Тербиумавыр категориягә керәсирәк җирләр, crир кабыгында аз муллык белән 1,1 минутта. Тербиум оксиды сирәк җирләрнең 0,01% тан ким түгел. Тербиумның иң югары эчтәлеге булган югары йтрий ион тибындагы авыр сирәк рудада да, тербиумның гомуми сирәк җирнең 1,1-1,2% тәшкил итә, бу аның сирәк җир элементларының "асыл" категориясенә керүен күрсәтә. 1843-нче елда тербиум ачылганнан бирле 100 елдан артык вакыт эчендә аның азлыгы һәм кыйммәте аның практик кулланылышына озак вакыт комачаулый. Соңгы 30 елда гына тербиум үзенең уникаль сәләтен күрсәтте。
Тарихны ачу
Швед химикы Карл Густаф Мосандер 1843-нче елда тербиумны ачкан, ул аның пычракларын тапканYttrium (III) оксидыһәмY2O3. Yttrium Швециянең Йттерби авылы исеме белән аталган. Ион алмашу технологиясе барлыкка килгәнче, тербиум аның саф формасында изоляцияләнмәгән.
Мосант башта Yttrium (III) оксидын өч өлешкә бүлеп, барысы да рудалар исеме белән аталган: Yttrium (III) оксиды,Эрбиум (III) оксиды, һәм тербиум оксиды. Тербиум оксиды башта алсу өлештән тора, хәзерге вакытта эрбиум дип аталган элемент аркасында. "Эрбиум (III) оксиды" (без хәзер тербиум дип атаганны да кертеп) башта чишелешнең төссез өлеше иде. Бу элементның эри торган оксиды коңгырт санала.
Соңрак эшчеләр кечкенә төссез "Эрбиум (III) оксиды" ны күзәтә алмады, ләкин эри торган алсу өлеше игътибардан читтә калмады. Эрбиум (III) оксиды барлыгы турында бәхәсләр берничә тапкыр килеп чыкты. Хаоста оригиналь исем кире кайтарылды һәм исемнәр алышынды, шуңа күрә алсу өлеш ахырда эрбиум булган эремә буларак искә алынды (чишелештә ул алсу иде). Хәзер натрий бисульфаты яки калий сульфаты кулланган эшчеләр алалар дип саналаСерий (IV) оксидыYttrium (III) оксидыннан һәм уйламыйча тербиумны керий булган чокырга әйләндерегез. Оригиналь Yttrium (III) оксидының якынча 1%, хәзер "тербиум" дип аталган, сары төсне Yttrium (III) оксидына бирү өчен җитә. Шуңа күрә, тербиум - икенчел компонент, аны башта үз эченә алган, һәм аны якын күршеләре, гадолиниум һәм диспрозиум контрольдә тота.
Аннан соң, башка сирәк җир элементлары бу катнашмадан аерылганда, оксидның пропорциясенә карамастан, тербиум исеме ниһаять сакланып калган, тербиумның коңгырт оксиды саф формада алынган. XIX гасырда тикшерүчеләр ультрафиолет флуоресцент технологиясен кулланмады, ачык сары яки яшел төсләрне (III) күзәттеләр, тербиумның каты катнашмаларда яки эремәләрдә танылуын җиңеләйттеләр.
Электрон конфигурациясе
Электрон конфигурация:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Тербиумның электрон конфигурациясе [Xe] 6s24f9. Гадәттәгечә, атом корылмасы артык зур булганчы, өч электронны гына ионлаштырып була, ләкин тербиум булган очракта, ярым тутырылган тербиум дүртенче электронны фтор газы кебек бик көчле оксидантлар булганда тагын да ионлаштырырга мөмкинлек бирә.
Тербиум - көмеш ак сирәк җир металл, пычак белән киселергә мөмкин, ныклык, йомшаклык. Эретү ноктасы 1360 ℃, кайнату ноктасы 3123 ℃, тыгызлыгы 8229 4кг / м3. Баштагы Лантанид белән чагыштырганда, ул һавада чагыштырмача тотрыклы. Лантанидның тугызынчы элементы буларак, тербиум - көчле электрлы металл. Водород формалаштыру өчен ул су белән реакциягә керә.
Табигатьтә тербиум беркайчан да ирекле элемент булып табылмады, аның аз күләме фосфорий торий комында һәм Гадолинитта бар. Тербиум моназит комындагы сирәк җир элементлары белән бергә яши, гадәттә 0,03% тербиум. Башка чыганаклар - Ксенотим һәм кара сирәк алтын рудасы, икесе дә оксид катнашмалары һәм 1% га кадәр тербиумны үз эченә ала.
