Terbiumpatří do kategorie těžkýchvzácné zeminy, s nízkou hojností v zemské kůře při pouhých 1,1 ppm. Oxid terbium představuje méně než 0,01% z celkových vzácných zemí. Dokonce i ve vysoké iontovém typu s vysokým typem yttrium je těžká vzácná zemina s nejvyšším obsahem terbia, obsah terbia představuje pouze 1,1-1,2% celkové vzácné zeminy, což naznačuje, že patří do „ušlechtilé“ kategorie prvků vzácných zemin. Již více než 100 let od objevu terbia v roce 1843, jeho nedostatek a hodnota zabránily jeho praktické aplikaci po dlouhou dobu. Teprve za posledních 30 let Terbium ukázal svůj jedinečný talent。
Objevování historie
Švédský chemik Carl Gustaf Mosander objevil terbium v roce 1843. Našel jeho nečistoty vOxid yttrium (III)aY2O3. Yttrium je pojmenován po vesnici Ytterby ve Švédsku. Před vznikem technologie výměny iontu nebyl terbium izolován ve své čisté formě.
Mosant poprvé rozdělil oxid yttrium (III) na tři části, všechny pojmenované po rudách: yttrium (iii) oxid,Oxid erbium (III)a oxid terbia. Oxid terbium byl původně složen z růžové části, kvůli prvku, který je nyní známý jako Erbium. „Oxid erbium (III)“ (včetně toho, co nyní nazýváme terbium), byl původně v podstatě bezbarvou součástí řešení. Nerozpustný oxid tohoto prvku je považován za hnědý.
Pozdější pracovníci stěží mohli pozorovat malý bezbarvý „oxid erbium (III)“, ale rozpustná růžová část nemohla být ignorována. Debaty o existenci oxidu Erbia (III) se opakovaně objevily. V chaosu byl původní název obrácen a výměna jmen byla zaseknutá, takže růžová část byla nakonec zmíněna jako řešení obsahující erbium (v roztoku, byla růžová). Nyní se věří, že pracovníci, kteří používají bisulfát sodný nebo síran draselnýOxid ceru (IV)Z yttrium (III) oxidu a neúmyslně přeměňte terbium na sediment obsahující ceru. Pouze asi 1% původního oxidu yttrium (III), nyní známého jako „terbium“, stačí k předání nažloutlé barvy do oxidu yttrium (III). Proto je terbium sekundární složkou, která ji zpočátku obsahovala, a je ovládána jeho bezprostředními sousedy, gadoliniem a dysprosiem.
Poté, kdykoli byly od této směsi odděleny jiné prvky vzácných zemin, bez ohledu na podíl oxidu, byl název terbia zachován až do konečně, hnědý oxid terbia byl získán v čisté formě. Vědci v 19. století nepoužívali ultrafialovou fluorescenční technologii k pozorování jasně žlutých nebo zelených uzlů (III), což usnadňuje rozpoznávání terbia v pevných směsích nebo roztocích.
Elektronová konfigurace
Konfigurace elektronů:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Elektronová konfigurace terbia je [xe] 6S24F9. Normálně mohou být odstraněny pouze tři elektrony dříve, než se jaderný náboj stane příliš velkým na to, aby byl dále ionizován, ale v případě terbia umožňuje semifikované terbium dále ionizováno v přítomnosti velmi silných oxidantů, jako je fluorinový plyn.
Terbium je stříbrný bílý kov vzácných zemin s tažností, houževnatostí a měkkostí, které lze řezat nožem. Bod tání 1360 ℃, bod varu 3123 ℃, hustota 8229 4 kg/m3. Ve srovnání s časným lanthanidem je ve vzduchu relativně stabilní. Jako devátý prvek lanthanidu je terbium kov se silnou elektřinou. Reaguje s vodou za vzniku vodíku.
V přírodě nebylo terbium nikdy zjištěno, že je volným prvkem, z nichž malé množství existuje v písku fosfocerium a gadolinitu. Terbium koexistuje s dalšími prvky vzácných zemin v monazitovém písku, s obsahem terbia 0,03%. Dalšími zdroji jsou xenotime a černé vzácné zlaté rudy, které jsou směsi oxidů a obsahují až 1% terbium.
