TerbioApartenas al la kategorio de pezaj raraj teroj, kun malalta abundo en la tera ŝelo je nur 1,1 ppm.Terbia rustorespondecas pri malpli ol 0,01% de la totalaj maloftaj teroj. Eĉ en la alta yttrium jona tipo peza malofta tero-erco kun la plej alta enhavo de terbio, la terbium-enhavo nur respondecas pri 1.1-1.2% de la totaloMalofta Tero, indikante ke ĝi apartenas al la "nobla" kategorio deMalofta TeroElementoj. 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 jarojterbiomontris sian unikan talenton.
Malkovrante Historion
Sveda kemiisto Carl Gustaf Mosander malkovris terbion en 1843. Li malkovris ĝiajn malpuraĵojn enjttria rustoKajY2O3. Yttriumestas nomita laŭ la vilaĝo Itby en Svedio. Antaŭ la apero de jona interŝanĝa teknologio, terbio ne estis izolita en sia pura formo.
Mossander unue dividitajttria rustoEn tri partojn, ĉiuj nomataj laŭ Ores:jttria rusto, Erbium -rusto, kajterbia rusto. Terbia rustoestis origine kunmetita de rozkolora parto, pro la elemento nun konata kielErbio. Erbium -rusto(inkluzive de tio, kion ni nun nomas terbio) estis origine senkolora parto en solvo. La nesolvebla rusto de ĉi tiu elemento estas konsiderata bruna.
Poste laboristoj trovis malfacile observi etajn senkolorajn "Erbium -rusto“Sed la solvebla rozkolora parto ne povas esti ignorita. La debato pri la ekzisto deErbium -rustoree aperis. 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 disulfidon aŭ kalian sulfaton, por forigi cerian dioksidon dejttria rustosenintence turniĝuterbioen cerio enhavantan precipitaĵojn. Nuntempe konata kiel 'terbio', nur ĉirkaŭ 1% de la originalojttria rustoĉeestas, sed ĉi tio sufiĉas por transdoni malhelruĝan koloron aljttria rusto. Sekve,terbioestas malĉefa ero, kiu komence enhavis ĝin, kaj ĝi estas kontrolita de ĝiaj tujaj najbaroj,GadoliniumKajdisprosium.
Poste, kiam ajn aliajMalofta TeroElementoj estis apartigitaj de ĉi tiu miksaĵo, sendepende de la proporcio de la rusto, la nomo de terbio konserviĝis ĝis fine, la bruna rusto deterbioestis 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
Elektronika Aranĝo:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
La elektronika aranĝo deterbioestas [xe] 6S24F9. Kutime, nur tri elektronoj povas esti forigitaj antaŭ ol la nuklea ŝarĝo fariĝas tro granda por esti plue ionizita. Tamen en la kazo deterbio, la duonplenaterbioPermesas plian ionizadon de la kvara elektrono en ĉeesto de tre forta oksidanto kiel ekzemple fluora gaso.
Metalo
Terbioestas arĝenta blanka malofta metalo kun ductileco, malmoleco kaj mildeco, kiu povas esti tranĉita per tranĉilo. Fandpunkto 1360 ℃, bolanta punkto 3123 ℃, denseco 8229 4kg/m3. Kompare kun fruaj lantanidaj elementoj, ĝi estas relative stabila en la aero. La naŭa elemento de lantanidaj elementoj, terbio, estas tre ŝarĝita metalo, kiu reagas kun akvo por formi hidrogenan gason.
En naturo,terbioneniam estis trovita libera elemento, ĉeestanta en malgrandaj kvantoj en fosfora cerio -torio -sablo kaj silicia berilio -oreo.Terbiokunekzistas kun aliaj raraj teraj elementoj en monazita sablo, kun ĝenerale 0,03% terbia enhavo. Aliaj fontoj inkluzivas fosfaton de fosfato kaj maloftan teron, ambaŭ estas miksaĵoj de oksidoj enhavantaj ĝis 1% terbio.
Apliko
La apliko deterbioPlejparte implikas altteknologiajn kampojn, kiuj estas teknologiaj intensaj kaj sciaj intensaj plej avantaĝaj projektoj, same kiel projektoj 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. Kajterbioestas 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 Teroterbiopovas plibonigi la kvaliton de kultivaĵoj kaj pliigi la ritmon de fotosintezo ene de certa koncentriĝo. La kompleksoj de terbio havas altan biologian aktivecon, kaj la ternaj kompleksoj deterbio, TB (Ala) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, havas bonajn antibacteriajn kaj baktericidajn efikojn sur Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, kaj Escherichia coli, kun larĝ-spektraj antibacteriaj proprietoj. La studo de ĉi tiuj 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 -koloro televida ruĝa fluoreska pulvoro stimulis la postulon deYttriumKajEuropium, 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 raraj teraj verdaj fluoreskaj pulvoroj uzasterbio, kiel aktivigilo.