Кушымта
Тербиумны куллану күбесенчә югары технологияле өлкәләрне үз эченә ала, алар технологияне интенсив һәм белемнәрне интенсив проектлар, шулай ук зур икътисади файдага ия проектлар, кызыклы үсеш перспективалары белән.
Төп куллану өлкәләре:
1) катнаш сирәк туфрак формасында кулланыла. Мәсәлән, ул сирәк җир кушылмасы ашламасы һәм авыл хуҗалыгы өчен азык өстәмәсе буларак кулланыла.
(2) Өч төп флуоресцент порошокта яшел порошок өчен активлаштыручы. Заманча оптоэлектрон материаллар фосфорларның өч төп төсен куллануны таләп итәләр, кызыл, яшел һәм зәңгәр, алар төрле төсләрне синтезлау өчен кулланыла ала. Тербиум - югары сыйфатлы яшел флуоресцент порошокларда алыштыргысыз компонент.
3) Магнито оптик саклау материалы буларак кулланыла. Аморф металл тербиум күчү металл эретелгән нечкә пленкалар югары җитештерүчән магнито-оптик дисклар җитештерү өчен кулланылган.
(4) Оптик пыяла җитештерү. Тербиум булган Фарадай әйләнүче пыяла - лазер технологиясендә ротаторлар, изоляторлар һәм циркуляторлар җитештерү өчен төп материал.
(5) Тербиум диспрозиум ферромагностострик эретмәсе (TerFenol) үсеше һәм үсеше тербиум өчен яңа кушымталар ачты.
Авыл хуҗалыгы һәм терлекчелек өчен
Сирәк җир тербиумы культураларның сыйфатын яхшырта һәм билгеле концентрация диапазонында фотосинтез тизлеген арттыра ала. Тербиум комплекслары биологик активлыкка ия. Тербиумның өчьяклы комплекслары, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, Стафилококк ауреасына, Бакилл субтилисына һәм Эшеричия колига яхшы антибактерия һәм бактерицид эффектлары бар. Аларның киң антибактериаль спектры бар. Мондый комплексларны өйрәнү заманча бактерицид препаратлары өчен яңа тикшеренү юнәлеше бирә.
Люминесцен өлкәсендә кулланыла
Заманча оптоэлектрон материаллар фосфорларның өч төп төсен куллануны таләп итәләр, кызыл, яшел һәм зәңгәр, алар төрле төсләрне синтезлау өчен кулланыла ала. Тербиум - югары сыйфатлы яшел флуоресцент порошокларда алыштыргысыз компонент. Әгәр сирәк җир төсендәге телевизор кызыл флуоресцент порошокның тууы йтрийга һәм европийга сорау тудырган булса, тербиумны куллану һәм үстерү сирәк җирдә лампалар өчен өч төп төсле яшел флуоресцент порошок ярдәмендә алга киткән. 1980-нче еллар башында Филипс дөньяда беренче компакт энергияне саклаучы флуоресцент лампаны уйлап тапты һәм аны тиз арада дөньякүләм пропагандалады. Tb3 + ионнары 545nm дулкын озынлыгы белән яшел ут җибәрә ала, һәм сирәк очрый торган яшел фосфорлар тербиумны активлаштыручы итеп кулланалар.
Катодлы нурлы труба (CRT) өчен яшел фосфор һәрвакыт арзан һәм эффектив цинк сульфидына нигезләнгән, ләкин терби порошогы һәрвакыт яшел фосфор буларак проекция төсле телевидение өчен кулланыла, шул исәптән Y2SiO5 ∶ Tb3 +, Y3 (Y3) Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3 + һәм LaOBr ∶ Tb3 +. Зур экранлы югары телевизор (HDTV) үсеше белән, CRT өчен югары җитештерүчән яшел флуоресцент порошоклар да эшләнә. Мисал өчен, чит илдә Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 +, һәм Y2SiO5: Tb3 + булган гибрид яшел флуоресцент порошок эшләнде, алар югары ток тыгызлыгында яхшы люминесцент эффективлыкка ия.
Традицион рентген флуоресцент порошогы - кальций вольфрамы. 1970-80 елларда экраннарны көчәйтү өчен сирәк җир фосфорлары эшләнде, мәсәлән, терби активлаштырылган күкерт Лантан оксиды, терби активлаштырылган бром Лантан оксиды (яшел экраннар өчен), терби активлаштырылган күкерт Yttrium (III) оксиды һ.б. кальций вольфрамы белән чагыштырганда, сирәк җир флуоресцент порошогы пациентлар өчен рентген нурланыш вакытын 80% кыскартырга, рентген фильмнар резолюциясен яхшыртырга, киңәйтергә мөмкин Рентген торбаларның гомер озынлыгы, һәм энергия куллануны киметү. Тербиум шулай ук медицина рентген көчәйтү экраннары өчен флуоресцент порошок активаторы буларак кулланыла, ул рентген оптик сурәтләргә әверелү сизгерлеген яхшырта, рентген фильмнарның ачыклыгын яхшырта һәм X- экспозиция дозасын киметә ала. кеше организмына нурлар (50% тан артык).
