TerbiwmYn perthyn i'r categori o ddaearoedd prin trwm, gyda digonedd isel yng nghramen y Ddaear ar ddim ond 1.1 ppm.Terbium ocsidyn cyfrif am lai na 0.01% o gyfanswm y daearoedd prin. Hyd yn oed yn y Math ïon Yttrium Uchel Mwyn y Ddaear brin trwm gyda'r cynnwys uchaf o terbium, mae'r cynnwys terbium yn cyfrif am 1.1-1.2% o'r cyfanswm yn unigdaear brin, gan nodi ei fod yn perthyn i gategori “bonheddig”daear brinelfennau. Am dros 100 mlynedd ers darganfod Terbium ym 1843, mae ei brinder a'i werth wedi atal ei gymhwyso'n ymarferol ers amser maith. Dim ond yn ystod y 30 mlynedd diwethaf hynnyterbiwmwedi dangos ei dalent unigryw.
Darganfod Hanes
Darganfu Cemegydd Sweden Carl Gustaf Mosander Terbium ym 1843. Darganfu ei amhureddau ynYttrium ocsidaY2O3. Yttriumyn cael ei enwi ar ôl pentref Itby yn Sweden. Cyn ymddangosiad technoleg cyfnewid ïon, ni chafodd terbium ei ynysu yn ei ffurf bur.
Mossander wedi'i rannu gyntafYttrium ocsidyn dair rhan, pob un wedi'i enwi ar ôl mwynau:Yttrium ocsid, Erbium ocsid, aterbium ocsid. Terbium ocsidyn wreiddiol yn cynnwys rhan binc, oherwydd yr elfen a elwir bellach ynerbiwm. Erbium ocsid(gan gynnwys yr hyn yr ydym bellach yn ei alw'n terbium) yn wreiddiol yn rhan ddi -liw mewn datrysiad. Mae ocsid anhydawdd yr elfen hon yn cael ei ystyried yn frown.
Roedd gweithwyr diweddarach yn ei chael hi'n anodd arsylwi bach di -liw “Erbium ocsid“, Ond ni ellir anwybyddu’r rhan binc hydawdd. Y ddadl dros fodolaethErbium ocsidwedi dod i'r amlwg dro ar ôl tro. Yn yr anhrefn, cafodd yr enw gwreiddiol ei wrthdroi ac roedd cyfnewid enwau yn sownd, felly soniwyd yn y pen draw fel datrysiad yn cynnwys erbium (yn yr hydoddiant, roedd yn binc). Credir bellach bod gweithwyr sy'n defnyddio sodiwm disulfide neu potasiwm sylffad i dynnu cerium deuocsid oYttrium ocsidTrowch yn anfwriadolterbiwmi mewn i cerium sy'n cynnwys gwaddodion. A elwir ar hyn o bryd yn 'terbiwm', dim ond tua 1% o'r gwreiddiolYttrium ocsidyn bresennol, ond mae hyn yn ddigonol i drosglwyddo lliw melyn golau iYttrium ocsid. Felly,terbiwmyn elfen eilaidd a oedd yn ei chynnwys i ddechrau, ac mae'n cael ei rheoli gan ei chymdogion agos,gadoliniumadysprosiwm.
Wedi hynny, pryd bynnag erailldaear bringwahanwyd elfennau o'r gymysgedd hon, waeth beth oedd cyfran yr ocsid, cadwyd enw terbium tan o'r diwedd, ocsid brownterbiwmcafwyd ar ffurf bur. Ni ddefnyddiodd ymchwilwyr yn y 19eg ganrif dechnoleg fflwroleuedd uwchfioled i arsylwi modiwlau melyn neu wyrdd llachar (III), gan ei gwneud hi'n haws i terbium gael ei gydnabod mewn cymysgeddau neu atebion solet.
Ffurfweddiad Electron
Cynllun electronig:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Trefniant electronigterbiwmIS [XE] 6S24F9. Fel rheol, dim ond tri electron y gellir eu tynnu cyn i'r gwefr niwclear fynd yn rhy fawr i gael eu ïoneiddio ymhellach. Fodd bynnag, yn achosterbiwm, y lled -lenwiterbiwmYn caniatáu ar gyfer ionization pellach o'r pedwerydd electron ym mhresenoldeb ocsidydd cryf iawn fel nwy fflworin.
