Terbiumni ya jamii ya nzitodunia adimu, na wingi wa chini katika ukoko wa Dunia saa 1.1 ppm tu. Terbium oxide inachukua chini ya 0.01% ya jumla ya Dunia adimu. Hata katika aina ya juu ya Yttrium ion nzito adimu ya ardhini na yaliyomo juu zaidi ya terbium, yaliyomo ya terbium husababisha tu 1.1-1.2% ya jumla ya Dunia adimu, ikionyesha kuwa ni ya jamii ya "Noble" ya vitu adimu vya dunia. Kwa zaidi ya miaka 100 tangu ugunduzi wa terbium mnamo 1843, uhaba wake na thamani imezuia matumizi yake ya vitendo kwa muda mrefu. Ni katika miaka 30 iliyopita ambapo Terbium imeonyesha talanta yake ya kipekee。
Kugundua historia
Daktari wa dawa wa Uswidi Carl Gustaf Mosander aligundua Terbium mnamo 1843. Alipata uchafu wake katikaYttrium (III) oksidinaY2O3. Yttrium ametajwa baada ya kijiji cha Ytterby huko Uswidi. Kabla ya kuibuka kwa teknolojia ya kubadilishana ion, terbium haikutengwa katika hali yake safi.
Mosant kwanza kugawanywa yttrium (III) oksidi katika sehemu tatu, zote zilizopewa jina baada ya ores: yttrium (iii) oksidi,Erbium (III) oksidi, na oksidi ya terbium. Terbium oxide hapo awali iliundwa na sehemu ya rangi ya waridi, kwa sababu ya kitu kinachojulikana kama erbium. "Erbium (III) oksidi" (pamoja na kile tunachokiita Terbium) hapo awali ilikuwa sehemu isiyo na rangi katika suluhisho. Oksidi isiyo na mafuta ya kitu hiki inachukuliwa kuwa hudhurungi.
Wafanyikazi wa baadaye hawakuweza kuona "oksidi ndogo" isiyo na rangi ", lakini sehemu ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi haikuweza kupuuzwa. Mijadala juu ya uwepo wa oksidi ya erbium (III) imeibuka mara kwa mara. Katika machafuko, jina la asili lilibadilishwa na ubadilishanaji wa majina ulikwama, kwa hivyo sehemu ya rangi ya pinki ilitajwa kama suluhisho lililo na erbium (katika suluhisho, ilikuwa pink). Inaaminika sasa kuwa wafanyikazi wanaotumia sodium bisulfate au sulfate ya potasiamu huchukuaCerium (IV) oksidiKati ya yttrium (III) oksidi na bila kukusudia kugeuza terbium kuwa sediment iliyo na cerium. Karibu 1% tu ya oksidi ya asili ya yttrium (III), ambayo sasa inajulikana kama "terbium", inatosha kupitisha rangi ya manjano kwa oksidi ya Yttrium (III). Kwa hivyo, terbium ni sehemu ya sekondari ambayo hapo awali ilikuwa nayo, na inadhibitiwa na majirani zake wa karibu, gadolinium na dysprosium.
Baadaye, wakati wowote vitu vingine vya nadra vya ardhi vilitengwa na mchanganyiko huu, bila kujali idadi ya oksidi, jina la terbium lilihifadhiwa hadi mwishowe, oksidi ya kahawia ya terbium ilipatikana kwa fomu safi. Watafiti katika karne ya 19 hawakutumia teknolojia ya fluorescence ya ultraviolet kutazama vijiti vyenye manjano au kijani kibichi (III), na kuifanya iwe rahisi kwa terbium kutambuliwa katika mchanganyiko au suluhisho thabiti.
Usanidi wa elektroni
Usanidi wa elektroni:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Usanidi wa elektroni wa terbium ni [XE] 6S24F9. Kawaida, elektroni tatu tu zinaweza kuondolewa kabla ya malipo ya nyuklia kuwa kubwa sana kuwa ionized zaidi, lakini katika kesi ya terbium, nusu iliyojazwa terbium inaruhusu elektroni ya nne ionekane zaidi mbele ya vioksidishaji vikali kama vile gesi ya fluorine.
