Terbiumagyr kategoriýa degişlidirseýrek topraklar, Eartheriň gabygynda az bollygy bilen bary-ýogy 1,1 ppm. Terbium oksidi seýrek topraklaryň 0,01% -inden azdyr. Terbiumyň iň ýokary mukdary bolan ýokary ýtrium ion görnüşindäki agyr seýrek toprak magdanynda-da, seýrek toprak elementleriniň “asylly” kategoriýasyna degişlidigini görkezýän, seýrek ýeriň umumy mukdarynyň diňe 1,1-1,2% -ini tutýar. 1843-nji ýylda terbiumyň tapylmagyndan 100 ýyldan gowrak wagt bäri, onuň gytlygy we gymmaty uzak wagtlap amaly ulanylmagynyň öňüni aldy. Diňe soňky 30 ýylda terbium özboluşly zehinini görkezdi。
Taryhy öwrenmek
Şwesiýaly himik Karl Gustaf Mosander 1843-nji ýylda terbiumy tapdyYttrium (III) oksidiweY2O3. Yttrium Şwesiýanyň Ytterby obasynyň adyny göterýär. Ion alyş-çalyş tehnologiýasy ýüze çykmazdan ozal terbium arassa görnüşinde izolirlenmedi.
Mosant ilki Yttrium (III) oksidini üç bölege böldi, olaryň hemmesine magdanlaryň ady berildi: Yttrium (III) oksidi,Erbium (III) oksidiwe terbium oksidi. Terbium oksidi ilki erbium diýlip atlandyrylýan element sebäpli gülgüne bölekden emele geldi. “Erbium (III) oksidi” (häzirki terbium diýýän zadymyzy hem goşmak bilen) ilkibaşda erginiň düýbünden reňksiz bölegi bolupdy. Bu elementiň eräp bilmeýän oksidi goňur hasaplanýar.
Soňra işçiler kiçijik reňksiz “Erbium (III) oksidini” synlap bilmediler, ýöne ereýän gülgüne böleklere üns berilmedi. Erbium (III) oksidiniň barlygy baradaky jedeller birnäçe gezek ýüze çykdy. Bulam-bujarlykda asyl ady tersine öwrüldi we at çalşygy saklandy, şonuň üçin gülgüne bölegi erbiumy öz içine alýan ergin hökmünde agzaldy (erginde gülgüne). Indi natriý bisulfaty ýa-da kaliý sulfatyny ulanýan işçileriň alýandyklaryna ynanylýarSeriý (IV) oksidiYttrium (III) oksidinden çykyp, bilgeşleýin terbiumy seriý saklaýan çökündä öwürýär. Häzirki wagtda “terbium” diýlip atlandyrylýan asyl Yttrium (III) oksidiniň diňe 1% -i sary reňk Yttrium (III) oksidine geçmek üçin ýeterlikdir. Şonuň üçin terbium ilkibaşda öz içine alýan ikinji derejeli komponent bolup, ýakyn goňşulary gadolinium we disprozium tarapyndan dolandyrylýar.
Ondan soň, beýleki seýrek toprak elementleri bu garyndydan aýrylanda, oksidiň paýyna garamazdan terbiumyň ady ahyryna çenli saklanyp galyp, terbiniň goňur oksidi arassa görnüşde alyndy. XIX asyrda gözlegçiler açyk sary ýa-da ýaşyl düwünleri (III) synlamak üçin ultramelewşe floresan tehnologiýasyny ulanmadylar, bu terbiumyň gaty garyndylarda ýa-da erginlerde tanalmagyny aňsatlaşdyrdy.
Elektron konfigurasiýasy
Elektron konfigurasiýasy:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Terbiumyň elektron konfigurasiýasy [Xe] 6s24f9. Adatça, ýadro zarýady gaty ionlaşmazdan ozal diňe üç elektron aýrylyp bilner, ýöne terbium ýagdaýynda ýarym doldurylan terbium, dördünji elektronyň ftor gazy ýaly gaty güýçli oksidantlaryň barlygynda hasam ionlaşmagyna mümkinçilik berýär.