Aplikace
Aplikace Terbia většinou zahrnuje špičkové pole, která jsou technologicky náročná a znalostí intenzivní špičkové projekty, jakož i projekty s významnými ekonomickými výhodami, s atraktivními vyhlídkami na rozvoj.
Mezi hlavní oblasti aplikace patří:
(1) Používáno ve formě smíšených vzácných zemí. Například se používá jako složené hnojivo a přísady pro zemědělství pro zemědělství.
(2) Aktivátor zeleného prášku ve třech primárních fluorescenčních prášcích. Moderní optoelektronické materiály vyžadují použití tří základních barev fosforů, jmenovitě červené, zelené a modré, které lze použít k syntetizaci různých barev. A terbium je nepostradatelnou součástí mnoha vysoce kvalitních zelených fluorescenčních prášků.
(3) Používá se jako optický skladovací materiál magneto. K výrobě vysoce výkonných magnetooptických disků se používají tenké filmy amorfní kovové kovové kovové slitiny.
(4) Výroba optického skla magneto. Faraday rotační sklo obsahující terbium je klíčovým materiálem pro výrobu rotátorů, izolátorů a cirkulátorů v laserové technologii.
(5) Vývoj a vývoj Terbium dysprosium feromagnetostrictive slitiny (Terfenol) otevřel nové aplikace pro terbium.
Pro zemědělství a chov zvířat
Terbium vzácné zeminy může zlepšit kvalitu plodin a zvýšit rychlost fotosyntézy v určitém koncentračním rozmezí. Terbiové komplexy mají vysokou biologickou aktivitu. Ternární komplexy terbia, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3,3H2O, mají dobré antibakteriální a baktericidní účinky na Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis a Escherichia coli. Mají široké antibakteriální spektrum. Studie takových komplexů poskytuje nový směr výzkumu pro moderní baktericidní léky.
Používá se v oblasti luminiscence
Moderní optoelektronické materiály vyžadují použití tří základních barev fosforů, jmenovitě červené, zelené a modré, které lze použít k syntetizaci různých barev. A terbium je nepostradatelnou součástí mnoha vysoce kvalitních zelených fluorescenčních prášků. Pokud narození červeného zářivkové barvy vzácné Země stimulovalo poptávku po yttriu a europiu, pak byla aplikací a vývoj terbia podporována vzácným zemí tři primární zelená zářivková prášek pro lampy. Na začátku 80. let vynalezl Philips první kompaktní fluorescenční lampu s úsporou energie na světě a rychle ji propagoval po celém světě. Ionty TB3+mohou emitovat zelené světlo s vlnovou délkou 545nm a téměř všechny ekologické fosfory vzácné zeminy používají Terbium jako aktivátor.
Zelený fosfor pro barevnou televizní katodovou rayovou trubici (CRT) byla vždy založena na sulfidu zinku, který je levný a efektivní, ale terbium prášek byl vždy použit jako zelený fosfor pro projekční barevnou televizi, včetně Y2sio5 ∶ TB3+, Y3 (AL, GA) 5o12 ∶ TB3+a LAOBR ∶ TB3+. S vývojem televize s vysokou obrazovkou (HDTV) se také vyvíjí vysoce výkonné zelené fluorescenční prášky pro CRT. Například v zahraničí byl vyvinut hybridní zelený fluorescenční prášek, sestávající z Y3 (AL, GA) 5o12: TB3+, LAOCL: TB3+a Y2SIO5: TB3+, které mají vynikající účinnost luminiscence při vysoké proudové hustotě.