Terbium ni chuma nyeupe adimu ya ardhini na ductility, ugumu, na laini ambayo inaweza kukatwa kwa kisu. Uhakika wa kuyeyuka 1360 ℃, kiwango cha kuchemsha 3123 ℃, wiani 8229 4kg/m3. Ikilinganishwa na lanthanide ya mapema, ni sawa hewani. Kama sehemu ya tisa ya lanthanide, terbium ni chuma na umeme wenye nguvu. Humenyuka na maji kuunda hidrojeni.
Kwa maumbile, terbium haijawahi kupatikana kuwa kitu cha bure, kiasi kidogo ambacho kipo kwenye mchanga wa phosphocerium thorium na gadolinite. Terbium inaunganisha na vitu vingine vya nadra vya ardhi kwenye mchanga wa monazite, na kiwango cha jumla cha 0.03%. Vyanzo vingine ni xenotime na nyeusi nyeusi za dhahabu, zote mbili ni mchanganyiko wa oksidi na zina hadi 1% terbium.
Maombi
Utumiaji wa terbium inajumuisha sana nyanja za hali ya juu, ambazo ni teknolojia kubwa na maarifa miradi ya kupunguza makali, pamoja na miradi yenye faida kubwa za kiuchumi, na matarajio ya maendeleo ya kuvutia.
Sehemu kuu za maombi ni pamoja na:
(1) Inatumika katika mfumo wa Dunia zilizochanganywa. Kwa mfano, hutumiwa kama mbolea ya kawaida ya kiwanja cha ardhi na nyongeza ya kulisha kwa kilimo.
(2) Activator ya poda ya kijani katika poda tatu za msingi za fluorescent. Vifaa vya kisasa vya optoelectronic vinahitaji matumizi ya rangi tatu za msingi za phosphors, ambazo ni nyekundu, kijani na bluu, ambazo zinaweza kutumika kutengenezea rangi tofauti. Na terbium ni sehemu muhimu katika poda nyingi za kijani za fluorescent.
(3) Inatumika kama nyenzo ya uhifadhi wa macho ya Magneto. Filamu nyembamba za chuma za amorphous terbium alloy zimetumika kutengeneza rekodi za hali ya juu za utendaji wa magneto-macho.
(4) Kutengeneza glasi ya macho ya Magneto. Glasi ya mzunguko wa Faraday iliyo na terbium ni nyenzo muhimu kwa viboreshaji vya utengenezaji, watetezi, na wahusika katika teknolojia ya laser.
.
Kwa kilimo na ufugaji wa wanyama
Terbium ya Dunia ya Rare inaweza kuboresha ubora wa mazao na kuongeza kiwango cha photosynthesis ndani ya safu fulani ya mkusanyiko. Mabadiliko ya terbium yana shughuli za kibaolojia. Marekebisho ya ternary ya terbium, Tb (ALA) 3benim (CLO4) 3 · 3H2O, yana athari nzuri za antibacterial na bakteria juu ya Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis na Escherichia coli. Wana wigo mpana wa antibacterial. Utafiti wa tata kama hizi hutoa mwelekeo mpya wa utafiti kwa dawa za kisasa za bakteria.
Kutumika katika uwanja wa luminescence
Vifaa vya kisasa vya optoelectronic vinahitaji matumizi ya rangi tatu za msingi za phosphors, ambazo ni nyekundu, kijani na bluu, ambazo zinaweza kutumika kutengenezea rangi tofauti. Na terbium ni sehemu muhimu katika poda nyingi za kijani za fluorescent. Ikiwa kuzaliwa kwa rangi ya kawaida ya rangi ya TV ya TV nyekundu ya fluorescent kumechochea mahitaji ya yttrium na europium, basi matumizi na maendeleo ya terbium yamekuzwa na poda ya rangi ya kijani ya taa ya kijani kwa taa ya taa ya taa ya kijani. Katika miaka ya mapema ya 1980, Philips aligundua taa ya kwanza ya kuokoa nishati ulimwenguni na ikakuza haraka ulimwenguni. TB3+ions inaweza kutoa taa ya kijani na wimbi la 545nm, na karibu fosforasi zote za kijani za kijani hutumia terbium kama activator.
