Terbiumkagolong kana katégori taneuh jarang beurat, kalayan kelimpahan lemah dina kerak bumi ukur 1,1 ppm.Terbium oksidakurang ti 0,01% tina total taneuh jarang. Malah dina tipe ion yttrium tinggi bijih bumi jarang beurat kalawan eusi terbium pangluhurna, eusi terbium ngan akun pikeun 1.1-1.2% tina total.bumi jarang, nunjukkeun yén éta milik kategori "mulya" tinabumi jarangelemen. Pikeun leuwih ti 100 taun saprak kapanggihna terbium dina 1843, kakurangan jeung nilai na geus nyegah aplikasi praktis na keur lila. Éta ngan ukur dina 30 taun katukangterbiumgeus nembongkeun bakat unik na.
Ngajalajah Sajarah
Kimiawan Swedia Carl Gustaf Mosander manggihan terbium dina 1843. Anjeunna manggihan pangotor na diyttrium oksidajeungY2O3. Yttriumdingaranan désa Itby di Swédia. Saméméh mecenghulna téknologi bursa ion, terbium teu diisolasi dina bentuk murni na.
Mossander mimiti dibagiyttrium oksidajadi tilu bagian, sadayana dingaranan bijih:yttrium oksida, erbium oksida, jeungterbium oksida. Terbium oksidaasalna diwangun ku bagian pink, alatan unsur kiwari katelaherbium. Érbium oksida(kaasup naon ayeuna urang sebut terbium) asalna bagian warnaan dina solusi. Oksida teu leyur unsur ieu dianggap coklat.
Engké pagawé hésé pikeun niténan leutik teu warnaan "erbium oksida", Tapi bagian pink leyur teu bisa dipaliré. Perdebatan ngeunaan ayanaerbium oksidageus sababaraha kali mecenghul. Dina huru-hara, nami aslina dibalikkeun sareng tukeur nami macét, janten bagian pink antukna disebatkeun salaku solusi anu ngandung erbium (dina leyuran, éta pink). Ayeuna dipercaya yén pagawé anu nganggo natrium disulfida atanapi kalium sulfat pikeun ngaleungitkeun cerium dioksidayttrium oksidangahaja ngalieukterbiumkana cerium nu ngandung endapan. Ayeuna katelah 'terbium', ngan ngeunaan 1% tina aslinayttrium oksidahadir, tapi ieu cukup pikeun ngirimkeun warna konéng lampu kayttrium oksida. Ku kituna,terbiummangrupakeun komponén sekundér anu mimitina ngandung eta, sarta dikawasa ku tatanggana langsung na,gadoliniumjeungdysprosium.
Saurna, iraha waé anu sanésbumi jarangelemen dipisahkeun tina campuran ieu, paduli proporsi oksida, ngaran terbium dipikagaduh nepi ka tungtungna, oksida coklat tinaterbiumdicandak dina bentuk murni. Panalungtik dina abad ka-19 henteu ngagunakeun téknologi fluoresensi ultraviolét pikeun niténan nodul konéng atawa héjo caang (III), sahingga leuwih gampang pikeun terbium dipikawanoh dina campuran padet atawa solusi.
Konfigurasi éléktron
Tata letak éléktronik:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Susunan éléktronik tinaterbiumnyaeta [Xe] 6s24f9. Biasana, ngan tilu éléktron nu bisa dileungitkeun saméméh muatan nuklir jadi badag teuing pikeun diionisasi salajengna. Sanajan kitu, dina kasusterbium, nu semi dieusianterbiumngamungkinkeun pikeun ionisasi salajengna éléktron kaopat ku ayana oksidan pohara kuat saperti gas fluorine.
logam
Terbiumnyaéta pérak bodas logam bumi jarang kalawan ductility, kateguhan, sarta softness nu bisa motong kalayan péso. Titik lebur 1360 ℃, titik golak 3123 ℃, dénsitas 8229 4kg/m3. Dibandingkeun sareng elemen lantanida awal, éta kawilang stabil dina hawa. Unsur kasalapan unsur lantanida, terbium, nyaéta logam anu boga muatan kacida luhurna anu ngaréaksikeun jeung cai pikeun ngabentuk gas hidrogén.
Di alam,terbiumteu kungsi kapanggih unsur bébas, hadir dina jumlah leutik dina phosphorous cerium thorium pasir jeung silikon beryllium yttrium bijih.Terbiumhirup babarengan jeung unsur tanah jarang lianna dina keusik monasit, kalawan umumna 0,03% eusi terbium. Sumber séjén kaasup yttrium fosfat jeung emas bumi jarang, duanana mangrupa campuran oksida nu ngandung nepi ka 1% terbium.