Tradičním rentgenovým fluorescenčním práškem je wolfstant vápník. V 70. a 80. letech 20. století byly vyvinuty fosfory vzácných zemin pro intenzifikační obrazovky, jako je oxid sírového lanthanu aktivovaného terbiem, oxid bromem aktivovaný terbium, oxid lanthanu (pro zelené obrazovky), snižují oxid terbium a oželací se, snižují oxid s opíráním Terbia v době, kdy se zabývají terbiovým časem, který má v době, kdy je v čase ďálacího fluorescenčního prášku, v době, kdy je v čase ozářicího v době, kdy je v čase, a oželán na turistikum, který je v čase snižován v době, o-otiscent. 80%, zlepšit rozlišení rentgenových filmů, prodloužit životnost rentgenových trubek a snížit spotřebu energie. Terbium se také používá jako aktivátor fluorescenčního prášku pro lékařské rentgenové vylepšení obrazovky, které mohou výrazně zlepšit citlivost rentgenové přeměny na optické obrazy, zlepšit jasnost rentgenových filmů a výrazně snížit expoziční dávku rentgenového záření lidského těla (o více než 50%).
Terbium se také používá jako aktivátor v bílém fosforu LED excitovaném modrým světlem pro nové polovodičové osvětlení. Může být použit k výrobě optických krystalických fosforů hliníku Terbium a využívá diody emitující modré světlo jako zdroje excitačního světla a generovaná fluorescence je smíchána s excitačním světlem za vzniku čistého bílého světla.
Elektroluminiscenční materiály vyrobené z Terbia zahrnují hlavně zinkový sulfid zelený fosfor s terbiem jako aktivátor. Při ultrafialovém ozáření mohou organické komplexy terbia emitovat silnou zelenou fluorescenci a lze je použít jako tenké filmové elektroluminiscenční materiály. Ačkoli došlo ke významnému pokroku ve studii organických komplexních elektroluminiscenčních tenkých filmů vzácných zemin, stále existuje určitá mezera z praktičnosti a výzkum elektroluminiscenčních tenkých filmů a zařízení o organickém komplexu vzácných zemin je stále hlouběji.
Jako fluorescenční sondy se také používají fluorescenční charakteristiky terbia. Například fluorescenční sonda Ofloxacin Terbium (TB3+) byla použita ke studiu interakce mezi ofloxacinem terbiem (TB3+) komplexem a DNA (DNA) fluorescenčním spektrem a absorpčním spektrem, což znamená, že ofloxacin TB3+sonda může tvořit vázání drážky s molekulami a dna může zvýšit vázání drážky s molekulami, a to může významně zvýšit vázání drážky s molekuly, a to může zvýšit vázání drážky s molekulami dna a DNA, a to může výrazně zvýšit vázání drážky a DNA, a to může zvýšit drážku a DNA a DNA. TB3+systém. Na základě této změny lze určit DNA.
Pro optické materiály Magneto
Materiály s Faradayským efektem, známé také jako magnetooptické materiály, se široce používají v laserech a jiných optických zařízeních. Existují dva běžné typy magneto optických materiálů: magneto optické krystaly a magneto optické sklo. Mezi nimi mají magnetooptické krystaly (jako je granát železa a granátu Terbium Gallium) výhody nastavitelné provozní frekvence a vysoké tepelné stability, ale jsou drahé a obtížně vyrobeny. Kromě toho má mnoho magnetooptických krystalů s vysokým úhlem rotace Faraday s vysokou absorpcí v rozsahu krátké vlny, což omezuje jejich použití. Ve srovnání s optickými krystaly magneto má magneto optické sklo výhodu vysoké propustnosti a je snadné je vyrobit na velké bloky nebo vlákna. V současné době jsou magnetooptické brýle s vysokým faradayským efektem hlavně brýle dotované ionty vzácných zemin.
Používá se pro magneto optické skladovací materiály
V posledních letech se s rychlým vývojem multimédií a kancelářské automatizace zvyšuje poptávka po nových vysokokapacitních magnetických discích. K výrobě vysoce výkonných magnetooptických disků se používají amorfní kovové kovové kovové slitiny. Mezi nimi má ten tenký film TBFECO slitiny nejlepší výkon. Ve velkém měřítku byly vyrobeny magnetooptické materiály na bázi terbia a magnetooptické disky z nich se používají jako komponenty pro skladování počítače, s úložnou kapacitou zvýšenou 10-15krát. Mají výhody velké kapacity a rychlé rychlosti přístupu a mohou být vymazány a potažené desítky tisíckrát, pokud jsou použity pro optické disky s vysokou hustotou. Jsou to důležité materiály v technologii elektronického skladování informací. Nejčastěji používaným magnetooptickým materiálem ve viditelných a blízkých infračervených pásech je monokrystal garnet Terbium Gallium (TGG), který je nejlepším magnetooptickým materiálem pro výrobu faraday rotátorů a izolátorů.
