Terbiuma bhuineas don roinn-seòrsa tromtalmhainn tearc, le pailteas ìosal ann an rùsg na Talmhainn aig dìreach 1.1 ppm. Tha ocsaid terbium a’ dèanamh suas nas lugha na 0.01% den àireamh iomlan de talmhainn tearc. Fiù ‘s anns a’ mhèinn talmhainn tearc throm le ian yttrium àrd leis an t-susbaint terbium as àirde, chan eil susbaint terbium a’ dèanamh suas ach 1.1-1.2% den àireamh iomlan de thalamh tearc, a’ nochdadh gu bheil e a’ buntainn ris an roinn “uasal” de eileamaidean talmhainn tearc. Airson còrr air 100 bliadhna bho chaidh terbium a lorg ann an 1843, tha a gainnead agus a luach air casg a chuir air a chleachdadh gu practaigeach airson ùine mhòr. Chan eil ann ach anns na 30 bliadhna a dh’ fhalbh a tha terbium air a thàlant sònraichte a nochdadh.
A’ lorg eachdraidh
Lorg an ceimigear às an t-Suain, Carl Gustaf Mosander, terbium ann an 1843. Lorg e a neo-chunbhalachdan ann anOgsaid itriam(III)agusY2O3Tha yttrium air ainmeachadh às dèidh baile Ytterby san t-Suain. Mus tàinig teicneòlas iomlaid ian am follais, cha robh terbium air a sgaradh na chruth fìor-ghlan.
Roinn Mosant ocsaid Yttrium(III) an toiseach ann an trì pàirtean, uile air an ainmeachadh às dèidh mèinnean: ocsaid Yttrium(III),Erbium(III) ogsaid, agus ocsaid terbium. Bha ocsaid terbium air a dhèanamh suas an toiseach de phàirt pinc, air sgàth an eileamaid ris an canar erbium a-nis. B’ e “ocsaid erbium(III)” (a’ gabhail a-steach na tha sinn a’ gairm terbium a-nis) am pàirt gun dath anns an fhuasgladh an toiseach. Thathas den bheachd gu bheil ocsaid neo-sholabailte an eileamaid seo donn.
Cha mhòr nach b’ urrainn do luchd-obrach nas fhaide air adhart an “Erbium(III) ocsaid” beag bìodach gun dath fhaicinn, ach cha b’ urrainnear dearmad a dhèanamh air a’ phàirt pinc a bha so-sgaoilte. Tha deasbadan air èirigh a-rithist is a-rithist mu bhith ann an Erbium(III) ocsaid. Anns a’ chaos, chaidh an t-ainm tùsail a thionndadh air ais agus chaidh iomlaid ainmean a chumail, agus mar sin chaidh iomradh a thoirt air a’ phàirt pinc mu dheireadh mar fhuasgladh anns an robh erbium (anns an fhuasgladh, bha e pinc). Thathas a’ creidsinn a-nis gu bheil luchd-obrach a bhios a’ cleachdadh sodium bisulfate no potassium sulfate a’ gabhail…Ogsaid cerium(IV)a-mach à ocsaid Yttrium(III) agus gun fhiosta terbium a thionndadh gu grùid anns a bheil cerium. Chan eil ach mu 1% den ocsaid Yttrium(III) thùsail, ris an canar “terbium” a-nis, gu leòr airson dath buidhe a thoirt do ocsaid Yttrium(III). Mar sin, 's e pàirt àrd-sgoile a th' ann an terbium anns an robh e an toiseach, agus tha e fo smachd a nàbaidhean dìreach, gadolinium agus dysprosium.
Às dèidh sin, nuair a chaidh eileamaidean talmhainn tearc eile a sgaradh bhon mheasgachadh seo, ge bith dè an co-mheas den ocsaid, chaidh an t-ainm terbium a chumail gus mu dheireadh, fhuaireadh ocsaid donn terbium ann an cruth fìor-ghlan. Cha do chleachd luchd-rannsachaidh san 19mh linn teicneòlas fluorescence ultraviolet gus nodalan buidhe no uaine soilleir (III) fhaicinn, ga dhèanamh nas fhasa terbium aithneachadh ann am measgachaidhean no fuasglaidhean cruaidh.
Rèiteachadh electron
Rèiteachadh electron:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Is e rèiteachadh nan dealanan aig terbium [Xe] 6s24f9. Mar as trice, chan urrainnear ach trì dealanan a thoirt air falbh mus bi an cosgais niùclasach ro mhòr airson a bhith air a ianachadh tuilleadh, ach a thaobh terbium, leigidh terbium leth-lìonta leis a’ cheathramh dealan a bhith air a ianachadh tuilleadh an làthair oxidants glè làidir leithid gas fluairin.
'S e meatailt talmhainn tearc geal airgid a th' ann an terbium le ductileachd, cruas, agus bogachd a ghabhas gearradh le sgian. Puing leaghaidh 1360 ℃, puing goil 3123 ℃, dùmhlachd 8229 4kg/m3. An coimeas ris an Lanthanide tràth, tha e caran seasmhach san adhar. Mar an naoidheamh eileamaid de Lanthanide, 's e meatailt le dealan làidir a th' ann an terbium. Bidh e ag ath-fhreagairt le uisge gus haidridean a chruthachadh.
Ann an nàdar, cha deach terbium a lorg a-riamh mar eileamaid shaor, agus tha beagan dheth ann an gainmheach fosfocerium thorium agus gadolinite. Bidh terbium ann còmhla ri eileamaidean talmhainn tearc eile ann an gainmheach monazite, le susbaint terbium de 0.03% san fharsaingeachd. Is e stòran eile Xenotime agus mèinnean òir dubh tearc, agus tha an dà chuid nan measgachadh de ocsaidean agus anns a bheil suas ri 1% terbium.
