forta elektro. Ĝi reagas kun akvo por formi hidrogenon.
En la naturo, terbio neniam estis trovita libera elemento, malmulte da kvanto ekzistas en fosfocerium -torio -sablo kaj gadolinito. Terbio kunvivas kun aliaj raraj teraj elementoj en monazita sablo, kun ĝenerale 0,03% terbia enhavo. Aliaj fontoj estas ksenotimaj kaj nigraj raraj oraj ercoj, ambaŭ estas miksaĵoj de oksidoj kaj enhavas ĝis 1% terbio.
Apliko
La apliko de terbio plejparte implikas altteknologiajn kampojn, kiuj estas teknologiaj intensaj kaj sciaj intensaj plej avantaĝaj projektoj, same kiel projektojn kun signifaj ekonomiaj avantaĝoj, kun allogaj disvolvaj perspektivoj.
La ĉefaj aplikaj areoj inkluzivas:
(1) Uzita en la formo de miksitaj raraj teroj. Ekzemple, ĝi estas uzata kiel malofta tera kompona sterko kaj nutrado aldonaĵo por agrikulturo.
(2) Aktivigilo por verda pulvoro en tri primaraj fluoreskaj pulvoroj. Modernaj optoelektronikaj materialoj postulas uzon de tri bazaj koloroj de fosforoj, nome ruĝa, verda kaj blua, uzebla por sintezi diversajn kolorojn. Kaj terbio estas nemalhavebla komponento en multaj altkvalitaj verdaj fluoreskaj pulvoroj.
(3) uzata kiel magneto -optika stokado. Amorfaj metalaj terbiaj transiraj metalaj alojo maldikaj filmoj estis uzataj por fabriki alt-rendimentajn magneto-optikajn diskojn.
(4) Fabrikado de Magneto -Optika Vitro. Faraday -rotacia vitro enhavanta terbion estas ŝlosila materialo por fabrikado de rotatoroj, izoliloj kaj cirkuliloj en lasera teknologio.
(5) La disvolviĝo kaj disvolviĝo de terbomagnetostrika alojo (terfenol) malfermis novajn aplikojn por terbio.
Por agrikulturo kaj bestobredado
Malofta Tero -terbio povas plibonigi la kvaliton de kultivaĵoj kaj pliigi la indicon de fotosintezo ene de certa koncentriĝo. Terbium -kompleksoj havas altan biologian agadon. Ternaj kompleksoj de terbio, TB (Ala) 3benim (CLO4) 3 · 3H2O, havas bonajn antibacteriajn kaj baktericidajn efikojn sur Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis kaj Escherichia coli. Ili havas larĝan antibacterian spektron. La studo de tiaj kompleksoj provizas novan esploran direkton por modernaj baktericidaj drogoj.
Uzata en la kampo de luminesko
Modernaj optoelektronikaj materialoj postulas uzon de tri bazaj koloroj de fosforoj, nome ruĝa, verda kaj blua, uzebla por sintezi diversajn kolorojn. Kaj terbio estas nemalhavebla komponento en multaj altkvalitaj verdaj fluoreskaj pulvoroj. Se la naskiĝo de rara tero -kolora televida ruĝa fluoreska pulvoro stimulis la postulon pri yttrium kaj eŭropio, tiam la apliko kaj disvolviĝo de terbio estis antaŭenigitaj de rara tero tri primara koloro verda fluoreska pulvoro por lampoj. En la fruaj 1980-aj jaroj, Philips inventis la unuan kompaktan ŝparan fluoreskan lampon de la mondo kaj rapide antaŭenigis ĝin tutmonde. TB3+jonoj povas elsendi verdan lumon kun ondolongo de 545nm, kaj preskaŭ ĉiuj maloftaj verdaj fosforoj uzas terbion kiel aktivigilon.
La verda fosforo por kolora televida katoda radio -tubo (CRT) ĉiam baziĝis sur zinka sulfido, kiu estas malmultekosta kaj efika, sed la terbia pulvoro ĉiam estis uzata kiel la verda fosforo por projekcia koloro, inkluzive de y2Sio5 ∶ TB3+, Y3 (al, Ga) 5o12 ∶ TB3+kaj LOB3+. Kun la disvolviĝo de granda ekrano altdifina televido (HDTV), ankaŭ altfrekvencaj verdaj fluoreskaj pulvoroj por CRToj ankaŭ disvolviĝas. Ekzemple, hibrida verda fluoreska pulvoro disvolviĝis eksterlande, konsistanta el Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LaOCL: TB3+, kaj Y2SIO5: TB3+, kiuj havas bonegan luminescenan efikecon ĉe alta kurento.