Metel
Terbiwmyn fetel daear prin gwyn arian gyda hydwythedd, caledwch a meddalwch y gellir ei dorri â chyllell. Pwynt toddi 1360 ℃, berwbwynt 3123 ℃, dwysedd 8229 4kg/m3. O'i gymharu ag elfennau Lanthanide cynnar, mae'n gymharol sefydlog yn yr awyr. Mae nawfed elfen elfennau lanthanide, terbium, yn fetel â gwefr uchel sy'n adweithio â dŵr i ffurfio nwy hydrogen.
O ran natur,terbiwmni chanfuwyd erioed ei fod yn elfen rydd, yn bresennol mewn symiau bach mewn tywod cerium thorium ffosfforws a mwyn silicon beryllium yttrium.Terbiwmyn cydfodoli ag elfennau daear prin eraill mewn tywod monazite, gyda chynnwys terbium 0.03% yn gyffredinol. Mae ffynonellau eraill yn cynnwys ffosffad yttrium ac aur daear prin, y ddau ohonynt yn gymysgeddau o ocsidau sy'n cynnwys hyd at 1% terbium.
Nghais
CymhwysoterbiwmYn bennaf yn cynnwys meysydd uwch-dechnoleg, sy'n brosiectau blaengar dwys o ran technoleg ac yn ddwys o ran gwybodaeth, yn ogystal â phrosiectau sydd â buddion economaidd sylweddol, gyda rhagolygon datblygu deniadol.
Mae'r prif feysydd cais yn cynnwys:
(1) yn cael ei ddefnyddio ar ffurf daearoedd prin cymysg. Er enghraifft, fe'i defnyddir fel gwrtaith cyfansawdd daear prin ac ychwanegyn bwyd anifeiliaid ar gyfer amaethyddiaeth.
(2) Ysgogydd ar gyfer powdr gwyrdd mewn tri phowdr fflwroleuol cynradd. Mae angen defnyddio tri lliw sylfaenol ffosffors ar ddeunyddiau optoelectroneg modern, sef coch, gwyrdd a glas, y gellir eu defnyddio i syntheseiddio lliwiau amrywiol. Aterbiwmyn elfen anhepgor mewn llawer o bowdrau fflwroleuol gwyrdd o ansawdd uchel.
(3) a ddefnyddir fel deunydd storio optegol magneto. Mae ffilmiau tenau aloi metel pontio terbium metel amorffaidd wedi'u defnyddio i gynhyrchu disgiau optegol magneto perfformiad uchel.
(4) Gweithgynhyrchu Gwydr Optegol Magneto. Mae gwydr cylchdro Faraday sy'n cynnwys terbium yn ddeunydd allweddol ar gyfer gweithgynhyrchu cylchdrowyr, ynysyddion, a chylchlythyrau mewn technoleg laser.
(5) Mae datblygu a datblygu aloi terbium dysprosium ferromagnetostrictive (terfenol) wedi agor cymwysiadau newydd ar gyfer terbium.
Ar gyfer amaethyddiaeth a hwsmonaeth anifeiliaid
Daear brinterbiwmyn gallu gwella ansawdd cnydau a chynyddu cyfradd ffotosynthesis o fewn ystod crynodiad penodol. Mae gan gyfadeiladau terbium weithgaredd biolegol uchel, a chyfadeiladau teiranterbiwm, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, yn cael effeithiau gwrthfacterol a bactericidal da ar Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, ac Escherichia coli, gydag eiddo gwrthfacterol sbectrwm eang. Mae'r astudiaeth o'r cyfadeiladau hyn yn darparu cyfeiriad ymchwil newydd ar gyfer cyffuriau bactericidal modern.
