Тербийпринадлежит к категории тяжелых редкоземельных элементов, с низким содержанием в коре Земли всего 1,1 ч / млн.Оксид тербиясоставляет менее 0,01% от общего количества редкоземельных элементов. Даже в высокой ионной руде ионов с высоким ионом ионов ионов с самым высоким содержанием тербия на содержание тербия приходится только 1,1-1,2% от общего числаРедко -земля, указывая, что он принадлежит «благородной» категорииРедко -земляэлементы. 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 леттербийпоказал свой уникальный талант.
Обнаружение истории
Шведский химик Карл Густаф Мосандер обнаружил тербия в 1843 году. Он обнаружил его примеси воксид иттрияиY2O3. Иттрийназван в честь деревни Итби в Швеции. До появления технологии ионного обмена тербий не был изолирован в своей чистой форме.
Моссандр впервые разделилсяоксид иттрияв три части, все названные в честь руд:оксид иттрия, оксид эрбия, иоксид тербия. Оксид тербияПервоначально состоял из розовой части из -за элемента, известного какЭрбий. Оксид эрбия(включая то, что мы сейчас называем тербий), изначально было бесцветной частью решения. Нерастворимый оксид этого элемента считается коричневым.
Позже работникам было трудно наблюдать за крошечным бесцветным »оксид эрбия«, Но растворимая розовая часть нельзя игнорировать. Дебаты о существованииоксид эрбиянеоднократно появлялся. 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 дисульфид натрия или сульфат калия для удаления диоксида церияоксид иттрияНепреднамеренно поворачиватьсятербийв церий, содержащий осадки. В настоящее время известен как 'тербий', только около 1% оригиналаоксид иттрияприсутствует, но этого достаточно для передачи светло -желтого цветаоксид иттрияПолем Поэтому,тербийявляется вторичным компонентом, который первоначально содержал его, и он контролируется его непосредственными соседями,ГадолинийиДиспрозиум.
После этого, всякий раз, когда другоеРедко -земляЭлементы были отделены от этой смеси, независимо от доли оксида, название тербия сохраняли до тех пор, пока, наконец, коричневый оксидтербийбыл 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
Электронный макет:
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F9
Электронное расположениетербий[XE] 6S24F9. Обычно только три электрона могут быть удалены до того, как ядерный заряд станет слишком большим, чтобы быть дальше ионизированием. Однако в случаетербий, полуавременныйтербийПозволяет дальнейшей ионизации четвертого электрона в присутствии очень сильного окислителя, такого как фториновый газ.
Металл
Тербийэто 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 ранними элементами лантаноида он относительно стабилен в воздухе. Девятый элемент элементов лантаноида, тербий, представляет собой высоко заряженный металл, который реагирует с водой с образованием газа водорода.
В природе,тербийникогда не было обнаружено свободным элементом, присутствующим в небольших количествах в фосфорных серийских песчаных песка и кремниевой бериллиум иттрий.ТербийСосуществляет с другими редкоземельными элементами в монацитном песке, в целом с содержанием тербия 0,03%. Другие источники включают фосфат иттрия и редкоземельное золото, которые представляют собой смеси оксидов, содержащих до 1% тербия.
Приложение
ПрименениетербийВ основном включает в себя высокотехнологичные области, которые являются технологическими интенсивными и интенсивными знаниями и интенсивными передовыми проектами, 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. Итербийявляется 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 оптических дисков магнито.
(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 -землятербийможет улучшить качество сельскохозяйственных культур и увеличить скорость фотосинтеза в пределах определенного диапазона концентраций. Комплексы тербия обладают высокой биологической активностью и тройными комплексамитербий, TB (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, оказывают хорошее антибактериальное и бактерицидное влияние на Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis и Escherichia coli, с антибактериальными свойствами широкого спектра. Изучение этих 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 цвета телевизионного телевидения красное флуоресцентное порошок стимулировало спрос наиттрийиЕвропий, тогда применение и разработка тербия были продвинуты с помощью редкоземельного трех первичного 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 флуоресцентные порошки с редкоземелью используютсятербий, как активатор.
