Тербийпринадлежит к категории тяжелыхРедко -Земли, с низким содержанием в земной коре всего 1,1 часа млн. Оксид тербия составляет менее 0,01% от общего количества редкоземелей. Даже в высокой тяжелой редкоземельной руде ионов ионов ионов и с самым высоким содержанием тербия, содержание тербия приходится только на 1,1-1,2% от общего редкоземеля, что указывает на то, что оно принадлежит к «благородной» категории редкоземельных элементов. В течение более 100 лет с момента обнаружения тербия в 1843 году его нехватка и ценность предотвращали его практическое применение в течение длительного времени. Только за последние 30 лет тербий показал свой уникальный талант。
Обнаружение истории
Шведский химик Карл Густаф Мосандер обнаружил тербия в 1843 году. Он обнаружил его примеси вИттрий (III) оксидиY2O3Полем Иттрий назван в честь деревни Иттерби в Швеции. До появления технологии ионного обмена тербий не был изолирован в своей чистой форме.
Мозант сначала разделил оксид иттрия (III) на три части, все названные в честь руд: оксид иттрий (III),Эрбий (III) оксиди оксид тербия. Оксид тербия изначально состоял из розовой части из -за элемента, известного как эрбий. «Оксид эрбия (III)» (включая то, что мы сейчас называем тербий), изначально был по существу бесцветной частью в растворе. Нерастворимый оксид этого элемента считается коричневым.
Позже работники едва могли наблюдать крошечный бесцветный «оксид эрбия (III)», но растворимая розовая часть нельзя игнорировать. Дебаты о существовании оксида эрбия (III) возникали неоднократно. В хаосе первоначальное название было изменено, и обмен именами застрял, поэтому розовая часть в конечном итоге упоминалась как решение, содержащее эрбий (в решении она была розовой). В настоящее время считается, что рабочие, которые используют бисульфат натрия или сульфат калияОксид церия (IV)Из оксида иттрия (III) и непреднамеренно превращают тербий в осадок, содержащий церий. Только около 1% оригинального оксида иттрия (III), теперь известного как «тербий», достаточно, чтобы перенести желтоватый цвет оксиду иттрия (III). Следовательно, тербий является вторичным компонентом, который первоначально содержал его, и он контролируется его непосредственными соседями, гадолинием и диспрозиумом.
После этого, всякий раз, когда другие редкоземельные элементы были отделены от этой смеси, независимо от доли оксида, название тербия сохраняли до тех пор, пока, наконец, оксид коричневого тербия был получен в чистой форме. Исследователи в 19 -м веке не использовали ультрафиолетовую флуоресцентную технологию для наблюдения за ярко -желтыми или зелеными узелками (III), что облегчает распознавание тербия в твердых смесях или растворах.
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Электронная конфигурация тербия составляет [XE] 6S24F9. Обычно только три электрона могут быть удалены до того, как ядерный заряд станет слишком большим, чтобы быть дальнейшим ионизированным, но в случае тербия полу -заполненный тербий позволяет дальнейшему ионизированию четвертого электрона в присутствии очень сильных окислителей, таких как фториновый газ.
Тербий - это серебряный белый редкоземельный металл с пластичностью, вязкостью и мягкостью, который можно разрезать ножом. Температура плавления 1360 ℃, точка кипения 3123 ℃, плотность 8229 4 кг/м3. По сравнению с ранним лантанойдом, он относительно стабилен в воздухе. Как девятый элемент лантаноида, тербий является металлом с сильным электричеством. Он реагирует с водой с образованием водорода.
В природе тербий никогда не был обнаружен свободным элементом, небольшое количество, которое существует в фосфокериевом песке Тория и гадолините. Тербий сосуществует с другими редкоземельными элементами в монацитном песке, с обычно 0,03% содержанием тербия. Другими источниками являются Xenotime и черные редкие золотые руды, оба из которых представляют собой смеси оксидов и содержат до 1% тербия.
