Terbiumağır nadir torpaqlar kateqoriyasına aiddir, yer qabığında cəmi 1,1 ppm az bolluq təşkil edir.Terbium oksidiümumi nadir torpaqların 0,01%-dən azını təşkil edir. Hətta tərkibində ən çox terbium olan yüksək itrium ionlu ağır nadir torpaq filizlərində belə, terbiumun miqdarı cəmi 1,1-1,2%-ni təşkil edir.nadir torpaq-nin “nəcib” kateqoriyasına aid olduğunu göstərirnadir torpaqelementləri. 1843-cü ildə terbiumun kəşfindən bəri 100 ildən çox müddət ərzində onun qıtlığı və dəyəri uzun müddət praktik tətbiqinə mane olmuşdur. Yalnız son 30 ildə belədirterbiumözünəməxsus istedadını nümayiş etdirmişdir.
Tarixi kəşf etmək
İsveç kimyaçısı Karl Qustaf Mosander 1843-cü ildə terbiyumu kəşf etdi.itrium oksidivəY2O3. İtriumİsveçdəki İtbi kəndinin adını daşıyır. İon mübadiləsi texnologiyasının yaranmasından əvvəl terbium təmiz formada təcrid olunmamışdır.
Mossander əvvəlcə bölündüitrium oksidiüç hissəyə bölünür, hamısı filizlərin adını daşıyır:itrium oksidi, erbium oksidi, vəterbium oksidi. Terbium oksidiindi kimi tanınan elementə görə əvvəlcə çəhrayı hissədən ibarət idierbium. Erbium oksidi(indi terbium dediyimiz şey də daxil olmaqla) əvvəlcə məhlulun rəngsiz hissəsi idi. Bu elementin həll olunmayan oksidi qəhvəyi hesab olunur.
Daha sonra işçilər kiçik rəngsizləri müşahidə etməkdə çətinlik çəkdilər.erbium oksidi", lakin həll olunan çəhrayı hissəyə göz yummaq olmaz. mövcudluğu ilə bağlı mübahisəerbium oksididəfələrlə ortaya çıxıb. Xaosda ilkin ad dəyişdirildi və adların mübadiləsi ilişib qaldı, buna görə də çəhrayı hissə sonda erbium olan məhlul kimi qeyd edildi (məhlulda çəhrayı idi). İndi belə hesab edilir ki, natrium disulfid və ya kalium sulfatdan istifadə edən işçilər serium dioksidiitrium oksidiistəmədən dönməkterbiumserium tərkibli çöküntülərə çevrilir. Hal-hazırda kimi tanınırterbium', orijinalın yalnız təxminən 1% -iitrium oksidimövcuddur, lakin bu, açıq sarı rəngin ötürülməsi üçün kifayətdiritrium oksidi. Buna görə də,terbiumilkin olaraq onu ehtiva edən ikinci dərəcəli komponentdir və o, bilavasitə qonşuları tərəfindən idarə olunur,qadoliniumvədisprosium.
Sonra, nə vaxt başqanadir torpaqbu qarışıqdan elementlər ayrılmış, oksidin nisbətindən asılı olmayaraq, terbiumun adı nəhayət, qəhvəyi oksid olana qədər saxlanılmışdır.terbiumtəmiz formada əldə edilmişdir. 19-cu əsrdə tədqiqatçılar parlaq sarı və ya yaşıl nodülləri (III) müşahidə etmək üçün ultrabənövşəyi flüoresan texnologiyasından istifadə etmədilər, bu da terbiumun bərk qarışıqlarda və ya məhlullarda tanınmasını asanlaşdırdı.
Elektron konfiqurasiyası
Elektron tərtibat:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Elektron tənzimləməterbium[Xe] 6s24f9-dur. Normalda, nüvə yükü daha çox ionlaşmaq üçün çox böyük olana qədər yalnız üç elektron çıxarıla bilər. Bununla belə, haldaterbium, yarı doluterbiumflüor qazı kimi çox güclü oksidləşdiricinin iştirakı ilə dördüncü elektronun daha da ionlaşmasına imkan verir.