Phosphor ya kijani ya rangi ya TV cathode ray tube (CRT) daima imekuwa msingi wa sulfidi ya zinki, ambayo ni ya bei rahisi na nzuri, lakini poda ya terbium imekuwa ikitumika kama phosphor ya kijani kwa TV ya rangi ya makadirio, pamoja na Y2Sio5 ∶ TB3+, Y3 (Al, GA) 5O12 ∶ TB3+LAOBR ∶. Pamoja na ukuzaji wa televisheni kubwa ya ufafanuzi wa juu (HDTV), poda za kijani za taa za kijani za CRTs pia zinaandaliwa. Kwa mfano, poda ya kijani ya mseto ya mseto imetengenezwa nje ya nchi, ikiwa na Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, na Y2SIO5: TB3+, ambayo ina ufanisi bora wa luminescence kwa kiwango cha juu cha sasa.
Poda ya jadi ya fluorescent ya X-ray ni kalsiamu tungstate. Mnamo miaka ya 1970 na 1980, phosphors adimu za dunia kwa kuongeza skrini zilitengenezwa, kama vile terbium iliyoamilishwa sulfur lanthanum oxide, terbium iliyoamilishwa bromine lanthanum oxide (kwa skrini za kijani), terbium iliyoamilishwa sulfur yttrium (III), kwa kiwango cha chini cha calc, calcum. X-ray irradiation kwa wagonjwa na 80%, kuboresha azimio la filamu za X-ray, kupanua maisha ya zilizopo za X-ray, na kupunguza matumizi ya nishati. Terbium pia hutumiwa kama activator ya poda ya fluorescent kwa skrini za uimarishaji wa matibabu ya X-ray, ambayo inaweza kuboresha sana unyeti wa ubadilishaji wa X-ray kuwa picha za macho, kuboresha uwazi wa filamu za X-ray, na kupunguza sana kipimo cha mfiduo wa X-rays kwa mwili wa mwanadamu (kwa zaidi ya 50%).
Terbium pia hutumiwa kama activator katika phosphor nyeupe ya LED iliyofurahishwa na taa ya bluu kwa taa mpya ya semiconductor. Inaweza kutumiwa kutengeneza phosphors za glasi ya macho ya aluminium ya terbium, kwa kutumia diode za taa za bluu kama vyanzo vya taa za uchochezi, na fluorescence inayotokana imechanganywa na taa ya uchochezi ili kutoa taa safi nyeupe.
Vifaa vya electroluminescent vilivyotengenezwa na terbium ni pamoja na phosphor ya kijani ya zinki na terbium kama activator. Chini ya umwagiliaji wa ultraviolet, muundo wa kikaboni wa terbium unaweza kutoa fluorescence yenye nguvu ya kijani na inaweza kutumika kama vifaa vya elektroni vya filamu nyembamba. Ingawa maendeleo makubwa yamepatikana katika utafiti wa filamu za kawaida za elektroni za ulimwengu wa elektroni, bado kuna pengo fulani kutoka kwa vitendo, na utafiti juu ya filamu na vifaa vya elektroniki vya elektroni vya elektroniki na vifaa bado viko katika kina.