Тербиум шулай ук яңа ярымүткәргеч яктырту өчен зәңгәр ут белән дулкынланган ак LED фосфорда активлаштыручы буларак кулланыла. Тербиум алюминий магнито оптик кристалл фосфорлар чыгару өчен, зәңгәр яктылык чыгаручы диодларны дулкынландыргыч яктылык чыганагы итеп кулланырга мөмкин, һәм барлыкка килгән флуоресенция саф ак яктылык чыгару өчен дулкынландыргыч яктылык белән кушыла.
Тербиумнан ясалган электролуминсент материалларга, нигездә, цинк сульфид яшел фосфор керә, тербиум активлаштыручы. Ультрафиолет нурлары астында тербиумның органик комплекслары көчле яшел флуоресенция чыгарырга һәм нечкә кино электролуминсент материаллары буларак кулланылырга мөмкин. Сирәк җир органик катлаулы электролуминсент нечкә фильмнарны өйрәнүдә зур уңышларга ирешелсә дә, практик яктан билгеле бер аерма бар, һәм сирәк җир органик катлаулы электролуминсент нечкә фильмнар һәм җайланмалар буенча тикшеренүләр әле дә тирәнлектә.
Тербиумның флуоресцент характеристикалары шулай ук флуоресцент зоналар буларак кулланыла. Мәсәлән, Офлоксаин тербиумы (Tb3 +) флуоресцент зонасы Офлоксаин тербиумы (Tb3 +) комплексы һәм ДНК (ДНК) флуоресцент спектры һәм үзләштерү спектры белән үзара тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды, бу Офлоксаин Tb3 + зонасының ДНК молекулалары белән бәйләнгән трюк формалаштыра алуын күрсәтә, һәм ДНК Офлоксаин Tb3 + системасының флюоресенциясен сизелерлек арттыра ала. Бу үзгәрешкә нигезләнеп, ДНКны билгеләргә мөмкин.
Магнито оптик материаллар өчен
Фарадай эффекты булган материаллар, шулай ук магнито-оптик материаллар, лазерларда һәм башка оптик җайланмаларда киң кулланыла. Магнито оптик материалларының ике киң таралган төре бар: магнито оптик кристаллары һәм магнито оптик пыяла. Алар арасында магнито-оптик кристаллар (мәсәлән, Итрий тимер гранаты һәм тербиум галлий гранаты) көйләнә торган эш ешлыгы һәм югары җылылык тотрыклылыгы өстенлекләре бар, ләкин алар кыйммәт һәм җитештерү авыр. Моннан тыш, югары Фарадай әйләнү почмагы булган күп магнито-оптик кристалллар кыска дулкын диапазонында югары үзләштерүгә ия, бу аларны куллануны чикли. Магнито оптик кристаллары белән чагыштырганда, магнито оптик пыяла югары үткәрү өстенлегенә ия һәм зур блокларга яки җепселләргә ясау җиңел. Хәзерге вакытта, югары Фарадай эффекты булган магнито-оптик стаканнар, нигездә, сирәк җир ионы белән капланган стаканнар.
Магнито оптик саклау материаллары өчен кулланыла
Соңгы елларда, мультимедиа һәм офис автоматизациясенең тиз үсеше белән, яңа югары сыйдырышлы магнит дискларга сорау арта. Аморф металл тербиум металл эретелгән пленкалар югары җитештерүчән магнито-оптик дисклар җитештерү өчен кулланылган. Алар арасында TbFeCo эретелгән нечкә фильм иң яхшы күрсәткечкә ия. Тербиум нигезендәге магнито-оптик материаллар зур күләмдә җитештерелгән, һәм алардан ясалган магнито-оптик дисклар компьютер саклау компонентлары буларак кулланыла, саклау сыйфаты 10-15 тапкыр арткан. Алар зур сыйдырышлыкның һәм тиз керү тизлегенең өстенлекләренә ия, һәм югары тыгызлыктагы оптик дискларда кулланылганда дистәләрчә мең тапкыр сөртелергә һәм капланырга мөмкин. Алар электрон мәгълүмат саклау технологиясендә мөһим материаллар. Күренгән һәм инфракызыл полосаларда иң еш кулланыла торган магнито-оптик материал - Тербиум Галлиум Гарнет (TGG) бер кристалл, ул Фарадай ротаторлары һәм изоляторлары ясау өчен иң яхшы магнито-оптик материал.