Metal
Terbiumbıçaqla kəsilə bilən çevikliyə, möhkəmliyə və yumşaqlığa malik gümüşü ağ nadir torpaq metalıdır. Ərimə temperaturu 1360 ℃, qaynama nöqtəsi 3123 ℃, sıxlıq 8229 4kg/m3. Erkən lantanid elementləri ilə müqayisədə havada nisbətən sabitdir. Lantanid elementlərinin doqquzuncu elementi, terbium, hidrogen qazı yaratmaq üçün su ilə reaksiya verən yüksək yüklü bir metaldır.
Təbiətdə,terbiumfosforlu serium torium qumunda və silisium berillium ittrium filizində az miqdarda mövcud olan sərbəst element heç vaxt aşkar edilməmişdir.Terbiummonazit qumunda digər nadir torpaq elementləri ilə birlikdə mövcuddur, ümumiyyətlə 0,03% terbium ehtiva edir. Digər mənbələrə itrium fosfat və nadir torpaq qızılı daxildir, bunların hər ikisi 1%-ə qədər terbium olan oksidlərin qarışığıdır.
Ərizə
-nin tətbiqiterbiuməsasən yüksək texnoloji sahələri əhatə edir, bunlar texnologiya tutumlu və bilik tələb edən qabaqcıl layihələr, eləcə də əhəmiyyətli iqtisadi səmərə verən, cəlbedici inkişaf perspektivləri olan layihələr.
Əsas tətbiq sahələrinə aşağıdakılar daxildir:
(1) Qarışıq nadir torpaqlar şəklində istifadə olunur. Məsələn, kənd təsərrüfatı üçün nadir torpaq gübrəsi və yem əlavəsi kimi istifadə olunur.
(2) Üç əsas flüoresan tozda yaşıl toz üçün aktivator. Müasir optoelektronik materiallar müxtəlif rəngləri sintez etmək üçün istifadə oluna bilən üç əsas fosfor rənginin, yəni qırmızı, yaşıl və mavinin istifadəsini tələb edir. Vəterbiumbir çox yüksək keyfiyyətli yaşıl flüoresan tozların əvəzsiz komponentidir.
(3) Magneto optik saxlama materialı kimi istifadə olunur. Amorf metal terbium keçid metal ərintisi nazik filmlər yüksək performanslı maqnito optik disklərin istehsalı üçün istifadə edilmişdir.
(4) Magneto optik şüşə istehsalı. Tərkibində terbium olan Faraday fırlanan şüşə lazer texnologiyasında rotatorların, izolyatorların və sirkulyatorların istehsalı üçün əsas materialdır.
(5) Terbium disprosium ferromaqnitostriktiv ərintinin (TerFenol) inkişafı və inkişafı terbium üçün yeni tətbiqlər açdı.
Əkinçilik və heyvandarlıq üçün
Nadir torpaqterbiumbitkilərin keyfiyyətini yaxşılaşdıra və müəyyən konsentrasiya diapazonunda fotosintez sürətini artıra bilər. Terbium kompleksləri yüksək bioloji aktivliyə, üçlü komplekslərə malikdirterbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis və Escherichia coli üzərində yaxşı antibakterial və bakterisid təsir göstərir, geniş spektrli antibakterial xüsusiyyətlərə malikdir. Bu komplekslərin tədqiqi müasir bakterisid preparatların yeni tədqiqat istiqamətini təmin edir.