Приложение
Применение тербия в основном включает в себя высокотехнологичные области, которые представляют собой технологические интенсивные и интенсивные знания, а также проекты со значительными экономическими преимуществами, с привлекательными перспективами развития.
Основные области применения включают:
(1) Используется в форме смешанных редкоземелей. Например, он используется в качестве удобрения редкоземельного соединения и кормовой добавки для сельского хозяйства.
(2) Активатор для зеленого порошка в трех основных флуоресцентных порошках. Современные оптоэлектронные материалы требуют использования трех основных цветов фосфоров, а именно красного, зеленого и синего, которые можно использовать для синтеза различных цветов. А тербий является незаменимым компонентом во многих высококачественных зеленых флуоресцентных порошках.
(3) Используется в качестве оптического материала для магнито. Тонкие пленки из аморфного металла-переходного металла использовались для производства высокопроизводительных магнитооптических дисков.
(4) Производственное магнито оптическое стекло. Вращающее стекло Faraday, содержащее тербий, является ключевым материалом для производства ротаторов, изоляторов и циркуляторов в лазерной технологии.
(5) Разработка и разработка тербийского диспрозиума ферромагнетострикционного сплава (терфенол) открыл новые применения для тербия.
Для сельского хозяйства и животного хозяина
Редко -земный тербий может улучшить качество сельскохозяйственных культур и увеличить скорость фотосинтеза в определенном диапазоне концентрации. Тербийские комплексы обладают высокой биологической активностью. Тернальные комплексы тербия, ТБ (ALA) 3Benim (CLO4) 3 · 3H2O, оказывают хорошее антибактериальное и бактерицидное влияние на стафилококк Aureus, Bacillus subtilis и Escherichia coli. У них широкий антибактериальный спектр. Изучение таких комплексов обеспечивает новое направление исследования современных бактерицидных препаратов.
Используется в области люминесценции
Современные оптоэлектронные материалы требуют использования трех основных цветов фосфоров, а именно красного, зеленого и синего, которые можно использовать для синтеза различных цветов. А тербий является незаменимым компонентом во многих высококачественных зеленых флуоресцентных порошках. Если рождение редкоземельного цветного телевизора красного флуоресцентного порошка стимулировало потребность в иттрия и европиуме, то применение и развитие тербия были способны пропагандировать с помощью редкоземельного зеленого зеленого флуоресцентного порошка для ламп. В начале 1980-х годов Philips изобрел первую в мире компактную энергетическую флуоресцентную флуоресцентную лампу и быстро продвигала ее во всем мире. Ионы TB3+могут излучать зеленый свет с длиной волны 545 нм, и почти все зеленые фоссы редкоземельны используют тербий в качестве активатора.
Зеленый фосфор для цветной телевизионной катодной лучевой трубки (CRT) всегда основывался на сульфиде цинка, который является дешевым и эффективным, но порошок тербийного цвета всегда использовался в качестве зеленого фосфора для проекционного цветового телевизора, включая Y2SIO5 ∶ TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12 ∶ TB3+и LAOBR ∶ TB3+. С разработкой большого экрана телевизора высокой четкости (HDTV), также разрабатываются высокоэффективные зеленые флуоресцентные порошки для CRT. Например, за границей был разработан гибридный зеленый флуоресцентный порошок, состоящий из Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+и Y2SIO5: TB3+, которые имеют превосходную эффективность люминесценции при высокой плотности тока.