Tabia za fluorescence ya terbium pia hutumiwa kama uchunguzi wa fluorescence. Kwa mfano, uchunguzi wa fluorescence ya ofloxacin (TB3+) ilitumika kusoma mwingiliano kati ya ofloxacin terbium (TB3+) tata na DNA (DNA) na wigo wa fluorescence na wigo wa kunyonya, ikionyesha kwamba ofloxacin TB3+probe inaweza kuunda groove ya kufwati, na kuashiria kwamba kunaweza kutengenezea dNA, na kupungua kwa nguvu ya dna, kuashiria kwamba ofloxacin tb3+probe inaweza kuunda groove binding na DNA molecul, denacl fluoor, fluoor flunce, fluoor flunce, fluoor and absorption spectrum, kuashiria kwamba ofloxacin tb3+probe inaweza kuunda groove binding na dena molecul, dena Ofloxacin TB3+mfumo. Kulingana na mabadiliko haya, DNA inaweza kuamua.
Kwa vifaa vya macho vya magneto
Vifaa vilivyo na athari ya Faraday, pia inajulikana kama vifaa vya macho vya macho, hutumiwa sana katika lasers na vifaa vingine vya macho. Kuna aina mbili za kawaida za vifaa vya macho vya magneto: fuwele za macho ya magneto na glasi ya macho ya magneto. Miongoni mwao, fuwele za macho ya macho (kama vile yttrium chuma garnet na terbium gallium garnet) zina faida za frequency inayoweza kubadilishwa na utulivu wa juu wa mafuta, lakini ni ghali na ni ngumu kutengeneza. Kwa kuongezea, fuwele nyingi za macho ya macho na pembe ya mzunguko wa juu wa Faraday zina ngozi kubwa katika wimbi fupi, ambalo hupunguza matumizi yao. Ikilinganishwa na fuwele za macho ya magneto, glasi ya macho ya Magneto ina faida ya transmittance kubwa na ni rahisi kufanywa kuwa vizuizi vikubwa au nyuzi. Kwa sasa, glasi za macho ya macho na athari ya juu ya Faraday ni glasi za nadra za ardhi zilizo na glasi.
Inatumika kwa vifaa vya uhifadhi wa macho ya Magneto
Katika miaka ya hivi karibuni, pamoja na maendeleo ya haraka ya media na mitambo ya ofisi, mahitaji ya diski mpya za uwezo wa juu yamekuwa yakiongezeka. Filamu za metali za chuma za amorphous terbium zimetumika kutengeneza rekodi za hali ya juu za utendaji wa magneto-macho. Kati yao, filamu nyembamba ya TBFECO ina utendaji bora. Vifaa vya macho vya macho vya Terbium vimetengenezwa kwa kiwango kikubwa, na rekodi za macho za macho zilizotengenezwa kutoka kwao hutumiwa kama vifaa vya uhifadhi wa kompyuta, na uwezo wa uhifadhi uliongezeka kwa mara 10-15. Zina faida za uwezo mkubwa na kasi ya ufikiaji wa haraka, na zinaweza kufutwa na kufungwa makumi ya maelfu ya nyakati wakati zinatumiwa kwa diski za macho ya juu. Ni vifaa muhimu katika teknolojia ya uhifadhi wa habari ya elektroniki. Vifaa vya kawaida vinavyotumiwa sana kwenye bendi zinazoonekana na za karibu-infrared ni terbium gallium garnet (TGG) glasi moja, ambayo ni nyenzo bora zaidi ya macho ya kufanya mzunguko wa Faraday na watetezi.