Pro magneto optické sklo
Faraday Magneto Optical Glass má dobrou průhlednost a izotropii ve viditelných a infračervených oblastech a může tvořit různé komplexní tvary. Je snadné vyrábět velké produkty a lze je vtáhnout do optických vláken. Proto má široké vyhlídky na aplikace v optických zařízeních magneto, jako jsou magneto optické izolátory, optické modulátory magneto a senzory optických vláken. Vzhledem ke svému velkému magnetickému okamžiku a malému absorpčnímu koeficientu ve viditelném a infračerveném rozsahu se ionty TB3+staly běžně používány ionty vzácných zemin v magneto optických brýlích.
Terbium dysprosium ferromagnetoStrictive slitiny
Na konci 20. století, s prohloubení světové vědecké a technologické revoluce, se rychle objevují nové materiály aplikované na vzácnou zeminu. V roce 1984, Iowa State University of Spojené státy Spojené státy, Ames Laboratory of Spojené státy ministerstva energetiky Spojených států a výzkumné středisko povrchových zbraní USA (hlavní personál později zavedené americké technologické společnosti (ET REMA) pocházející z centra) společně vyvinula nový inteligentní materiál vzácných zemí, které je v souladu s dysprosium dysprosium dysprosium dysprosium dysprosium. Tento nový inteligentní materiál má vynikající vlastnosti rychlé přeměny elektrické energie na mechanickou energii. V námořní vybavení, reproduktorech detekce oleje, reproduktorů detekce oleje, kontrolních systémů šumu a vibrací a podzemních komunikačních systémech byly úspěšně nakonfigurovány podmořské a elektroakustické převodníky vyrobené z tohoto obřího magnetostrikčního materiálu. Jakmile se proto zrodil magnetostriktivní materiál železa terbium dysprosium, získal rozsáhlou pozornost od průmyslových zemí po celém světě. Edge Technologies ve Spojených státech začaly v roce 1989 vyrábět magnetostrikční materiály Terbium Dysprosium Iron Giant Giant a pojmenovali je Terfenol D. Následně švédsko, Japonsko, Rusko, Spojené království a Austrálie také vyvinuly magnetostrikční materiály Terbium dysprosium.
Z historie vývoje tohoto materiálu ve Spojených státech se vynález materiálu i jeho raných monopolistických aplikací přímo vztahují k vojenskému průmyslu (jako je námořnictvo). Přestože čínská vojenská a obranná oddělení postupně posilují jejich porozumění tomuto materiálu. Poté, co se však komplexní národní moc Číny výrazně zvýšila, budou požadavky na realizaci vojenské konkurenční strategie v 21. století a zlepšení úrovně vybavení jistě velmi naléhavé. Therefore, the widespread use of terbium dysprosium iron giant magnetostrictive materials by military and national defense departments will be a historical necessity.
Stručně řečeno, mnoho vynikajících vlastností terbia z něj činí nepostradatelný člen mnoha funkčních materiálů a nenahraditelnou polohu v některých aplikačních polích. Vzhledem k vysoké ceně terbia však lidé studovali, jak se vyhnout a minimalizovat používání terbia, aby se snížily výrobní náklady. Například magnetooptické materiály vzácných zemin by měly také co nejvíce používat nízkonákladový kobalt dysprosium nebo kobalt gadolinium terbium; Pokuste se snížit obsah terbia v zeleném fluorescenčním prášku, který musí být použit. Cena se stala důležitým faktorem omezujícím rozšířené používání terbia. Mnoho funkčních materiálů se však bez něj nemůže obejít, takže musíme dodržovat princip „používání dobré oceli na čepeli“ a pokusit se co nejvíce zachránit použití terbia.
Čas příspěvku:-05-2023