Традиционный рентгеновский флуоресцентный порошок представляет собой вольфрама кальция. В 1970-х и 1980-х годах были разработаны редкоземельные фоссы для интенсивных скринов, такие как активированный тербий-оксид сера лантанам, активированный тербий-оксид брома ландтанам (для зеленых экранов), активированный тербий-иттрия (III) оксид и т. Д. По сравнению с расчисткой для урегулирования, приводящаяся порошка может снизить дороды x-ray с x-ray-rade- 80%, улучшить разрешение рентгеновских пленок, продлить срок службы рентгеновских трубок и уменьшить потребление энергии. Тербий также используется в качестве флуоресцентного порошкового активатора для медицинских экранов усовершенствования рентгеновских лучей, что может значительно улучшить чувствительность рентгеновского превращения в оптические изображения, улучшить ясность рентгеновских пленок и значительно уменьшить дозу воздействия рентгеновских лучей в организм человека (более чем на 50%).
Тербий также используется в качестве активатора в белом светодиодном фосфоре, возбужденном синим светом для нового полупроводникового освещения. Его можно использовать для получения оптических фосфоров алюминиевых магнитов тербийского алюминия, используя диоды, излучающие синий свет, в качестве источников света возбуждения, а генерируемая флуоресценция смешивается с светом возбуждения с производством чистого белого света.
Электролюминесцентные материалы, изготовленные из тербия в основном, включают в себя зеленый фосфор цинка с тербием в качестве активатора. При ультрафиолетовом облучении органические комплексы тербия могут выделять сильную зеленую флуоресценцию и могут использоваться в качестве тонкопленочных электролюминесцентных материалов. Хотя был достигнут значительный прогресс в изучении редкоземельных органических комплексных электролюминесцентных тонких пленок, по -прежнему существует определенный разрыв от практичности, и исследования на органических комплексных комплексных электролюминесцентных тонких пленках и устройствах редкоземельных экологически чистые комплексы.
Флуоресцентные характеристики тербия также используются в качестве флуоресцентных зондов. Например, флуоресцентный флуоресцентный зонд оферксацина (TB3+)) использовался для изучения взаимодействия между комплексом терминацином (TB3+) и ДНК (ДНК) с помощью спектра флуоресцентного спектра и спектра абсорбции, что указывает на то, что оценочная цифровая диапазона может образовывать градус -связывание в растущей диаграмме, используемое растягиваемое усиливание, используемое расти, используемое расти, используемое расти, используемое расти, используемое раст -карьон, используемое усиливание, используемое раст -диаграмма, используемое раст -диаграмма, используемое раст -диаграмма, используемое растущее, используемое растущее, используемое растущее, используемое растущее, используемое диактива, используемое растущая график, содержащаяся в растущей диапазоне. TB3+Система. Основываясь на этом изменении, ДНК может быть определена.
Для магнито оптических материалов
Материалы с эффектом Фарадея, также известные как магнитооптические материалы, широко используются в лазерах и других оптических устройствах. Существует два общих типа оптических материалов магнито: оптические кристаллы магни и оптическое стекло магнито. Среди них магнитооптические кристаллы (такие как железный гранат иттрия и гранат в галбие) имеют преимущества регулируемой рабочей частоты и высокой тепловой стабильности, но они дороги и сложны для производства. Кроме того, многие магнитооптические кристаллы с высоким углом вращения фарадея имеют высокое поглощение в диапазоне коротких волн, что ограничивает их использование. По сравнению с оптическими кристаллами Magneto, оптическое стекло Magneto имеет преимущество высокой коэффициенты и легко превращаться в большие блоки или волокна. В настоящее время магнитооптические очки с высоким эффектом Фарадея в основном являются редкоземельными ионами.
Используется для магнито оптических материалов для хранения
В последние годы, благодаря быстрому развитию мультимедийной и офисной автоматизации, спрос на новые магнитные диски с высокой емкостью увеличивается. Аморфные металлические переходные металлические сплавные пленки использовались для производства высокопроизводительных магнитооптических дисков. Среди них тонкая пленка сплава TBFECO имеет лучшее выступление. Магнитооптические материалы на основе тербия были получены в больших масштабах, а магнитооптические диски, изготовленные из них, используются в качестве компонентов компьютерного хранилища, причем емкость хранения увеличивается в 10-15 раз. Они имеют преимущества большой емкости и быстрого доступа, и могут быть вытерты и покрыты десятки тысяч раз при использовании для оптических дисков высокой плотности. Это важные материалы в технологии хранения электронной информации. Наиболее часто используемым магнитооптическим материалом в видимых и ближних инфракрасных полосах является монокристалл тербий-галлия (TGG), который является лучшим магнитооптическим материалом для изготовления ротаторов и изоляторов Faraday.