Terbium, pyçak bilen kesilip bilinýän, berkligi we ýumşaklygy bolan kümüş ak seýrek toprak metaldyr. Eriş nokady 1360 ℃, gaýnadýan nokady 3123 ℃, dykyzlygy 8229 4kg / m3. Irki Lanthanid bilen deňeşdirilende, howada birneme durnukly. Lanthanidiň dokuzynjy elementi hökmünde terbium güýçli elektrikli metaldyr. Wodorod emele getirmek üçin suw bilen reaksiýa berýär.
Tebigatda terbium hiç haçan erkin element hökmünde tapylmady, az mukdarda fosferium tori çägesinde we Gadolinitde bar. Terbium, monazit gumdaky beýleki seýrek toprak elementleri bilen bilelikde ýaşaýar, umuman 0,03% terbium. Beýleki çeşmeler Ksenotime we gara seýrek altyn magdanlarydyr, bularyň ikisi hem oksidleriň garyndysy we 1% -e çenli terbiumy öz içine alýar.
Arza
Terbiumyň ulanylmagy, esasan, tehnologiýany köp talap edýän we bilimleri köp talap edýän öňdebaryjy taslamalary, şeýle hem özüne çekiji ösüş perspektiwalary bilen möhüm ykdysady peýdalary bolan taslamalary öz içine alýar.
Programmanyň esasy ugurlary:
(1) Garyşyk seýrek toprak görnüşinde ulanylýar. Mysal üçin, seýrek toprakly dökün we oba hojalygy üçin iýmit goşundysy hökmünde ulanylýar.
(2) Üç sany esasy floresan poroşokda ýaşyl poroşok üçin işjeňleşdiriji. Häzirki zaman optoelektroniki materiallar, dürli reňkleri sintezlemek üçin ulanyp boljak gyzyl, ýaşyl we gök fosforlaryň üç esasy reňkiniň ulanylmagyny talap edýär. Terbium ýokary hilli ýaşyl floresan tozanlaryň köpüsinde aýrylmaz bir bölekdir.
(3) Magneto optiki saklaýyş materialy hökmünde ulanylýar. Amorf metal terbium geçiş metal garyndysy inçe filmler ýokary öndürijilikli magneto-optiki diskleri öndürmek üçin ulanyldy.
(4) Magneto optiki aýna öndürmek. Terbiumy öz içine alýan “Faradaý” aýna aýnasy lazer tehnologiýasynda rotatorlary, izolýatorlary we aýlanyjylary öndürmek üçin esasy materialdyr.
(5) Terbium disproziý ferromagnitostriktiw ergininiň (TerFenol) ösüşi we ösüşi terbium üçin täze programmalar açdy.
Oba hojalygy we maldarçylyk üçin
Seýrek ýer terbiumy ekinleriň hilini ýokarlandyryp we belli bir konsentrasiýa çäginde fotosinteziň tizligini ýokarlandyryp biler. Terbium toplumlary ýokary biologiki işjeňlige eýe. Terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O üç taraplaýyn toplumlary, Stafilokokk aureusyna, Bacillus subtilis we Escherichia coli-de antibakterial we bakterisid täsirine eýe. Olaryň giň antibakterial spektri bar. Şeýle toplumlary öwrenmek häzirki zaman bakterisid dermanlary üçin täze gözleg ugruny üpjün edýär.