La tradicia X-radia fluoreska pulvoro estas kalcia tungstato. En la 1970-aj kaj 1980-aj jaroj, maloftaj teraj fosforoj por intensigi ekranojn estis disvolvitaj, kiel terbio aktivigita sulfura lantano-rusto, terbio aktivigita broma lanthanum-rusto (por verdaj ekranoj), terbino de la tero, la tempo de la tero de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, la tempo de la tero de la tero, ĝi estas trempita, kiu estas nemalhava. 80%, plibonigu la rezolucion de X-radiaj filmoj, plilongigu la vivdaŭron de X-radiaj tuboj kaj reduktas energian konsumon. Terbio ankaŭ estas uzata kiel fluoreska pulvora aktivigilo por medicinaj radiografiaj plibonigaj ekranoj, kiuj povas multe plibonigi la sentivecon de X-radia konvertiĝo en optikajn bildojn, plibonigi la klarecon de radiografiaj filmoj kaj multe redukti la eksponan dozon de X-radioj al la homa korpo (per pli ol 50%).
Terbio ankaŭ estas uzata kiel aktivigilo en la blanka LED -fosforo ekscitita de blua lumo por nova duonkondukta lumigado. Ĝi povas esti uzata por produkti terbajn aluminiajn magneto -optikajn kristalajn fosforojn, uzante diodojn de blua lumo kiel ekscitaj lumfontoj, kaj la generita fluoreskeco miksiĝas kun la ekscita lumo por produkti puran blankan lumon.
La elektroluminescentaj materialoj faritaj el terbio ĉefe inkluzivas zinkan sulfidan verdan fosforon kun terbio kiel la aktivigilo. Sub ultraviola irradiado, organikaj kompleksoj de terbio povas elsendi fortan verdan fluoreskecon kaj povas esti uzataj kiel maldikaj filmaj elektroluminescentaj materialoj. Kvankam signifaj progresoj estis faritaj en la studo de raraj teraj organikaj kompleksaj elektroluminescentaj maldikaj filmoj, ekzistas ankoraŭ certa breĉo de praktikeco, kaj esplorado pri raraj organikaj kompleksaj kompleksaj elektroluminescentaj filmoj kaj aparatoj estas ankoraŭ en profundo.
La fluoreskaj trajtoj de terbio ankaŭ estas uzataj kiel fluoreskaj sondoj. Ekzemple, fluoreska sonda deloxacina terbio (TB3+) estis uzata por studi la interagadon inter ofloxacina terbio (TB3+) komplekso kaj DNA (DNA) per fluoreska spektro kaj absorbo -spektro, indikante ke delox -tb3+sondilo plialtigas la groovon de DNA de la groovce de la digo de DNA -kaj pli da groovce de groove kun pli ol la groove de groove kun pli da groove kun pli da groove kun la groove de la tb3+kaj pli da groove kun groove kun la groove de la moleno de pli da groove kun la groove de la groove de la moleno de pli da groove, Ofloxacin TB3+Sistemo. Surbaze de ĉi tiu ŝanĝo, DNA povas esti determinita.
Por magneto -optikaj materialoj
Materialoj kun Faraday-efiko, ankaŭ nomataj magneto-optikaj materialoj, estas vaste uzataj en laseroj kaj aliaj optikaj aparatoj. Ekzistas du oftaj specoj de magneto -optikaj materialoj: magneto -optikaj kristaloj kaj magneto -optika vitro. Inter ili, magneto-optikaj kristaloj (kiel ekzemple fera granato kaj terbia galio-granato) havas la avantaĝojn de alĝustigebla funkcia frekvenco kaj alta termika stabileco, sed ili estas multekostaj kaj malfacile fabrikeblaj. Krome, multaj magneto-optikaj kristaloj kun alta Faraday-rotacia angulo havas altan absorbadon en la mallonga ondo-gamo, kio limigas ilian uzon. Kompare kun magneto -optikaj kristaloj, magneto -optika vitro havas la avantaĝon de alta transdono kaj facile fariĝas en grandaj blokoj aŭ fibroj. Nuntempe, magneto-optikaj okulvitroj kun alta Faraday-efiko estas ĉefe raraj teraj jonoj dopitaj okulvitroj.
Uzita por Magneto -Optikaj Stokaj Materialoj
En la lastaj jaroj, kun la rapida disvolviĝo de plurmedia kaj oficeja aŭtomatigo, la postulo je novaj altkapacitaj magnetaj diskoj pliiĝis. Amorfaj metalaj terbiaj transiraj metalaj alojo-filmoj estis uzataj por fabriki alt-rendimentajn magneto-optikajn diskojn. Inter ili, la maldika filmo de TBFECO -alojo havas la plej bonan agadon. Terbium-bazitaj magneto-optikaj materialoj estis produktitaj grandskale, kaj magneto-optikaj diskoj faritaj el ili estas uzataj kiel komputilaj stokaj komponentoj, kun stokada kapacito pliigita 10-15 fojojn. Ili havas la avantaĝojn de granda kapablo kaj rapida alira rapideco, kaj povas esti forviŝitaj kaj tegitaj dekoj da miloj da fojoj kiam uzataj por alt-densecaj optikaj diskoj. Ili estas gravaj materialoj en elektronika informa stokado -teknologio. La plej ofte uzata magneto-optika materialo en la videblaj kaj preskaŭ-infraruĝaj bandoj estas ununura kristalo Terbium Gallium Garnet (TGG), kiu estas la plej bona magneto-optika materialo por fabrikado de Faraday-rotatoroj kaj izoliloj.