Для магнито оптического стекла
Оптическое стекло Faraday Magneto обладает хорошей прозрачностью и изотропией в видимых и инфракрасных областях и может образовывать различные сложные формы. Его легко производить продукты большого размера и можно втянуть в оптические волокна. Следовательно, он имеет широкие перспективы применения в оптических устройствах магнито, таких как оптические изоляторы Magneto, оптические модуляторы Magneto и датчики оптоволоконного тока. Из -за своего большого магнитного момента и небольшого коэффициента поглощения в видимом и инфракрасном диапазоне ионы TB3+обычно используют ионы редкоземельной земли в оптических очках магнито.
Тербийский диспрозиум ферромагнетостриктивный сплав
В конце 20 -го века, с углублением мировой научной и технологической революции, новые прикладные материалы для редкоземельны быстро появляются. В 1984 году Университет штата Айова Соединенных Штатов, Лаборатория Аймса Министерства энергетики Соединенных Штатов и Центр исследований военно -морского оружия ВМС США (основной персонал более поздней американской технологии Edge (ET Rema) поступил из Центра) совместно разработал новый материал для интеллектуального использования редкоземеля, а именно телажник -гигантский гигантский гигантский материал. Этот новый умный материал имеет превосходные характеристики быстрого превращения электрической энергии в механическую энергию. Подводные и электроакустические преобразователи, изготовленные из этого гигантского магнитострикционного материала, были успешно настроены в военно-морском оборудовании, динамиках нефтяного скважина, системах управления шумом и вибрациями, а также в системах разведки океана и подземных системах связи. Следовательно, как только родился железной гигантский гигант тербийского диспрозиума, он получил широкое внимание со стороны промышленно развитых стран по всему миру. Edge Technologies в Соединенных Штатах начали производить тербийский диспрозиум -гигантский магнитострикционные материалы в 1989 году, и назвал их терфенолом D. Впоследствии, Швеция, Япония, Россия, Великобритания и Австралия, также разработали теловые магнитостриктивные материалы с деспрозиумом.
Из истории развития этого материала в Соединенных Штатах как изобретение материала, так и его ранние монополистические приложения напрямую связаны с военной промышленностью (например, военно -морской флот). Хотя военные и обороны Китая постепенно укрепляют свое понимание этого материала. Однако после того, как всеобъемлющая национальная власть Китая значительно возросла, требования к реализации военной конкурентной стратегии в 21 -м веке и повышении уровня оборудования, безусловно, будут очень срочными. Таким образом, широко распространенное использование железного гигантского гигантского гиганта термино -диспрозиума со стороны военных и национальных оборонительных департаментов будет исторической необходимостью.
Короче говоря, многие превосходные свойства тербия делают его незаменимым членом многих функциональных материалов и незаменимых позиций в некоторых областях применения. Однако из -за высокой цены на тербий люди изучали, как избежать и минимизировать использование тербия, чтобы снизить производственные затраты. Например, редкоземельные магнито-оптические материалы также должны использовать низкокачественный кобальт железа или кобальт гадолиния тербия; Постарайтесь уменьшить содержание тербия в зеленом флуоресцентном порошке, которое необходимо использовать. Цена стала важным фактором, ограничивающим широкое использование тербия. Но многие функциональные материалы не могут обойтись без него, поэтому мы должны придерживаться принципа «использования хорошей стали на лезвии» и попытаться сохранить использование тербия как можно больше.
Время сообщения: июль-05-2023