Lýumensensiýa pudagynda ulanylýar
Häzirki zaman optoelektroniki materiallar, dürli reňkleri sintezlemek üçin ulanyp boljak gyzyl, ýaşyl we gök fosforlaryň üç esasy reňkiniň ulanylmagyny talap edýär. Terbium ýokary hilli ýaşyl floresan tozanlaryň köpüsinde aýrylmaz bir bölekdir. Seýrek toprak reňkli telewizoryň gyzyl floresan poroşokynyň döremegi, ýtriuma we ýewropiýa bolan islegi güýçlendiren bolsa, lampalar üçin seýrek toprak üç esasy reňkli ýaşyl floresan poroşok terbiumyň ulanylmagy we ösmegi öňe sürüldi. 1980-nji ýyllaryň başynda, Philips dünýäde ilkinji ykjam energiýa tygşytlaýan floresan çyrany oýlap tapdy we ony çalt dünýä derejesinde tanatdy. Tb3 + ionlary tolkun uzynlygy 545nm bolan ýaşyl çyra çykaryp bilýär we seýrek ýerdäki ýaşyl fosforlaryň hemmesi diýen ýaly terbiumy işjeňleşdiriji hökmünde ulanýar.
Reňkli telewizor katod şöhle turbasy (CRT) üçin ýaşyl fosfor elmydama arzan we täsirli sink sulfidine esaslanýar, ýöne terbium tozy hemişe Y2SiO5 ∶ Tb3 +, Y3 ýaly proýeksiýa reňkli telewizor üçin ýaşyl fosfor hökmünde ulanylýar. Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3 + we LaOBr ∶ Tb3 +. Uly ekranly ýokary kesgitli telewizoryň (HDTV) ösmegi bilen CRT-ler üçin ýokary öndürijilikli ýaşyl floresan tozanlar hem ösdürilýär. Mysal üçin, ýokary tok dykyzlygynda ajaýyp ýagtylyk netijeliligine eýe bolan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 + we Y2SiO5: Tb3 + -den ybarat gibrid ýaşyl floresan tozy öndürildi.
Adaty rentgen floresan tozy kalsiý wolframdyr. 1970-nji we 1980-nji ýyllarda ekranlary güýçlendirmek üçin seýrek ýer fosforlary döredildi, meselem, terbium işjeňleşdirilen kükürt Lantanum oksidi, terbium işjeňleşdirilen brom Lanthanum oksidi (ýaşyl ekranlar üçin), terbium işjeňleşdirilen kükürt Yttrium (III) oksidi we ş.m. kalsiý wolframy bilen deňeşdirilende, seýrek ýer floresan tozy, näsaglar üçin rentgen şöhlelenmesiniň wagtyny 80% azaldyp biler, rentgen filmleriniň çözgüdini gowulandyryp biler rentgen turbalarynyň ömri we energiýa sarp edilişini azaltmak. Terbium, rentgen şöhlelendiriş ekranlary üçin floresan poroşok işjeňleşdiriji hökmünde hem ulanylýar, bu rentgen şöhleleriniň optiki şekillere öwrülmegine duýgurlygyny ep-esli ýokarlandyryp, rentgen filmleriniň düşnükliligini ýokarlandyryp we X- täsir ediş dozasyny ep-esli azaldyp biler. adam bedenine şöhleler (50% -den gowrak).
Terbium, şeýle hem täze ýarymgeçiriji yşyklandyryş üçin gök çyra bilen tolgundyrylan ak LED fosforda işjeňleşdiriji hökmünde ulanylýar. Terbium alýumin magneto optiki kristal fosfor öndürmek üçin, gök ýagtylyk çykýan diodlary tolgundyryjy ýagtylyk çeşmesi hökmünde ulanyp bolýar we döredilen floresan arassa ak ýagtylygy öndürmek üçin tolgundyryjy çyra bilen garylýar.
Terbiumdan ýasalan elektroluminýesent materiallaryna esasan işjeňleşdiriji hökmünde terbiumly sink sulfid ýaşyl fosfor girýär. Ultramelewşe şöhlelenmesinde terbiumyň organiki toplumlary güýçli ýaşyl floresan çykaryp biler we inçe film elektroluminesent materiallary hökmünde ulanylyp bilner. Seýrek toprak organiki çylşyrymly elektroluminesent inçe filmleri öwrenmekde ep-esli öňegidişlik gazanylsa-da, amaly taýdan belli bir boşluk bar we seýrek toprak organiki çylşyrymly elektroluminesent inçe filmler we enjamlar boýunça gözlegler henizem dowam edýär.