A ddefnyddir ym maes cyfoledd
Mae angen defnyddio tri lliw sylfaenol ffosffors ar ddeunyddiau optoelectroneg modern, sef coch, gwyrdd a glas, y gellir eu defnyddio i syntheseiddio lliwiau amrywiol. Ac mae terbium yn elfen anhepgor mewn llawer o bowdrau fflwroleuol gwyrdd o ansawdd uchel. Os yw genedigaeth powdr fflwroleuol coch teledu lliw daear prin wedi ysgogi'r galw amyttriumaEuropiwm, yna mae cymhwyso a datblygu terbium wedi cael eu hyrwyddo gan bridd prin tri phowdr fflwroleuol gwyrdd lliw cynradd ar gyfer lampau. Yn gynnar yn yr 1980au, dyfeisiodd Philips lamp fflwroleuol arbed ynni cryno cyntaf y byd a'i hyrwyddo'n fyd-eang yn gyflym. Gall ïonau TB3+allyrru golau gwyrdd gyda thonfedd o 545nm, ac mae bron pob powdr fflwroleuol gwyrdd daear prin yn ei ddefnyddioterbiwm, fel ysgogydd.
Mae'r powdr fflwroleuol gwyrdd a ddefnyddir ar gyfer tiwbiau pelydr catod teledu lliw (CRTs) bob amser wedi'i seilio'n bennaf ar sylffid sinc rhad ac effeithlon, ond mae powdr terbium bob amser wedi'i ddefnyddio fel powdr gwyrdd teledu lliw taflunio, megis y2SIO5: tb3+, y3 (al, ga) 5o12: tb3+. Gyda datblygiad teledu diffiniad uchel sgrin fawr (HDTV), mae powdrau fflwroleuol gwyrdd perfformiad uchel ar gyfer CRTs hefyd yn cael eu datblygu. Er enghraifft, mae powdr fflwroleuol gwyrdd hybrid wedi'i ddatblygu dramor, sy'n cynnwys Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, ac Y2SIO5: TB3+, sydd ag effeithlonrwydd cyfoledd rhagorol ar ddwysedd cerrynt uchel.
Y powdr fflwroleuol pelydr-X traddodiadol yw calsiwm twngstate. Yn y 1970au a'r 1980au, datblygwyd powdrau fflwroleuol prin y ddaear ar gyfer sgriniau sensiteiddio, megisterbiwm, lanthanum sylffid ocsid wedi'i actifadu, ocsid bromid lanthanum wedi'i actifadu gan terbium (ar gyfer sgriniau gwyrdd), ac ocsid sylffid yttrium wedi'i actifadu gan terbium. O'i gymharu â thwngstate calsiwm, gall powdr fflwroleuol daear prin leihau amser arbelydru pelydr-X i gleifion 80%, gwella datrysiad ffilmiau pelydr-X, ymestyn hyd oes tiwbiau pelydr-X, a lleihau'r defnydd o ynni. Defnyddir terbium hefyd fel ysgogydd powdr fflwroleuol ar gyfer sgriniau gwella pelydr-X meddygol, a all wella sensitifrwydd trosi pelydr-X yn ddelweddau optegol yn fawr, gwella eglurder ffilmiau pelydr-X, a lleihau'r dos amlygiad o belydrau-X i'r corff dynol yn fawr (gan fwy na 50%).
Terbiwmyn cael ei ddefnyddio hefyd fel ysgogydd yn y ffosffor LED gwyn wedi'i gyffroi gan olau glas ar gyfer goleuadau lled -ddargludyddion newydd. Gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu ffosfforau grisial optegol terbium alwminiwm magneto, gan ddefnyddio deuodau allyrru golau glas fel ffynonellau golau cyffroi, ac mae'r fflwroleuedd a gynhyrchir yn gymysg â'r golau cyffroi i gynhyrchu golau gwyn pur
Mae'r deunyddiau electroluminescent a wneir o terbium yn bennaf yn cynnwys powdr fflwroleuol gwyrdd sylffid sinc gydaterbiwmfel yr ysgogydd. O dan arbelydru uwchfioled, gall cyfadeiladau organig terbium allyrru fflwroleuedd gwyrdd cryf a gellir eu defnyddio fel deunyddiau electroluminescent ffilm denau. Er bod cynnydd sylweddol wedi'i wneud yn yr astudiaeth odaear brinFfilmiau tenau electroluminescent cymhleth organig, mae yna fwlch penodol o ymarferoldeb o hyd, ac mae ymchwil ar ffilmiau a dyfeisiau tenau electroluminescent cymhleth organig prin yn dal yn fanwl.