La verda fluoreska pulvoro uzita por koloraj televidaj katodaj radiaj tuboj (CRToj) ĉiam baziĝis ĉefe sur malmultekosta kaj efika zinka sulfido, sed terbio -pulvoro ĉiam estis uzata kiel projekcia kolora televido verda pulvoro, kiel Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, kaj LaoB3: TB3: TB3+, kaj Laof3: TB3+, kaj LAO: TB3+. 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, raraj teraj fluoreskaj pulvoroj por sentivigaj ekranoj disvolviĝis, kiel ekzempleterbio, aktivigita lantana sulfida rusto, terbio aktivigita lanthanum bromida rusto (por verdaj ekranoj), kaj terbio aktivigita jttria sulfida rusto. Kompare kun kalcia tungstato, rara tera fluoreska pulvoro povas redukti la tempon de radiado de radioj por pacientoj je 80%, plibonigi la rezolucion de radiografiaj filmoj, plilongigi la vivdaŭron de radiografiaj tuboj kaj malpliigi 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%).
Terbioestas uzata ankaŭ kiel aktivigilo en la blanka LED -fosforo ekscitita de blua lumo por nova duonkondukta lumigado. Ĝi povas esti uzata por produkti terban aluminian magneto -optikan kristalan fosforon, uzante diodojn de blua lumo kiel ekscitaj lumfontoj, kaj la generita fluoreskeco miksiĝas kun la ekscitita lumo por produkti puran blankan lumon
La elektroluminescentaj materialoj faritaj el terbio ĉefe inkluzivas zinkan sulfidan verdan fluoreskan pulvoron kunterbiokiel 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 deMalofta TeroOrganikaj kompleksaj elektroluminescentaj maldikaj filmoj, ankoraŭ ekzistas certa interspaco de praktikeco, kaj esplorado pri maloftaj teraj organikaj kompleksaj elektroluminescentaj maldikaj filmoj kaj aparatoj ankoraŭ profunde.
La fluoreskaj trajtoj de terbio ankaŭ estas uzataj kiel fluoreskaj sondoj. La interagado inter ofloxacina terbio (TB3+) komplekso kaj deoxiribonuklea acido (DNA) estis studita uzante fluoreskajn kaj absorbajn spektrojn, kiel la fluoreska sondilo de ofloxacina terbio (TB3+). La rezultoj montris, ke la ofloxacina TB3+sondilo povas formi fendon ligantan kun DNA -molekuloj, kaj deoxribonuklea acido povas signife plibonigi la fluoreskecon de la ofloxacina TB3+sistemo. Surbaze de ĉi tiu ŝanĝo, deoxiribonuklea acido 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 altaj Faraday-rotaciaj anguloj 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 maldikaj 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
Fine de la 20a jarcento, kun la kontinua profundigo de la Monda Teknologia Revolucio, novaj raraj teraj aplikaj materialoj rapide aperis. En 1984, Iowa State University, la Ames Laboratorio de la Usona Departemento pri Energio, kaj la Usona Mararmeo Surfaca Armilo -Esplora Centro (de kiu venis la ĉefa dungitaro de la posta establita Edge Technology Corporation (ET REST) kunlaboris por disvolvi novan raran teran inteligentan materialon, nome terbium -disprosium -ferromagnetan magnetotokostran materialon. Ĉi tiu nova inteligenta materialo havas bonegajn trajtojn 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, kun la signifa plibonigo de la ampleksa nacia forto de Ĉinio, la postulo atingi 21 -jarcentan militan konkurencan strategion kaj plibonigi ekipajn nivelojn sendube 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 deterbioFaru 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 malmultekostandisprosium feroKobalto aŭ Gadolinium -terbio kobalto kiel eble plej multe; Provu redukti la enhavon de terbio en la verda fluoreska pulvoro, kiu devas esti uzata. Prezo fariĝis grava faktoro restriktanta la ĝeneraligitan uzon deterbio. Sed multaj funkciaj materialoj ne povas fari sen ĝi, do ni devas aliĝi al la principo de "uzi bonan ŝtalon sur la klingo" kaj provi ŝpari la uzon deterbioKiel eble plej multe.
Afiŝotempo: Okt-25-2023