Terbiumоор сейрек кездешүүчү элементтердин категориясына кирет, жер кыртышында 1,1 промилле гана аз мол.Тербия оксидижалпы сейрек кездешүүчү жердин 0,01% дан азын түзөт. Жогорку иттрий иондуу тибиндеги оор сейрек кездешүүчү кендин курамында тербий эң көп болсо да, тербийдин жалпы көлөмү 1,1-1,2% гана түзөт.сейрек жернын “асыл” категориясына таандык экенин көрсөтүп туратсейрек жерэлементтер. 1843-жылы тербий ачылгандан бери 100 жылдан ашык убакыттан бери анын жетишсиздиги жана баалуулугу аны практикада колдонууга көп убакыт тоскоол болгон. Бул акыркы 30 жылдын ичинде ганаterbiumезунун кайталангыс талантын керсетту.
Тарыхты ачуу
Швед химиги Карл Густаф Мосандер тербийди 1843-жылы ачкан. Ал анын аралашмаларыниттрий оксидижанаY2O3. ИтрийШвециядагы Итби кыштагынын атынан аталган. Ион алмашуу технологиясы пайда болгонго чейин тербий таза түрүндө бөлүнгөн эмес.
Моссадер биринчи бөлүшкөниттрий оксидиүч бөлүктөн турат, баары рудалардын атынан аталган:иттрий оксиди, эрбий оксиди, жанатербий оксиди. Тербия оксидиалгач кызгылт түстөгү бөлүктөн турган, азыр элемент катары белгилүү болгонэрбиум. Эрбий оксиди(анын ичинде биз азыр тербий деп атаган нерсенин ичинде) башында эритмедеги түссүз бөлүк болгон. Бул элементтин эрибеген оксиди күрөң деп эсептелет.
Кийинчерээк жумушчулар кичинекей түссүз нерселерди байкоо кыйынга турушту.эрбий оксиди", бирок эрүүчү кызгылт бөлүгүн четке кагуу мүмкүн эмес. бар экендиги боюнча талаш-тартыштарэрбий оксидикайра-кайра пайда болду. Башаламандыкта түпкү аталышы тескери болуп, ысымдардын алмашуусу жабышып калгандыктан, кызгылтым бөлүгү акырында эрбий камтыган эритме катары айтылган (эритмеде ал кызгылт болгон). Азыр натрий дисульфиди же калий сульфатын колдонгон жумушчулар церийдин диоксидин тазалоо үчүн деп эсептешет.иттрий оксидикокустан бурулупterbiumцерий камтыган чөкмөлөргө. Учурда "деп аталганterbium', түп нусканын 1% ганаиттрий оксидибар, бирок бул ачык сары түстү өткөрүү үчүн жетиштүүиттрий оксиди. Ошондуктан,terbiumбашында аны камтыган экинчи компоненти болуп саналат жана ал жакынкы кошуналары тарабынан көзөмөлдөнөт,гадолинийжанадиспрозия.
Андан кийин, качан башкасейрек жерБул аралашмадан элементтер бөлүнүп, оксиддин үлүшүнө карабастан, тербий аты акыры күрөң оксиди пайда болгонго чейин сакталып калган.terbiumтаза түрүндө алынган. 19-кылымдын изилдөөчүлөрү ачык сары же жашыл түйүндөрдү (III) байкоо үчүн ультрафиолет флуоресценция технологиясын колдонушкан эмес, бул тербийдин катуу аралашмаларда же эритмелерде таанылышын жеңилдеткен.
Электрондук конфигурация
Электрондук схема:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Электрондук түзүлүшterbium[Xe] 6s24f9 болуп саналат. Адатта, ядролук заряд андан ары иондошуу үчүн өтө чоң болуп калганга чейин үч гана электронду алып салууга болот. Бирок, учурдаterbium, жарымы толтурулганterbiumфтор газы сыяктуу абдан күчтүү оксиданттын катышуусунда төртүнчү электронду андан ары иондоштурууга мүмкүндүк берет.