Магнито оптик пыяла өчен
Фарадай магнито оптик пыяла күренеп торган һәм инфракызыл өлкәләрдә яхшы ачыклыкка һәм изотропиягә ия, һәм төрле катлаулы формалар ясый ала. Зур күләмле продуктлар җитештерү җиңел һәм оптик җепселләргә тартылырга мөмкин. Шуңа күрә, магнито оптик изоляторлар, магнито оптик модульаторлар, оптик оптик ток сенсорлары кебек магнито оптик җайланмаларда киң куллану перспективалары бар. Зур магнит моменты һәм күренеп торган һәм инфракызыл диапазонда кечкенә үзләштерү коэффициенты аркасында Tb3 + ионнары магнито оптик стаканнарда сирәк кулланыла торган җир ионнары булып киттеләр.
Тербиум диспрозиум ферромагнетострикив эретмәсе
ХХ гасыр азагында, дөнья фәнни-технологик революциянең тирәнәюе белән, сирәк очрый торган җир Гамәли материаллар тиз арада барлыкка килә. 1984-нче елда АКШның Айова дәүләт университеты, АКШ-ның Энергетика департаментының Амес лабораториясе һәм АКШ Хәрби-диңгез флоты коралларын тикшерү үзәге (соңрак төзелгән Америка Edge Technology Company (ET REMA) төп персоналыннан). үзәк) яңа сирәк җирне акыллы эшләделәр, тербиум диспрозиум тимер гигант магнитострикив материал. Бу яңа Смарт материал электр энергиясен тиз механик энергиягә әверелдерүнең искиткеч үзенчәлекләренә ия. Бу гигант магнитострик материалдан ясалган су асты һәм электро-акустик кондукторлар диңгез җиһазларында, нефть скважиналарын ачыклаучы спикерларда, шау-шу һәм тибрәнү белән идарә итү системаларында, океанны өйрәнү һәм җир асты элемтә системаларында уңышлы конфигурацияләнде. Шуңа күрә, тербиум диспрозиум тимер гигант магнитострик материал тугач, ул дөньяның индустриальләшкән илләренең игътибарын җәлеп итте. Edge Technologies Америка Кушма Штатларында тербиум диспрозий тимер гигант магнитострик материаллар җитештерә башлады һәм аларга Терфенол Д. дип исем кушты. Соңыннан Швеция, Япония, Россия, Бөекбритания һәм Австралия шулай ук тербиум диспрозиум тимер гигант магнитострик материалларын эшләделәр.
Кушма Штатларда бу материалның үсеш тарихыннан, материалны уйлап табу да, монополистик заявкалар да хәрби индустрия белән турыдан-туры бәйле (мәсәлән, диңгез флоты). Кытайның хәрби һәм оборона бүлекләре әкренләп бу материалны аңлауны көчәйтәләр. Ләкин, Кытайның Комплекслы Милли Көче сизелерлек артканнан соң, XXI гасырда хәрби көндәшлек стратегиясен тормышка ашыру һәм җиһазлар дәрәҗәсен күтәрү таләпләре, әлбәттә, бик актуаль булачак. Шуңа күрә, хәрби һәм милли оборона бүлекләре тарафыннан тербиум диспрозиум тимер гигант магнитострик материалларын киң куллану тарихи ихтыяҗ булачак.
Кыскасы, тербийның бик яхшы үзенчәлекләре аны күп функциональ материалларның алыштыргысыз әгъзасы һәм кайбер куллану өлкәләрендә алыштыргысыз позициягә әйләндерәләр. Ләкин, тербиумның югары бәясе аркасында, кешеләр җитештерү чыгымнарын киметү өчен тербиумны ничек кулланырга һәм минимальләштерергә өйрәнәләр. Мәсәлән, сирәк җир магнито-оптик материаллары аз чыгымлы диспрозий тимер кобальт яки гадолиниум тербиум кобальтын кулланырга тиеш; Тербиумның яшел флуоресцент порошогындагы күләмен киметергә тырышыгыз. Тербийның киң кулланылышын чикләүче бәяләр мөһим факторга әйләнде. Ләкин күп функциональ материаллар ансыз эшли алмый, шуңа күрә без "пычакта яхшы корыч куллану" принцибын тотарга һәм тербиумны мөмкин кадәр сакларга тырышырга тиеш.
Пост вакыты: Июль-05-2023