Defnyddir nodweddion fflwroleuedd terbium hefyd fel stilwyr fflwroleuedd. Astudiwyd y rhyngweithio rhwng terbium ofloxacin (TB3+) cymhleth ac asid deoxyribonucleig (DNA) gan ddefnyddio fflwroleuedd ac sbectra amsugno, megis stiliwr fflwroleuedd terbium ofloxacin (TB3+). Dangosodd y canlyniadau y gall y stiliwr ofloxacin TB3+ffurfio rhigol sy'n rhwymo â moleciwlau DNA, a gall asid deoxyribonucleig wella fflwroleuedd system ofloxacin TB3+yn sylweddol. Yn seiliedig ar y newid hwn, gellir pennu asid deoxyribonucleig.
Ar gyfer deunyddiau optegol magneto
Defnyddir deunyddiau ag effaith Faraday, a elwir hefyd yn ddeunyddiau magneto-optegol, yn helaeth mewn laserau a dyfeisiau optegol eraill. Mae dau fath cyffredin o ddeunyddiau optegol magneto: crisialau optegol magneto a gwydr optegol magneto. Yn eu plith, mae gan grisialau magneto-optegol (fel garnet haearn yttrium a terbium gallium garnet) fanteision amledd gweithredu addasadwy a sefydlogrwydd thermol uchel, ond maent yn ddrud ac yn anodd eu cynhyrchu. Yn ogystal, mae gan lawer o grisialau magneto-optegol ag onglau cylchdroi Faraday uchel amsugno uchel yn yr ystod tonnau byr, sy'n cyfyngu ar eu defnydd. O'i gymharu â chrisialau optegol Magneto, mae gan Magneto Optical Glass y fantais o drosglwyddo uchel ac mae'n hawdd ei wneud yn flociau neu ffibrau mawr. Ar hyn o bryd, mae sbectol magneto-optegol ag effaith Faraday uchel yn sbectol dop ïon prin yn bennaf.
A ddefnyddir ar gyfer deunyddiau storio optegol magneto
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad cyflym amlgyfrwng ac awtomeiddio swyddfa, mae'r galw am ddisgiau magnetig gallu uchel newydd wedi bod yn cynyddu. Mae ffilmiau tenau aloi metel pontio terbium metel amorffaidd wedi'u defnyddio i gynhyrchu disgiau optegol magneto perfformiad uchel. Yn eu plith, mae gan ffilm denau TBFECO y perfformiad gorau. Mae deunyddiau magneto-optegol wedi'u seilio ar terbium wedi'u cynhyrchu ar raddfa fawr, a defnyddir disgiau magneto-optegol ohonynt fel cydrannau storio cyfrifiadurol, gyda chynhwysedd storio wedi cynyddu 10-15 gwaith. Mae ganddynt fanteision capasiti mawr a chyflymder mynediad cyflym, a gellir eu sychu a'u gorchuddio degau o filoedd o weithiau pan gânt eu defnyddio ar gyfer disgiau optegol dwysedd uchel. Maent yn ddeunyddiau pwysig mewn technoleg storio gwybodaeth electronig. Y deunydd magneto-optegol a ddefnyddir amlaf yn y bandiau gweladwy a bron-is-goch yw grisial sengl terbium gallium garnet (TGG), sef y deunydd magneto-optegol gorau ar gyfer gwneud cylchdrowyr ac ynysyddion Faraday.