Зеленый флуоресцентный порошок, используемый для цветных телевизионных катодных пробирков (CRT), всегда был в основном основан на дешевом и эффективном сульфиде цинка, но порошок тербийного цвета всегда использовался в качестве проекционного цветового телевизионного порошка, таких как 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 флуоресцентные порошки для экранов сенсибилизации, напримертербий, активированный оксид сульфида лантана, активированный тербий оксид бромида лантана (для зеленых экранов) и активированный тербий оксид сульфида иттрия. По сравнению с вольфрамовым приводом кальциевого флуоресцентного порошка может сократить время рентгеновского облучения для пациентов на 80%, улучшить разрешение рентгеновских пленок, продлить срок службы рентгеновских труб и снизить 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%).
Тербийтакже используется в качестве активатора в белой светодиодной фосфоре, возбужденной синим светом для нового полупроводникового освещения. Его можно использовать для получения оптических фосфоров алюминиевого алюминиевого магнита, используя диоды, излучающие синий свет, в качестве источников света возбуждения, а генерируемая флуоресценция смешивается с светом возбуждения с образованием чистого белого света
Электролюминесцентные материалы, изготовленные из тербия в основном, включают зеленый флуоресцентный порошок цинка стербийкак активатор. При ультрафиолетовом облучении органические комплексы тербия могут выделять сильную зеленую флуоресценцию и могут использоваться в качестве тонкопленочных электролюминесцентных материалов. Хотя значительный прогресс был достигнут в изученииРедко -земляОрганические комплексные электролюминесцентные тонкие пленки, все еще существует определенный разрыв от практичности, и исследования на экологически чистых электролюминесцентных тонких пленках и устройствах и устройствах с редкоземельными экологически чистыми.
Флуоресцентные характеристики тербия также используются в качестве флуоресцентных зондов. Взаимодействие между тербийским комплексом офексацина (TB3+) и дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) было изучено с использованием флуоресцентных и абсорбционных спектров, таких как флуоресцентный зонд тербия олоксацина (TB3+). Результаты показали, что зонд OfLoxacin TB3+может образовывать связывание канавки с молекулами ДНК, а дезоксирибонуклеиновая кислота может значительно усилить флуоресценцию системы офлоксацина TB3+. Основываясь на этом изменении, может быть определена дезоксирибонуклеиновая кислота.
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 высокими углами 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. Тонкие пленки из аморфного металла-переходного металла использовались для производства высокопроизводительных оптических дисков магнито. 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 непрерывным углублением мировой технологической революции, появились новые материалы для применения редкоземелью. В 1984 году в Университете штата Айова, лаборатории Министерства энергетики Эймса и Центра исследований военно -морского оружия ВМС США (из которого появился главный персонал более поздней установленной технологии Edge Technology Corporation (ET REMA)) сотрудничал для разработки нового редкоземельного интеллектуального материала, а также тербийного диспрозивного ферромагнетического магнитостического материала. Этот новый интеллектуальный 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, благодаря значительному улучшению всеобъемлющей национальной силы Китая, спрос на достижение военной конкурентной стратегии 21 -го века и повышения уровня оборудования определенно будет очень срочным. 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 свойстватербийСделайте его незаменимым членом многих функциональных материалов и незаменимым позицией 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 недорогиеDysprosium Ironкобальт или гадолиний тербий кобальт как можно больше; Постарайтесь уменьшить содержание тербия в зеленом флуоресцентном порошке, которое необходимо использовать. Цена стала важным фактором, ограничивающим широкое использованиетербийПолем Но многие функциональные материалы не могут обойтись без него, поэтому мы должны придерживаться принципа «использования хорошей стали на лезвии» и попытаться сохранить использованиетербийкак можно больше.
Время сообщения: 25-2023 октября