Aplikasi
Aplikasi tinaterbiumlolobana ngalibatkeun widang teknologi tinggi, nu téhnologi intensif tur proyék motong-ujung intensif pangaweruh, kitu ogé proyék kalawan kauntungan ékonomi signifikan, kalawan prospek ngembangkeun pikaresepeun.
Wewengkon aplikasi utama kalebet:
(1) Dimangpaatkeun dina bentuk campuran taneuh jarang. Salaku conto, dianggo salaku pupuk majemuk bumi jarang sareng aditif pakan pikeun tatanén.
(2) Aktivator pikeun bubuk héjo dina tilu bubuk fluoresensi primér. Bahan optoeléktronik modéren ngabutuhkeun panggunaan tilu warna dasar fosfor, nyaéta beureum, héjo, sareng biru, anu tiasa dianggo pikeun nyintésis sababaraha warna. Jeungterbiummangrupa komponén indispensable dina loba kualitas luhur fluoresensi powders héjo.
(3) Dipaké salaku bahan panyimpen optik magneto. Film ipis logam transisi terbium logam amorf geus dipaké pikeun nyieun cakram optik magneto berprestasi tinggi.
(4) Manufaktur kaca optik magneto. Kaca rotasi Faraday anu ngandung terbium mangrupikeun bahan konci pikeun manufaktur rotator, isolator, sareng circulators dina téknologi laser.
(5) Ngembangkeun sarta ngembangkeun terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) geus dibuka nepi aplikasi anyar pikeun terbium.
Pikeun tatanén jeung peternakan
bumi langkaterbiumtiasa ningkatkeun kualitas pepelakan sareng ningkatkeun laju fotosintésis dina kisaran konsentrasi anu tangtu. Kompleks terbium gaduh kagiatan biologis anu luhur, sareng komplék ternary tinaterbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, gaduh épék antibakteri sareng baktéri anu hadé dina Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, sareng Escherichia coli, kalayan sipat antibakteri spéktrum lega. Ulikan ngeunaan kompléx ieu nyadiakeun arah panalungtikan anyar pikeun ubar baktéri modern.
Dipaké dina widang luminescence
Bahan optoeléktronik modéren ngabutuhkeun panggunaan tilu warna dasar fosfor, nyaéta beureum, héjo, sareng biru, anu tiasa dianggo pikeun nyintésis sababaraha warna. Sareng terbium mangrupikeun komponén anu penting dina seueur bubuk fluoresensi héjo kualitas luhur. Lamun kalahiran langka bumi warna TV beureum fluoresensi bubuk geus dirangsang paménta pikeunyttriumjeungeuropium, Lajeng aplikasi tur ngembangkeun terbium geus diwanohkeun ku jarang bumi tilu warna primér bubuk fluoresensi héjo pikeun lampu. Dina awal 1980-an, Philips nimukeun lampu fluoresensi hemat energi kompak munggaran di dunya sarta gancang ngapromosikeunana sacara global. Ion Tb3+ tiasa ngaluarkeun lampu héjo kalayan panjang gelombang 545nm, sareng ampir sadaya bubuk fluoresensi héjo bumi jarang nganggo.terbium, salaku aktivator.
Bubuk fluoresensi héjo dipaké pikeun tabung sinar katoda TV warna (CRTs) geus salawasna utamana dumasar kana murah jeung efisien séng sulfida, tapi bubuk terbium geus salawasna dipaké salaku proyéksi warna TV bubuk héjo, kayaning Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, jeung LaOBr: Tb3+. Kalayan pamekaran televisi definisi luhur layar ageung (HDTV), bubuk fluoresensi héjo berkinerja tinggi pikeun CRT ogé dikembangkeun. Salaku conto, bubuk fluoresensi héjo hibrida parantos dikembangkeun di luar negeri, diwangun ku Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, sareng Y2SiO5: Tb3+, anu gaduh efisiensi luminescence anu saé dina kapadetan arus anu luhur.