Ar gyfer gwydr optegol magneto
Mae gan Faraday Magneto Optical Glass dryloywder ac isotropi da yn y rhanbarthau gweladwy ac is -goch, a gall ffurfio siapiau cymhleth amrywiol. Mae'n hawdd cynhyrchu cynhyrchion maint mawr a gellir eu tynnu i mewn i ffibrau optegol. Felly, mae ganddo ragolygon cymwysiadau eang mewn dyfeisiau optegol magneto fel ynysyddion optegol magneto, modwleiddwyr optegol magneto, a synwyryddion cerrynt ffibr optig. Oherwydd ei foment magnetig fawr a chyfernod amsugno bach yn yr ystod weladwy ac is -goch, mae ïonau TB3+wedi cael eu defnyddio'n gyffredin ïonau daear prin mewn sbectol optegol magneto.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive aloi
Ar ddiwedd yr 20fed ganrif, gyda dyfnhau parhaus Chwyldro Technolegol y Byd, roedd deunyddiau cymhwysiad daear prin newydd yn dod i'r amlwg yn gyflym. Ym 1984, cydweithiodd Prifysgol Talaith Iowa, Labordy Ames Adran Ynni'r UD, a Chanolfan Ymchwil Arfau Arwyneb Llynges yr UD (y daeth prif bersonél y Gorfforaeth Technoleg Edge Sefydledig ddiweddarach (ET Rema)) i ddatblygu deunydd deallus daear prin newydd, sef deunydd magnetosig terbium dysprosiwm terbium. Mae gan y deunydd deallus newydd hwn nodweddion rhagorol o drosi egni trydanol yn egni mecanyddol yn gyflym. Mae'r transducers tanddwr ac electro-acwstig a wnaed o'r deunydd magnetostrictive enfawr hwn wedi'u ffurfweddu'n llwyddiannus mewn offer llyngesol, siaradwyr canfod ffynnon olew, systemau rheoli sŵn a dirgryniad, ac archwilio cefnforoedd a systemau cyfathrebu tanddaearol. Felly, cyn gynted ag y ganwyd deunydd magnetostrictive enfawr terbium dysprosium, cafodd sylw eang gan wledydd diwydiannol ledled y byd. Dechreuodd Technolegau Edge yn yr Unol Daleithiau gynhyrchu deunyddiau magnetostrictive anferth terbium dysprosium ym 1989 a'u henwi'n Terfenol D. Yn dilyn hynny, datblygodd Sweden, Japan, Rwsia, y Deyrnas Unedig, ac Awstralia hefyd ddeunyddiau magneostrictive enfawr terbium dysprosium haearn magneostrictive anferthol haearn.
O hanes datblygiad y deunydd hwn yn yr Unol Daleithiau, mae dyfeisio'r deunydd a'i gymwysiadau monopolistig cynnar yn uniongyrchol gysylltiedig â'r diwydiant milwrol (megis y Llynges). Er bod adrannau milwrol ac amddiffyn Tsieina yn cryfhau eu dealltwriaeth o'r deunydd hwn yn raddol. Fodd bynnag, gyda gwelliant sylweddol yng nghryfder cenedlaethol cynhwysfawr Tsieina, bydd y galw am gyflawni strategaeth gystadleuol filwrol yr 21ain ganrif a gwella lefelau offer yn bendant yn frys iawn. Felly, bydd y defnydd eang o ddeunyddiau magnetostrictive anferth terbium dysprosium gan adrannau amddiffyn milwrol a chenedlaethol yn anghenraid hanesyddol.
Yn fyr, mae nifer o briodweddau rhagorolterbiwmEi wneud yn aelod anhepgor o lawer o ddeunyddiau swyddogaethol ac yn safle anadferadwy mewn rhai meysydd cais. Fodd bynnag, oherwydd pris uchel terbium, mae pobl wedi bod yn astudio sut i osgoi a lleihau'r defnydd o terbium er mwyn lleihau costau cynhyrchu. Er enghraifft, dylai deunyddiau magneto-optegol daear prin hefyd ddefnyddio cost iselhaearn dysprosiumcobalt neu gadolinium terbium cobalt cymaint â phosibl; Ceisiwch leihau cynnwys terbium yn y powdr fflwroleuol gwyrdd y mae'n rhaid ei ddefnyddio. Mae'r pris wedi dod yn ffactor pwysig sy'n cyfyngu ar y defnydd eang oterbiwm. Ond ni all llawer o ddeunyddiau swyddogaethol wneud hebddo, felly mae'n rhaid i ni lynu wrth yr egwyddor o “ddefnyddio dur da ar y llafn” a cheisio arbed y defnydd oterbiwmcymaint â phosib.
Amser Post: Hydref-25-2023