Terbiumyň floresan aýratynlyklary floresan zondlary hökmünde hem ulanylýar. Mysal üçin, Ofloksasin terbium (Tb3 +) floresan zondy, Ofloksasin terbiumynyň (Tb3 +) toplumynyň we DNK (DNK) floresan spektri we siňdiriş spektri boýunça özara täsirini öwrenmek üçin ulanyldy, bu Ofloksasin Tb3 + zondynyň DNK molekulalary bilen baglanyşýan çukur emele getirip biljekdigini görkezýär, we DNK Ofloksasin Tb3 + ulgamynyň floresanlygyny ep-esli ýokarlandyryp biler. Bu üýtgeşmä esaslanyp, DNK kesgitläp bolýar.
Magneto optiki materiallar üçin
“Faraday” effektli materiallar, magneto-optiki materiallar hökmünde hem tanalýar, lazerlerde we beýleki optiki enjamlarda giňden ulanylýar. Magneto optiki materiallaryň iki umumy görnüşi bar: magneto optiki kristallar we magneto optiki aýna. Olaryň arasynda magneto-optiki kristallar (Yttrium demir granaty we terbium gallium granaty ýaly) sazlanylýan iş ýygylygynyň we ýokary ýylylyk durnuklylygynyň artykmaçlyklary bar, ýöne gymmat we öndürmek kyn. Mundan başga-da, ýokary Faradaý aýlanma burçy bolan magneto-optiki kristallaryň köpüsi, ulanylmagyny çäklendirýän gysga tolkun aralygynda ýokary siňdirişe eýe. Magneto optiki kristallar bilen deňeşdirilende, magneto optiki aýna ýokary geçirijilik artykmaçlygyna eýedir we uly bloklara ýa-da süýümlere ýasamak aňsat. Häzirki wagtda ýokary Faradaý täsiri bolan magneto-optiki äýnek, esasan, seýrek ýer ion doply äýnekdir.
Magneto optiki saklaýyş materiallary üçin ulanylýar
Soňky ýyllarda multimediýanyň we ofis awtomatizasiýasynyň çalt ösmegi bilen täze ýokary kuwwatly magnit disklere isleg artýar. Amorf metal terbium geçiş metal garyndy filmleri ýokary öndürijilikli magneto-optiki diskleri öndürmek üçin ulanyldy. Şolaryň arasynda TbFeCo garyndysy inçe film iň gowy ýerine ýetirijidir. Terbium esasly magneto-optiki materiallar uly göwrümde öndürildi we olardan ýasalan magneto-optiki diskler kompýuter saklaýyş komponentleri hökmünde ulanylýar we saklaýyş kuwwaty 10-15 esse ýokarlandy. Uly kuwwatyň we çalt giriş tizliginiň artykmaçlyklary bar we ýokary dykyzlykly optiki diskler üçin ulanylanda on müňlerçe gezek süpürilip we örtülip bilner. Elektron maglumatlary saklamak tehnologiýasyndaky möhüm materiallar. Görünýän we ýakyn infragyzyl zolaklarda iň köp ulanylýan magneto-optiki material Terbium Gallium Garnet (TGG) ýeke kristal bolup, Faradaý rotatorlaryny we izolýatorlaryny ýasamak üçin iň oňat magnit-optiki materialdyr.
Magneto optiki aýna üçin
Faradaý magneto optiki aýna görünýän we infragyzyl sebitlerde gowy aýdyňlyga we izotropiýa eýe we dürli çylşyrymly şekilleri döredip biler. Uly göwrümli önümleri öndürmek aňsat we optiki süýümlere çekilip bilner. Şol sebäpli, magneto optiki izolýatorlar, magneto optiki modulýatorlar we süýüm optiki tok datçikleri ýaly magneto optiki enjamlarda giň ulanylyş mümkinçilikleri bar. Uly magnit pursaty we görünýän we infragyzyl diapazonda ownuk siňdiriş koeffisiýenti sebäpli Tb3 + ionlary magneto optiki äýneklerde seýrek ulanylýan ýer ionlaryna öwrüldi.