Bubuk fluoresensi sinar-X tradisional nyaéta kalsium tungstat. Dina taun 1970-an sareng 1980-an, bubuk fluoresensi bumi jarang pikeun layar sensitipitas dikembangkeun, sapertosterbium,diaktipkeun lanthanum sulfida oksida, terbium diaktipkeun lanthanum bromide oksida (pikeun layar héjo), sarta terbium diaktipkeun yttrium sulfida oksida. Dibandingkeun sareng kalsium tungstate, bubuk fluoresensi bumi jarang tiasa ngirangan waktos sinar-X pikeun pasien ku 80%, ningkatkeun résolusi film sinar-X, manjangkeun umur tabung sinar-X, sareng ngirangan konsumsi énergi. Terbium ogé dianggo salaku aktivator bubuk fluoresensi pikeun layar paningkatan sinar-X médis, anu tiasa ningkatkeun sensitipitas konversi sinar-X kana gambar optik, ningkatkeun kajelasan film sinar-X, sareng ngirangan dosis paparan sinar-X. sinar ka awak manusa (ku leuwih ti 50%).
Terbiumogé dipaké salaku aktivator dina fosfor LED bodas bungah ku lampu bulao pikeun cahaya semikonduktor anyar. Ieu bisa dipaké pikeun ngahasilkeun terbium aluminium magneto phosphors kristal optik, maké lampu biru emitting diodes salaku sumber lampu éksitasi, sarta fluoresensi dihasilkeun dicampurkeun jeung lampu éksitasi pikeun ngahasilkeun lampu bodas murni.
Bahan electroluminescent dijieun tina terbium utamana ngawengku séng sulfida bubuk fluoresensi héjo kalawanterbiumsalaku aktivator. Dina irradiation ultraviolet, kompléx organik terbium bisa emit fluoresensi héjo kuat sarta bisa dipaké salaku bahan electroluminescent pilem ipis. Sanajan kamajuan signifikan geus dilakukeun dina ulikan ngeunaanbumi jarangfilm ipis electroluminescent kompléks organik, masih aya gap tangtu tina practicality, jeung panalungtikan dina film ipis electroluminescent kompléks organik bumi jarang jeung alat masih di jero.
Karakteristik fluoresensi terbium ogé dianggo salaku panyilidikan fluoresensi. Interaksi antara kompleks ofloxacin terbium (Tb3+) jeung asam déoksiribonukleat (DNA) diulik ngagunakeun spéktra fluoresensi jeung serapan, saperti usik fluoresensi ofloxacin terbium (Tb3+). Hasilna nunjukkeun yén usik ofloxacin Tb3+ tiasa ngabentuk alur anu ngariung sareng molekul DNA, sareng asam deoksiribonukleat tiasa sacara signifikan ningkatkeun fluoresensi sistem ofloxacin Tb3+. Dumasar kana parobahan ieu, asam déoksiribonukleat bisa ditangtukeun.
Pikeun bahan optik magneto
Bahan kalawan pangaruh Faraday, ogé katelah bahan magneto-optik, loba dipaké dina lasers jeung alat optik lianna. Aya dua jenis umum bahan optik magneto: kristal optik magneto jeung kaca optik magneto. Diantarana, kristal magneto-optik (sapertos yttrium iron garnet sareng terbium gallium garnet) gaduh kaunggulan frékuénsi operasi anu tiasa disaluyukeun sareng stabilitas termal anu luhur, tapi aranjeunna mahal sareng sesah diproduksi. Salaku tambahan, seueur kristal magneto-optik kalayan sudut rotasi Faraday anu luhur gaduh nyerep anu luhur dina rentang gelombang pondok, anu ngabatesan panggunaanana. Dibandingkeun sareng kristal optik magneto, kaca optik magneto gaduh kaunggulan transmitansi anu luhur sareng gampang didamel kana blok atanapi serat ageung. Ayeuna, kacamata magneto-optik sareng pangaruh Faraday anu luhur mangrupikeun gelas doped ion bumi jarang.
Dipaké pikeun bahan panyimpen optik magneto
Dina taun-taun ayeuna, kalayan gancangna perkembangan multimedia sareng otomatisasi kantor, paménta pikeun cakram magnét kapasitas luhur anyar parantos ningkat. Film ipis logam transisi terbium logam amorf geus dipaké pikeun nyieun cakram optik magneto berprestasi tinggi. Di antarana, film ipis alloy TbFeCo boga kinerja pangalusna. bahan magneto-optik dumasar Terbium geus dihasilkeun dina skala badag, sarta cakram magneto-optik dijieunna tina aranjeunna dipaké salaku komponén gudang komputer, kalawan kapasitas gudang ngaronjat ku 10-15 kali. Aranjeunna mibanda kaunggulan kapasitas badag sarta speed aksés gancang, sarta bisa ngusap tur coated puluhan rébu kali lamun dipaké pikeun cakram optik dénsitas tinggi. Aranjeunna bahan penting dina téhnologi gudang informasi éléktronik. Bahan magneto-optik anu paling sering dianggo dina pita anu katingali sareng caket-infra red nyaéta kristal tunggal Terbium Gallium Garnet (TGG), anu mangrupikeun bahan magneto-optik pangsaéna pikeun ngadamel rotator sareng isolator Faraday.