Kwa glasi ya macho ya Magneto
Glasi ya macho ya Faraday Magneto ina uwazi mzuri na isotropy katika mikoa inayoonekana na infrared, na inaweza kuunda maumbo tata. Ni rahisi kutoa bidhaa za ukubwa mkubwa na inaweza kuvutwa ndani ya nyuzi za macho. Kwa hivyo, ina matarajio mapana ya matumizi katika vifaa vya macho vya magneto kama vile vitengwa wa macho ya macho, modulators za macho ya magneto, na sensorer za sasa za nyuzi. Kwa sababu ya wakati wake mkubwa wa sumaku na mgawo mdogo wa kunyonya katika safu inayoonekana na ya infrared, ions za TB3+zimetumika kawaida ioni za ardhi kwenye glasi za macho za magneto.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Mwisho wa karne ya 20, na kuongezeka kwa mapinduzi ya kisayansi ya ulimwengu na kiteknolojia, vifaa vipya vilivyotumika vya Dunia vinaibuka haraka. Mnamo 1984, Chuo Kikuu cha Jimbo la Iowa la Merika, Maabara ya Ames ya Idara ya Nishati ya Merika ya Merika na Kituo cha Utafiti wa Silaha za Jeshi la Merika la Merika (wafanyikazi kuu wa Kampuni ya baadaye ya Teknolojia ya Amerika (ET REMA) walitoka kituo hicho) walitengeneza vifaa vipya vya nadra vya ulimwengu, ambavyo ni terbium dysprosium madini kubwa ya madini. Nyenzo hii mpya ya smart ina sifa bora za kubadilisha haraka nishati ya umeme kuwa nishati ya mitambo. Transducers za chini ya maji na electro-acoustic zilizotengenezwa na nyenzo hii kubwa ya sumaku zimesanidiwa kwa mafanikio katika vifaa vya majini, wasemaji wa kugundua vizuri mafuta, kelele na mifumo ya kudhibiti vibration, na uchunguzi wa bahari na mifumo ya mawasiliano ya chini ya ardhi. Kwa hivyo, mara tu nyenzo za magnetostrictive ya terbium dysprosium ilipozaliwa, ilipokea umakini mkubwa kutoka kwa nchi zilizoendelea ulimwenguni. Teknolojia za Edge huko Merika zilianza kutengeneza vifaa vya terbium dysprosium viini vikubwa vya umeme mnamo 1989 na kuziita Terfenol D. Baadaye, Uswidi, Japan, Urusi, Uingereza, na Australia pia ziliendeleza terbium dysprosium chuma kubwa ya umeme.
Kutoka kwa historia ya maendeleo ya nyenzo hii huko Merika, uvumbuzi wa nyenzo na matumizi yake ya mapema ya ukiritimba yanahusiana moja kwa moja na tasnia ya jeshi (kama vile Jeshi la Jeshi). Ingawa idara za jeshi na ulinzi za China zinaimarisha hatua kwa hatua uelewa wao wa nyenzo hii. Walakini, baada ya nguvu kamili ya kitaifa ya China kuongezeka kwa kiasi kikubwa, mahitaji ya kutambua mkakati wa ushindani wa kijeshi katika karne ya 21 na kuboresha kiwango cha vifaa hakika itakuwa ya haraka sana. Kwa hivyo, matumizi ya kuenea ya terbium dysprosium chuma kubwa vifaa vya umeme na idara za jeshi na kitaifa za ulinzi itakuwa hitaji la kihistoria.
Kwa kifupi, mali nyingi bora za terbium hufanya iwe mwanachama muhimu wa vifaa vingi vya kazi na msimamo usioweza kubadilishwa katika nyanja zingine za matumizi. Walakini, kwa sababu ya bei kubwa ya terbium, watu wamekuwa wakisoma jinsi ya kuzuia na kupunguza matumizi ya terbium ili kupunguza gharama za uzalishaji. Kwa mfano, vifaa vya magneto-macho vya nadra vya ardhi vinapaswa pia kutumia bei ya chini ya dysprosium cobalt au gadolinium terbium cobalt iwezekanavyo; Jaribu kupunguza yaliyomo kwenye terbium kwenye poda ya kijani ya fluorescent ambayo lazima itumike. Bei imekuwa jambo muhimu kuzuia utumiaji wa terbium. Lakini vifaa vingi vya kufanya kazi haviwezi kufanya bila hiyo, kwa hivyo lazima tufuate kanuni ya "kutumia chuma nzuri kwenye blade" na kujaribu kuokoa matumizi ya terbium iwezekanavyo.
Wakati wa chapisho: JUL-05-2023