Terbium disprosium ferromagnetostriktiw garyndysy
20-nji asyryň ahyrynda, dünýä ylmy we tehnologiki öwrülişikleriň çuňlaşmagy bilen, täze seýrek toprak amaly materiallar çalt ýüze çykýar. 1984-nji ýylda ABŞ-nyň Iowa ştat uniwersiteti, Amerikanyň Birleşen Ştatlarynyň Energetika ministrliginiň Ames laboratoriýasy we ABŞ-nyň Harby deňiz güýçleriniň ýarag gözleg merkezi (soňraky döredilen Amerikan Edge Tehnologiýa Kompaniýasynyň (ET REMA) esasy işgärleri) merkezi) täze seýrek toprak bilelikde döredilen akylly material, ýagny terbium disprosium demir äpet magnitostriktiw material. Bu täze “Akylly” material elektrik energiýasyny çalt mehaniki energiýa öwürmegiň ajaýyp aýratynlyklaryna eýedir. Bu ägirt uly magnitostriktiw materialdan ýasalan suwasty we elektro-akustiki geçirijiler deňiz enjamlarynda, nebit guýusyny kesgitleýjilerde, ses we titremäni gözegçilik ulgamlarynda, ummanyň gözleg we ýerasty aragatnaşyk ulgamlarynda üstünlikli düzüldi. Şonuň üçin terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw material dünýä inen badyna, dünýäniň ösen ýurtlarynyň ünsüni özüne çekdi. ABŞ-da “Edge Technologies” 1989-njy ýylda terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw materiallary öndürip başlady we olara Terfenol D. diýip at berdi. Soňra Şwesiýa, Japanaponiýa, Russiýa, Angliýa we Awstraliýa terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw materiallary hem döretdiler.
Amerikanyň Birleşen Ştatlarynda bu materialyň ösüş taryhyndan materialyň oýlanyp tapylmagy we irki monopolistik amaly harby güýçler (deňiz güýçleri ýaly) bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr. Hytaýyň harby we goranmak bölümleri bu material baradaky düşünjelerini kem-kemden güýçlendirýärler. Şeýle-de bolsa, Hytaýyň hemmetaraplaýyn milli güýji ep-esli ýokarlanandan soň, 21-nji asyrda harby bäsdeşlik strategiýasyny durmuşa geçirmek we enjamlaryň derejesini ýokarlandyrmak üçin talaplar elbetde gaty möhümdir. Şonuň üçin harby we milli goranmak bölümleri tarapyndan terbium disprosium demir ägirt uly magnitostriktiw materiallaryň giňden ulanylmagy taryhy zerurlyk bolar.
Gysgaça aýdylanda, terbiumyň köp ajaýyp häsiýetleri ony köp funksional materiallaryň aýrylmaz agzasy we käbir amaly meýdanlarda çalşyp bolmajak pozisiýa öwürýär. Şeýle-de bolsa, terbiumyň bahasynyň ýokary bolmagy sebäpli adamlar önümçilik çykdajylaryny azaltmak üçin terbiumdan nädip gaça durmalydygyny we azaltmalydygyny öwrenýärler. Mysal üçin, seýrek ýer magneto-optiki materiallary mümkin boldugyça arzan bahaly disproziý demir kobalt ýa-da gadolinium terbium kobalt ulanmalydyr; Ulanylmaly ýaşyl floresan poroşokda terbiniň düzümini azaltmaga synanyşyň. Terbiumyň giňden ulanylmagyny çäklendirýän möhüm faktor boldy. Emma köp sanly işleýän materiallar onsuz edip bilmeýär, şonuň üçin “pyçakda gowy polat ulanmak” ýörelgesine eýermeli we mümkin boldugyça terbiumyň ulanylyşyny tygşytlamaga synanyşmalydyrys.
Iş wagty: Iýul-05-2023