Lüminesans sahəsində istifadə olunur
Müasir optoelektronik materiallar müxtəlif rəngləri sintez etmək üçün istifadə oluna bilən üç əsas fosfor rənginin, yəni qırmızı, yaşıl və mavinin istifadəsini tələb edir. Və terbium bir çox yüksək keyfiyyətli yaşıl floresan tozların əvəzsiz komponentidir. Nadir torpaq rəngli televizorun doğuşu isə qırmızı flüoresan tozuna olan tələbi stimullaşdırdıitriumvəavropium, sonra terbiumun tətbiqi və inkişafı lampalar üçün nadir torpaq üç əsas rəngli yaşıl flüoresan toz tərəfindən təşviq edilmişdir. 1980-ci illərin əvvəllərində Philips dünyanın ilk yığcam enerjiyə qənaət edən flüoresan lampasını icad etdi və onu tez bir zamanda qlobal miqyasda tanıtdı. Tb3+ionları 545nm dalğa uzunluğu ilə yaşıl işıq yaya bilər və demək olar ki, bütün nadir torpaq yaşıl flüoresan tozları istifadə edir.terbium, aktivator kimi.
Rəngli TV katod şüa boruları (CRT) üçün istifadə edilən yaşıl flüoresan toz həmişə əsasən ucuz və səmərəli sink sulfid əsasında olmuşdur, lakin terbium tozu həmişə Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+ və LaOBr: Tb3+. Böyük ekranlı yüksək dəqiqlikli televiziyanın (HDTV) inkişafı ilə CRT-lər üçün yüksək performanslı yaşıl flüoresan tozları da hazırlanır. Məsələn, yüksək cərəyan sıxlığında əla lüminesans səmərəliliyinə malik olan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+ və Y2SiO5: Tb3+ tərkibli hibrid yaşıl flüoresan toz xaricdə hazırlanmışdır.
Ənənəvi rentgen floresan tozu kalsium volframdır. 1970 və 1980-ci illərdə həssaslaşdırma ekranları üçün nadir torpaq flüoresan tozları hazırlanmışdır, məsələnterbium,aktivləşdirilmiş lantan sulfid oksidi, terbiumla aktivləşdirilmiş lantan bromid oksidi (yaşıl ekranlar üçün) və terbiumla aktivləşdirilmiş itrium sulfid oksidi. Kalsium volfram ilə müqayisədə, nadir torpaq flüoresan tozu xəstələr üçün rentgen şüalanma müddətini 80% azalda bilər, rentgen filmlərinin həllini yaxşılaşdırır, rentgen borularının ömrünü uzatır və enerji istehlakını azalda bilər. Terbium, həmçinin tibbi rentgen gücləndirici ekranlar üçün flüoresan toz aktivatoru kimi istifadə olunur ki, bu da rentgen şüalarının optik təsvirlərə çevrilməsinin həssaslığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra, rentgen filmlərinin aydınlığını yaxşılaşdıra və rentgen şüalarının məruz qalma dozasını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. insan bədəninə şüalar (50% -dən çox).
Terbiumyeni yarımkeçirici işıqlandırma üçün mavi işıqla həyəcanlanan ağ LED fosforda aktivator kimi də istifadə olunur. O, həyəcan verici işıq mənbələri kimi mavi işıq yayan diodlardan istifadə edərək, terbium alüminium maqnito-optik kristal fosforlar istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər və yaradılan flüoresan, saf ağ işıq yaratmaq üçün həyəcan işığı ilə qarışdırılır.
Terbiumdan hazırlanan elektrolüminessent materiallara əsasən sink sulfidli yaşıl floresan toz daxildir.terbiumaktivator kimi. Ultrabənövşəyi şüalanma altında, terbiumun üzvi kompleksləri güclü yaşıl flüoresan buraxa bilər və nazik təbəqə elektroluminesans materialları kimi istifadə edilə bilər. Araşdırmada əhəmiyyətli irəliləyiş əldə olunsa danadir torpaqüzvi kompleks elektrolüminessent nazik filmlər, praktiklikdən hələ də müəyyən bir boşluq var və nadir torpaq üzvi kompleks elektrolüminessent nazik filmlər və cihazlar üzərində tədqiqat hələ də dərindədir.