Por magneto -optika vitro
Faraday Magneto -optika vitro havas bonan travideblecon kaj izotropion en la videblaj kaj infraruĝaj regionoj, kaj povas formi diversajn kompleksajn formojn. Facilas produkti grandskalajn produktojn kaj povas esti tirita en optikajn fibrojn. Tial ĝi havas larĝajn aplikajn perspektivojn en magneto -optikaj aparatoj kiel magneto -optikaj izoliloj, magneto -optikaj modulatoroj kaj fibraj optikaj aktualaj sensiloj. Pro ĝia granda magneta momento kaj malgranda absorba koeficiento en la videbla kaj infraruĝa gamo, TB3+jonoj fariĝis ofte uzataj raraj teraj jonoj en magneto -optikaj okulvitroj.
Terbio disprosium ferromagnetostrictive alojo
Je la fino de la 20a jarcento, kun la profundigo de la Monda Scienca kaj Teknologia Revolucio, novaj raraj teraj aplikataj materialoj rapide aperas. En 1984, Iowa Ŝtata Universitato de Usono, Ames Laboratorio de la Usona Departemento pri Energio de Usono kaj la Usona Mararmeo Surfaca Armilo -Esploro -Centro (la ĉefa dungitaro de la poste establita American Edge Technology Company (ET Rema) venis de la centro) kune disvolvis novan raran teran materialon, nome terbio -fera gaja magneto. Ĉi tiu nova inteligenta materialo havas la bonegajn karakterizaĵojn de rapide konverti elektran energion en mekanikan energion. La subakvaj kaj elektro-akustikaj transduktiloj faritaj el ĉi tiu giganta magnetostrika materialo estis sukcese agorditaj en ŝipaj ekipaĵoj, parolantoj de oleo-puto, parolantoj de bruo kaj vibro kaj esplorado de oceano kaj subteraj komunikaj sistemoj. Sekve, tuj kiam la magnetostrika materialo de Terbium -disprosium -fero naskiĝis, ĝi ricevis ĝeneraligitan atenton de industriigitaj landoj tra la mondo. Edge Technologies en Usono komencis produkti magnetostriktajn materialojn de terbio -disprosium en 1989 kaj nomis ilin Terfenol D. Poste Svedio, Japanio, Rusio, Britio, kaj Aŭstralio ankaŭ disvolvis terbajn disprosium -gigantajn magnetostrikajn materialojn.
El la historio de la disvolviĝo de ĉi tiu materialo en Usono, ambaŭ la invento de la materialo kaj ĝiaj fruaj monopolismaj aplikoj estas rekte rilataj al la milita industrio (kiel la Mararmeo). Kvankam la militaj kaj defendaj fakoj de Ĉinio iom post iom fortigas sian komprenon pri ĉi tiu materialo. Tamen, post kiam la ampleksa nacia potenco de Ĉinio signife pliiĝis, la postuloj por realigi la militan konkurencan strategion en la 21a jarcento kaj plibonigi la nivelon de ekipaĵo certe estos tre urĝa. Tial, la vasta uzo de terbium -disprosium fera giganto magnetostrikaj materialoj fare de militaj kaj naciaj defendaj fakoj estos historia neceso.
Mallonge, la multaj bonegaj ecoj de terbio igas ĝin nemalhavebla membro de multaj funkciaj materialoj kaj neŝanĝebla pozicio en iuj aplikaj kampoj. Tamen pro la alta prezo de terbio, homoj studis kiel eviti kaj minimumigi la uzon de terbio por malpliigi produktokostojn. Ekzemple, raraj teraj magneto-optikaj materialoj ankaŭ devas uzi malmultekostan disprosiuman feron kobalton aŭ gadolinium-terbium-kobalton kiel eble plej multe; Provu redukti la enhavon de terbio en la verda fluoreska pulvoro, kiu devas esti uzata. Prezo fariĝis grava faktoro limiganta la ĝeneraligitan uzon de terbio. Sed multaj funkciaj materialoj ne povas malhavi ĝin, tial ni devas aliĝi al la principo de "uzi bonan ŝtalon sur la klingo" kaj klopodi ŝpari la uzon de terbio kiel eble plej multe.
Afiŝotempo: jul-05-2023