Металл
Terbiumбычак менен кесилүүчү ийкемдүүлүгү, катуулугу жана жумшактыгы бар күмүш түстөгү ак сейрек кездешүүчү металл. Эрүү температурасы 1360 ℃, кайноо температурасы 3123 ℃, тыгыздыгы 8229 4 кг/м3. Эрте лантанид элементтери менен салыштырганда, ал абада салыштырмалуу туруктуу. Лантанид элементтеринин тогузунчу элементи, тербий, суу менен реакцияга кирип, суутек газын пайда кылган өтө заряддуу металл.
Табиятта,terbiumфосфордук церий торий кумунда жана кремний бериллий иттрий рудасында аз өлчөмдө бар эркин элемент болуп эч качан табылган эмес.Terbiumмонацит кумунун башка сейрек кездешүүчү элементтери менен бирге жашайт, жалпысынан 0,03% тербий камтылган. Башка булактарга иттрий фосфаты жана сейрек кездешүүчү алтын кирет, экөө тең 1% тербий камтыган оксиддердин аралашмасы.
Колдонмо
арызыterbiumнегизинен жогорку технологиялык талааларды камтыйт, алар технологияны жана билимди талап кылган алдыңкы долбоорлорду, ошондой эле олуттуу экономикалык пайда алып келген, өнүгүүнүн жагымдуу перспективалары бар долбоорлорду камтыйт.
Негизги колдонуу багыттары төмөнкүлөрдү камтыйт:
(1) аралаш сейрек кездешүүчү металлдар түрүндө колдонулат. Мисалы, сейрек кездешүүчү жер семирткич жана айыл чарбасы үчүн тоют кошумчасы катары колдонулат.
(2) Үч негизги флуоресценттик порошоктогу жашыл порошок үчүн активатор. Заманбап оптоэлектрондук материалдар ар кандай түстөрдү синтездөө үчүн колдонулушу мүмкүн болгон кызыл, жашыл жана көк түстөгү фосфордун үч негизги түсүн колдонууну талап кылат. Жанаterbiumкөптөгөн жогорку сапаттагы жашыл флуоресценттик порошоктун ажырагыс компоненти болуп саналат.
(3) магниттик оптикалык сактоочу материал катары колдонулат. Аморфтук металл тербий өткөөл металл эритмеси жука пленкалар жогорку натыйжалуу магниттик оптикалык дисктерди өндүрүү үчүн колдонулган.
(4) Магнитооптикалык айнек өндүрүү. Тербия камтыган Фарадей айланма айнек лазердик технологияда ротаторлорду, изоляторлорду жана циркуляторлорду өндүрүү үчүн негизги материал болуп саналат.
(5) Terbium dysprosium ferromagnetostrictive эритмесин (TerFenol) иштеп чыгуу жана өнүктүрүү terbium үчүн жаңы колдонмолорду ачты.
Дыйканчылык жана мал чарбасы үчүн
Сейрек жерterbiumөсүмдүктөрдүн сапатын жакшыртат жана белгилүү бир концентрация диапазонунда фотосинтездин ылдамдыгын жогорулата алат. Тербийдин комплекстери жогорку биологиялык активдүүлүккө ээ, ал эми үчтүк комплекстериterbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, жакшы антибактериалдык жана бактерициддик таасири бар Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis жана Escherichia coli, кең спектрдеги антибактериалдык касиеттерге ээ. Бул комплекстерди изил-дее азыркы кездеги бактерициддик препараттарды изилдеенун жаны багытын камсыз кылат.
Люминесценция тармагында колдонулат
Заманбап оптоэлектрондук материалдар ар кандай түстөрдү синтездөө үчүн колдонулушу мүмкүн болгон кызыл, жашыл жана көк түстөгү фосфордун үч негизги түсүн колдонууну талап кылат. Ал эми terbium көптөгөн жогорку сапаттагы жашыл флуоресценттик порошоктордун ажырагыс компоненти болуп саналат. Эгерде сейрек кездешүүчү түстүү телевизордун кызыл флуоресценттик порошоктун төрөлүшү суроо-талапка түрткү бергениттрийжанаевропий, андан кийин тербийди колдонуу жана өнүктүрүү лампалар үчүн сейрек кездешүүчү үч негизги түстүү жашыл флуоресценттик порошок тарабынан өбөлгө түзүлдү. 1980-жылдардын башында Philips дүйнөдөгү биринчи компакт-энергияны үнөмдөөчү флуоресценттик лампаны ойлоп таап, аны тез арада бүткүл дүйнөгө жайылткан. Tb3+иондору 545нм толкун узундугу менен жашыл жарыкты чыгара алат жана дээрлик бардык сейрек кездешүүчү жашыл флуоресценттик порошоктор колдонулатterbium, активатор катары.