Terbiumun flüoresan xüsusiyyətləri də flüoresan zondlar kimi istifadə olunur. Ofloksasin terbium (Tb3+) kompleksi və deoksiribonuklein turşusu (DNT) arasındakı qarşılıqlı əlaqə, ofloksasin terbiumunun (Tb3+) flüoresan zondu kimi flüoresan və udma spektrlərindən istifadə etməklə tədqiq edilmişdir. Nəticələr göstərdi ki, ofloksasin Tb3+zondu DNT molekulları ilə bir yiv meydana gətirə bilər və deoksiribonuklein turşusu ofloksasin Tb3+ sisteminin flüoresansını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. Bu dəyişikliyə əsasən dezoksiribonuklein turşusunu təyin etmək olar.
Maqnit optik materiallar üçün
Maqnito-optik materiallar kimi tanınan Faraday effektli materiallar lazerlərdə və digər optik cihazlarda geniş istifadə olunur. Maqnitooptik materialların iki ümumi növü var: maqnitooptik kristallar və maqnitooptik şüşə. Onların arasında maqnito-optik kristallar (məsələn, itrium dəmir qranat və terbium qallium qranat) tənzimlənən iş tezliyi və yüksək istilik sabitliyi üstünlüklərinə malikdir, lakin onlar bahalı və istehsalı çətindir. Bundan əlavə, Faraday fırlanma bucaqları yüksək olan bir çox maqnito-optik kristallar qısa dalğa diapazonunda yüksək udma qabiliyyətinə malikdir, bu da onların istifadəsini məhdudlaşdırır. Magneto optik kristallarla müqayisədə, maqnito optik şüşə yüksək keçiricilik üstünlüyünə malikdir və böyük bloklara və ya liflərə çevrilmək asandır. Hazırda yüksək Faraday effektinə malik maqnito-optik eynəklər əsasən nadir torpaq ionları qatqılı eynəklərdir.
Magneto optik saxlama materialları üçün istifadə olunur
Son illərdə multimedia və ofis avtomatlaşdırmasının sürətli inkişafı ilə yeni yüksək tutumlu maqnit disklərinə tələbat artır. Amorf metal terbium keçid metal ərintisi nazik filmlər yüksək performanslı maqnito optik disklərin istehsalı üçün istifadə edilmişdir. Onların arasında TbFeCo alaşımlı nazik film ən yaxşı performansa malikdir. Geniş miqyasda terbium əsaslı maqnito-optik materiallar istehsal edilmiş və onlardan hazırlanmış maqnito-optik disklər kompüter yaddaşının komponentləri kimi istifadə olunur, saxlama qabiliyyəti 10-15 dəfə artır. Onlar böyük tutumlu və sürətli çıxış sürətinin üstünlüklərinə malikdir və yüksək sıxlıqlı optik disklər üçün istifadə edildikdə on minlərlə dəfə silinə və örtülə bilər. Onlar elektron informasiya saxlama texnologiyasında mühüm materiallardır. Görünən və yaxın infraqırmızı zolaqlarda ən çox istifadə edilən maqnito-optik material Faraday rotatorları və izolyatorlarının istehsalı üçün ən yaxşı maqnito-optik material olan Terbium Gallium Garnet (TGG) monokristaldır.
Maqnit optik şüşə üçün
Faraday maqnit optik şüşəsi görünən və infraqırmızı bölgələrdə yaxşı şəffaflığa və izotropiyaya malikdir və müxtəlif mürəkkəb formalar yarada bilər. Böyük ölçülü məhsullar istehsal etmək asandır və optik liflərə çəkilə bilər. Buna görə də, maqnito-optik izolyatorlar, maqnito-optik modulyatorlar və fiber optik cərəyan sensorları kimi maqnito-optik cihazlarda geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir. Böyük maqnit momenti və görünən və infraqırmızı diapazonda kiçik udma əmsalı sayəsində Tb3+ionları maqnit optik eynəklərdə çox istifadə edilən nadir torpaq ionlarına çevrilmişdir.