Pikeun kaca optik magneto
Kaca optik magneto Faraday boga transparansi alus tur isotropi di wewengkon katempo jeung infra red, sarta bisa ngabentuk rupa-rupa wangun kompléks. Ieu gampang pikeun ngahasilkeun produk badag-ukuran jeung bisa digambar kana serat optik. Ku sabab éta, éta ngagaduhan prospek aplikasi anu lega dina alat optik magneto sapertos isolator optik magneto, modulator optik magneto, sareng sensor arus serat optik. Alatan momen magnét badag sarta koefisien nyerep leutik dina rentang katempo jeung infra red, ion Tb3+ geus jadi ilahar dipaké ion bumi jarang dina gelas optik magneto.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Dina ahir abad ka-20, kalawan deepening kontinyu tina revolusi téhnologis dunya, bahan aplikasi jarang bumi anyar anu gancang munculna. Dina 1984, Iowa State University, Laboratorium Ames Departemen Énergi AS, sareng Pusat Panaliti Senjata Permukaan Angkatan Laut AS (ti mana tanaga utama Edge Technology Corporation (ET REMA) sumping) gawé bareng pikeun ngembangkeun hiji anyar langka. bahan calakan bumi, nyaéta terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive bahan. bahan calakan anyar ieu boga ciri alus teuing tina gancang ngarobah énérgi listrik kana énergi mékanis. Transduser jero cai sareng elektro-akustik anu didamel tina bahan magnetostrictive raksasa ieu parantos suksés dikonpigurasi dina alat angkatan laut, speaker deteksi sumur minyak, sistem kontrol bising sareng geter, sareng éksplorasi sagara sareng sistem komunikasi bawah tanah. Ku alatan éta, pas bahan magnetostrictive buta terbium dysprosium beusi dilahirkeun, éta narima perhatian lega ti nagara industrial sakuliah dunya. Edge Technologies di Amérika Serikat mimiti ngahasilkeun bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi dina taun 1989 sareng dingaranan Terfenol D. Salajengna, Swédia, Jepang, Rusia, Inggris, sareng Australia ogé ngembangkeun bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi.
Tina sajarah pangwangunan bahan ieu di Amérika Serikat, boh panemuan bahan sareng aplikasi monopolistik awalna aya hubunganana langsung sareng industri militer (sapertos angkatan laut). Sanaos departemén militér sareng pertahanan China laun-laun nguatkeun pamahaman kana bahan ieu. Nanging, kalayan paningkatan anu signifikan tina kakuatan nasional komprehensif Cina, paménta pikeun ngahontal strategi kompetitif militér abad ka-21 sareng ningkatkeun tingkat peralatan pasti bakal penting pisan. Ku alatan éta, pamakéan nyebar bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi ku militer jeung departemén pertahanan nasional bakal jadi kabutuhan sajarah.
Pondokna, loba sipat alus teuing tinaterbiumngajadikeun éta hiji anggota indispensable tina loba bahan fungsional jeung hiji posisi irreplaceable dina sababaraha widang aplikasi. Nanging, kusabab harga terbium anu luhur, masarakat parantos diajar kumaha cara ngahindarkeun sareng ngaminimalkeun panggunaan terbium pikeun ngirangan biaya produksi. Salaku conto, bahan magneto-optik bumi jarang ogé kedah nganggo béaya rendahbeusi dysprosiumkobalt atanapi gadolinium terbium kobalt saloba mungkin; Coba ngurangan kandungan terbium dina bubuk fluoresensi héjo nu kudu dipaké. Harga geus jadi faktor penting restricting pamakéan nyebarterbium. Tapi loba bahan hanca teu bisa ngalakukeun tanpa eta, jadi urang kudu taat kana prinsip "ngagunakeun baja alus dina sabeulah" jeung cobaan pikeun ngahemat pamakéanterbiumsabisa-bisa.
waktos pos: Oct-25-2023