Түстүү телекөрсөтүү катоддук нур түтүктөрү (CRTs) үчүн колдонулган жашыл флуоресценттүү порошок ар дайым арзан жана натыйжалуу цинк сульфидине негизделген, бирок тербий порошок дайыма Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+ жана LaOBr: Tb3+. Чоң экрандуу жогорку сапаттагы телекөрсөтүүнүн (HDTV) өнүгүшү менен CRT үчүн жогорку эффективдүү жашыл флуоресценттик порошоктор да иштелип чыгууда. Мисалы, чет өлкөдө Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+ жана Y2SiO5: Tb3+ турган гибриддик жашыл флуоресценттик порошок иштелип чыккан, алар учурдагы жогорку тыгыздыкта эң сонун люминесценция эффективдүүлүгүнө ээ.
салттуу рентген флуоресценттик порошок кальций вольфрам болуп саналат. 1970-1980-жылдары сенсибилизациялоочу экрандар үчүн сейрек кездешүүчү флуоресценттик порошоктор иштелип чыккан, мисалыterbium,активдештирилген лантан сульфидинин оксиди, тербий активдештирилген лантан бромидинин оксиди (жашыл экрандар үчүн) жана тербий активдештирилген иттрий сульфидинин оксиди. Кальций вольфраты менен салыштырганда, сейрек кездешүүчү флуоресценттик порошок бейтаптар үчүн рентген нурлануу убактысын 80% га кыскарта алат, рентген пленкаларынын чечкиндүүлүгүн жакшыртат, рентген түтүкчөлөрүнүн иштөө мөөнөтүн узартат жана энергияны керектөөнү азайтат. Terbium ошондой эле рентген нурларын жакшыртуучу медициналык экрандар үчүн флуоресценттик порошок активатору катары колдонулат, ал рентген нурларынын оптикалык сүрөттөргө айландыруунун сезгичтигин бир топ жакшыртат, рентген пленкаларынын тунуктугун жакшыртат жана рентгендин экспозициялык дозасын бир топ азайтат. адамдын денесине нурлар (50% дан ашык).
Terbiumошондой эле жаңы жарым өткөргүч жарыктандыруу үчүн көк жарык менен толкунданган ак LED phosphor-да активатор катары колдонулат. Бул дүүлүктүрүүчү жарык булагы катары көк жарык чыгаруучу диоддорду колдонуп, тербий алюминий магниттик-оптикалык кристалл phosphors өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн, жана түзүлгөн флуоресценция таза ак жарыкты өндүрүү үчүн дүүлүктүрүүчү жарык менен аралаштырылган.
Тербийден жасалган электролюминесценттик материалдарга негизинен цинк сульфиддүү жашыл флуоресценттүү порошок кирет.terbiumактиватор катары. Ультракызгылт көк нурлануу учурунда тербийдин органикалык комплекстери күчтүү жашыл флуоресценцияны чыгара алат жана жука пленкалуу электролюминесценттик материалдар катары колдонулушу мүмкүн. изил-дееде олуттуу ийгиликтерге жетишилсе дасейрек жерорганикалык комплекстүү электролюминесценттик жука пленкалар, практикалык жактан белгилүү бир боштук дагы эле бар, сейрек кездешүүчү органикалык комплекс электролюминесценттүү жука пленкалар жана приборлор боюнча изилдөөлөр дагы деле тереңде.