Terbium disprosium ferromaqnitostriktiv ərintisi
20-ci əsrin sonunda, dünya texnoloji inqilabının davamlı olaraq dərinləşməsi ilə yeni nadir torpaq tətbiqi materialları sürətlə ortaya çıxdı. 1984-cü ildə Ayova Dövlət Universiteti, ABŞ Energetika Departamentinin Ames Laboratoriyası və ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələrinin Səthi Silahların Tədqiqat Mərkəzi (sonradan qurulan Edge Technology Corporation (ET REMA) əsas heyəti buradan gəldi) yeni nadir silah yaratmaq üçün əməkdaşlıq etdilər. yerin ağıllı materialı, yəni terbium disprosium ferromaqnit maqnitostriktiv material. Bu yeni ağıllı material elektrik enerjisini tez mexaniki enerjiyə çevirmək üçün əla xüsusiyyətlərə malikdir. Bu nəhəng maqnitostriktiv materialdan hazırlanmış sualtı və elektroakustik çeviricilər dəniz avadanlıqlarında, neft quyularını aşkar edən dinamiklərdə, səs-küyə və vibrasiyaya nəzarət sistemlərində, okean kəşfiyyatı və yeraltı rabitə sistemlərində uğurla konfiqurasiya edilmişdir. Buna görə də, terbium disprosium dəmir nəhəngi maqnitostriktiv material yaranan kimi, dünyanın sənayeləşmiş ölkələrindən geniş diqqət aldı. Birləşmiş Ştatlarda Edge Technologies 1989-cu ildə terbium disprosium dəmir nəhəng maqnitostriktiv materialların istehsalına başladı və onları Terfenol D adlandırdı. Sonradan İsveç, Yaponiya, Rusiya, Böyük Britaniya və Avstraliya da terbium disprosium dəmir nəhəngi maqnitostriktiv materiallar hazırladılar.
Birləşmiş Ştatlarda bu materialın inkişaf tarixindən həm materialın ixtirası, həm də ilkin inhisarçı tətbiqləri birbaşa hərbi sənaye ilə (məsələn, dəniz donanması) bağlıdır. Baxmayaraq ki, Çinin hərbi və müdafiə nazirlikləri bu materialla bağlı anlayışlarını tədricən gücləndirirlər. Bununla belə, Çinin hərtərəfli milli gücünün əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə 21-ci əsrin hərbi rəqabət strategiyasına nail olmaq və avadanlıq səviyyələrini təkmilləşdirmək tələbi mütləq çox aktual olacaqdır. Buna görə də, hərbi və milli müdafiə idarələri tərəfindən terbium disprosium dəmir nəhəngi maqnitostriktiv materialların geniş tətbiqi tarixi zərurət olacaqdır.
Bir sözlə, bir çox əla xüsusiyyətləriterbiumonu bir çox funksional materialın əvəzsiz üzvü və bəzi tətbiq sahələrində əvəzolunmaz bir mövqeyə çevirir. Bununla belə, terbiumun yüksək qiymətinə görə, insanlar istehsal xərclərini azaltmaq üçün terbiumdan istifadənin qarşısını almaq və minimuma endirmək yollarını öyrənirlər. Məsələn, nadir torpaq maqnito-optik materiallardan da aşağı qiymətə istifadə edilməlidirdisprosium dəmirmümkün qədər kobalt və ya gadolinium terbium kobalt; İstifadə edilməli olan yaşıl floresan tozda terbiumun tərkibini azaltmağa çalışın. Qiymət geniş istifadəni məhdudlaşdıran mühüm faktor halına gəlditerbium. Ancaq bir çox funksional material onsuz edə bilməz, buna görə də "bıçaqda yaxşı poladdan istifadə" prinsipinə əməl etməliyik və istifadəyə qənaət etməyə çalışmalıyıq.terbiummümkün qədər.
Göndərmə vaxtı: 25 oktyabr 2023-cü il