Тербийдин флуоресценттик мүнөздөмөлөрү флуоресценттик зонддор катары да колдонулат. Офлоксацин тербиумунун (Tb3+) комплекси менен дезоксирибонуклеин кислотасынын (ДНК) ортосундагы өз ара аракеттешүүсү флуоресценция жана абсорбция спектрлерин, мисалы, офлоксацин тербиумунун (Tb3+) флуоресценттик зондун колдонуу менен изилденген. Натыйжалар көрсөткөндөй, ofloxacin Tb3+зонд ДНК молекулалары менен байланышты түзө алат, ал эми дезоксирибонуклеин кислотасы офлоксацин Tb3+системасынын флуоресценциясын олуттуу түрдө жогорулата алат. Бул өзгөрүүнүн негизинде дезоксирибонуклеин кислотасын аныктоого болот.
Магниттик оптикалык материалдар үчүн
Фарадей эффектиси бар материалдар, ошондой эле магнит-оптикалык материалдар катары белгилүү, лазерлерде жана башка оптикалык приборлордо кеңири колдонулат. Магнитоптикалык материалдардын кеңири таралган эки түрү бар: магниттик-оптикалык кристаллдар жана магниттик-оптикалык айнек. Алардын ичинен магнито-оптикалык кристаллдар (мисалы, иттрий темир гранаты жана тербий галлий гранаты) жөнгө салынуучу иштөө жыштыгы жана жогорку термикалык туруктуулуктун артыкчылыктарына ээ, бирок аларды өндүрүү кымбат жана кыйын. Мындан тышкары, Фарадейдин жогорку айлануу бурчтары бар көптөгөн магнит-оптикалык кристаллдар кыска толкун диапазонунда жогорку сиңирүүгө ээ, бул аларды колдонууну чектейт. Магнитооптикалык кристаллдар менен салыштырганда, магниттик-оптикалык айнек жогорку өткөрүмдүүлүктүн артыкчылыгына ээ жана чоң блокторду же булаларды жасоо оңой. Азыркы учурда жогорку Фарадей эффектиси бар магнит-оптикалык айнектер негизинен сейрек кездешүүчү ион кошулган көз айнек болуп саналат.
магниттик оптикалык сактоо материалдары үчүн колдонулат
Акыркы жылдарда мультимедиялык жана офисти автоматташтыруунун тез өнүгүшү менен жаңы жогорку сыйымдуулуктагы магниттик дисктерге суроо-талап өсүүдө. Аморфтук металл тербий өткөөл металл эритмеси жука пленкалар жогорку натыйжалуу магниттик оптикалык дисктерди өндүрүү үчүн колдонулган. Алардын ичинен TbFeCo эритмесинин жука пленкасы эң жакшы көрсөткүчкө ээ. Тербий негизиндеги магнит-оптикалык материалдар кеңири масштабда чыгарылып, алардан жасалган магниттик-оптикалык дисктер компьютерди сактоочу компоненттер катары колдонулат, сактоо сыйымдуулугу 10-15 эсеге көбөйгөн. Алар чоң сыйымдуулуктун жана тез жетүү ылдамдыгынын артыкчылыктарына ээ жана жогорку тыгыздыктагы оптикалык дисктер үчүн колдонулганда он миңдеген жолу сүртүлүп, капталышы мүмкүн. Алар электрондук маалыматты сактоо технологиясында маанилүү материалдар болуп саналат. Көрүнүп турган жана жакын инфракызыл тилкелерде эң көп колдонулган магнит-оптикалык материал - бул Terbium Gallium Garnet (TGG) монокристалл, ал Фарадей ротаторлорун жана изоляторлорун жасоо үчүн эң мыкты магнит-оптикалык материал болуп саналат.
Магниттик оптикалык айнек үчүн
Фарадей магниттик оптикалык айнеги көрүнүүчү жана инфракызыл аймактарда жакшы тунуктукка жана изотропияга ээ жана ар кандай татаал формаларды түзө алат. Бул ири өлчөмдөгү буюмдарды өндүрүү үчүн жеңил жана оптикалык була тартылышы мүмкүн. Ошондуктан, ал магниттик оптикалык изоляторлор, магниттик оптикалык модуляторлор жана була-оптикалык токтун сенсорлору сыяктуу магниттик-оптикалык түзүлүштөрдө кеңири колдонуу перспективаларына ээ. Көрүнүүчү жана инфракызыл диапазондо чоң магниттик моменти жана жутуу коэффициенти кичине болгондуктан, Tb3+ иондору магниттик оптикалык көз айнектерде кеңири колдонулган сейрек кездешүүчү иондорго айланган.
Тербий диспрозия ферромагнетострикциялык эритмеси
20-кылымдын аягында, дүйнөлүк технологиялык революциянын тынымсыз тереңдеши менен сейрек кездешүүчү жерди колдонуу үчүн жаңы материалдар тездик менен пайда болду. 1984-жылы Айова штатынын университети, АКШнын Энергетика министрлигинин Эймс лабораториясы жана АКШнын Аскер-деңиз флотунун жер үстүндөгү куралдарды изилдөө борбору (кийинчерээк түзүлгөн Edge Technology Corporation (ET REMA) негизги кызматкерлери келген) жаңы сейрек кездешүүчү технологияны иштеп чыгуу үчүн кызматташкан. Жердин акылдуу материалы, атап айтканда, тербий диспрозий ферромагниттик магнитостриктивдик материал. Бул жаңы интеллектуалдык материал электр энергиясын механикалык энергияга тез айландыруунун эң сонун өзгөчөлүктөрүнө ээ. Бул гиганттык магнитостриктивдик материалдан жасалган суу астындагы жана электро-акустикалык өзгөрткүчтөр деңиз техникасында, мунай скважиналарын аныктоочу колонкаларда, ызы-чууну жана титирөөнү башкаруу системаларында, океандарды чалгындоо жана жер астындагы байланыш системаларында ийгиликтүү конфигурацияланган. Ошондуктан, тербий диспрозия темир гиганты магнитостриктивдүү материал пайда болоору менен, ага дүйнө жүзү боюнча өнөр жайы өнүккөн өлкөлөрдөн кеңири көңүл бурулган. Америка Кошмо Штаттарындагы Edge Technologies компаниясы 1989-жылы тербиум диспрозиум темир гиганты магнитостриктивдүү материалдарды чыгара баштаган жана аларды Terfenol D деп аташкан. Андан кийин Швеция, Япония, Россия, Улуу Британия жана Австралия да тербий диспрозий темир гиганты магнитостриктүү материалдарды иштеп чыгышкан.
Америка Кошмо Штаттарында бул материалдын өнүгүү тарыхынан материалды ойлоп табуу да, анын алгачкы монополисттик колдонулушу да аскердик өнөр жайга (мисалы, деңиз флотуна) түздөн-түз байланыштуу. Кытайдын аскердик жана коргонуу ведомстволору бул материалды тушунуу-сун акырындап чыцдоодо. Бирок, Кытайдын ар тараптуу улуттук күчүн олуттуу жогорулатуу менен, 21-кылымдын аскердик атаандаштык стратегиясына жетүү жана жабдуулардын деңгээлин жогорулатуу талабы абдан актуалдуу болот. Ошондуктан, аскердик жана улуттук коргоо ведомстволору тарабынан тербий диспрозий темир гиганты магнитостриктүү материалдарды кеңири колдонуу тарыхый зарылчылык болот.
Кыскасы, көптөгөн сонун касиеттериterbiumаны көптөгөн функционалдык материалдардын ажырагыс мүчөсү жана кээ бир колдонуу тармактарында алмаштырылгыс позицияга айландырыңыз. Бирок, тербийдин баасы кымбат болгондуктан, адамдар өндүрүштүк чыгымдарды азайтуу үчүн тербийди колдонуудан кантип сактануу жана минималдаштыруу жолдорун изилдеп жатышат. Мисалы, сейрек кездешүүчү магнит-оптикалык материалдарды да арзан пайдалануу керекдиспрозия темирмүмкүн болушунча кобальт же гадолиний тербий кобальт; Колдонулушу керек жашыл флуоресценттик порошоктун курамындагы тербиумду азайтууга аракет кылыңыз. Баасы кеңири колдонулушун чектөөчү маанилүү фактор болуп калдыterbium. Бирок көптөгөн функционалдык материалдар ансыз кыла албайт, андыктан биз "пычакта жакшы болотту колдонуу" принцибине карманып, колдонууну үнөмдөөгө аракет кылышыбыз керек.terbiumмүмкүн болушунча көп.
Посттун убактысы: 25-окт.2023