Iarrtas
Tha cleachdadh terbium sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach raointean àrd-theicneòlais, is iad sin pròiseactan ùr-nodha dian air teicneòlas agus eòlas, a bharrachd air pròiseactan le buannachdan eaconamach mòra, le cothroman leasachaidh tarraingeach.
Am measg nam prìomh raointean tagraidh tha:
(1) Air a chleachdadh ann an cruth measgaichte de mìrean tearc. Mar eisimpleir, thathar ga chleachdadh mar thodhar measgaichte de mìrean tearc agus mar stuth-cuideachaidh biadhaidh airson àiteachais.
(2) Gnìomhaiche airson pùdar uaine ann an trì prìomh phùdaran fluorescent. Feumaidh stuthan optoelectronic an latha an-diugh trì prìomh dhathan fosfair a chleachdadh, is iad sin dearg, uaine, agus gorm, agus faodar an cleachdadh gus diofar dhathan a cho-chur. Agus tha terbium na phàirt riatanach ann am mòran phùdaran fluorescent uaine àrd-inbhe.
(3) Air a chleachdadh mar stuth stòraidh magneto-optaigeach. Chaidh filmichean tana de alloy meatailt gluasaid terbium meatailt neo-chruthach a chleachdadh gus diosgan magneto-optaigeach àrd-choileanaidh a dhèanamh.
(4) A’ dèanamh glainne magneto-optaigeach. Tha glainne rothlach Faraday anns a bheil terbium na phrìomh stuth airson rothladairean, innealan-aonrachaidh, agus innealan-cuairteachaidh a dhèanamh ann an teicneòlas leusair.
(5) Tha leasachadh is leasachadh aloidh ferromagnetostrictive terbium dysprosium (TerFenol) air tagraidhean ùra fhosgladh airson terbium.
Airson àiteachas agus tuathanachas bheathaichean
Faodaidh terbium talmhainn tearc càileachd bhàrr a leasachadh agus ìre foto-co-chur a mheudachadh taobh a-staigh raon dùmhlachd sònraichte. Tha gnìomhachd bhitheòlasach àrd aig co-thàthaidhean terbium. Tha buaidhean math antibacterial agus bactericidal aig co-thàthaidhean trì-fhillte de terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, air Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis agus Escherichia coli. Tha speactram farsaing antibacterial aca. Tha sgrùdadh nan co-thàthaidhean sin a’ toirt seachad stiùireadh rannsachaidh ùr airson drogaichean bactericidal an latha an-diugh.
Air a chleachdadh ann an raon an t-solais
Feumaidh stuthan optoelectronic an latha an-diugh trì prìomh dhathan fosfair a chleachdadh, is iad sin dearg, uaine, agus gorm, agus faodar an cleachdadh gus diofar dhathan a cho-chur ri chèile. Agus tha terbium na phàirt riatanach ann am mòran phùdar fluorescent uaine àrd-inbhe. Ma tha breith pùdar fluorescent dearg Tbh dath talmhainn tearc air an iarrtas airson yttrium agus europium a bhrosnachadh, tha pùdar fluorescent uaine trì prìomh dhathan talmhainn tearc airson lampaichean air cleachdadh agus leasachadh terbium a bhrosnachadh. Tràth anns na 1980n, chruthaich Philips a’ chiad lampa fluorescent teann a shàbhaileas lùth san t-saoghal agus bhrosnaich e gu sgiobalta e air feadh an t-saoghail. Faodaidh ianan Tb3+ solas uaine a sgaoileadh le tonn-fhaid de 545nm, agus bidh cha mhòr a h-uile fosfar uaine talmhainn tearc a’ cleachdadh terbium mar ghnìomhaiche.
Tha am fosfar uaine airson tiùb gathan catod (CRT) Tbh dathte air a bhith stèidhichte air sulfaid sinc a-riamh, a tha saor agus èifeachdach, ach tha am pùdar terbium air a chleachdadh a-riamh mar am fosfar uaine airson Tbh dathte ro-mheasaidh, nam measg Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ agus LaOBr ∶ Tb3+. Le leasachadh telebhisean àrd-mhìneachaidh sgrion mhòr (HDTV), tha pùdaran fluaraiseach uaine àrd-choileanaidh airson CRTn gan leasachadh cuideachd. Mar eisimpleir, chaidh pùdar fluaraiseach uaine measgaichte a leasachadh thall thairis, anns a bheil Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, agus Y2SiO5: Tb3+, aig a bheil èifeachdas soilleasachd sàr-mhath aig dùmhlachd sruth àrd.
’S e tungstate calcium am pùdar fluorescent traidiseanta airson X-ghathan. Anns na 1970an agus na 1980an, chaidh fosfairean talmhainn tearc a leasachadh airson scrionaichean dianachaidh, leithid ocsaid Lanthanum sulfair gnìomhaichte le terbium, ocsaid Lanthanum bromine gnìomhaichte le terbium (airson scrionaichean uaine), ocsaid Yttrium (III) sulfair gnìomhaichte le terbium, msaa. An coimeas ri tungstate calcium, faodaidh pùdar fluorescent talmhainn tearc ùine rèididheachd X-ghathan a lughdachadh airson euslaintich le 80%, rùn fhilmichean X-ghathan a leasachadh, fad-beatha thiùban X-ghathan a leudachadh, agus caitheamh lùtha a lughdachadh. Tha terbium cuideachd air a chleachdadh mar ghnìomhaiche pùdar fluorescent airson scrionaichean leasachaidh X-ghathan meidigeach, a dh’ fhaodas cugallachd tionndadh X-ghathan gu ìomhaighean optigeach a leasachadh gu mòr, soilleireachd fhilmichean X-ghathan a leasachadh, agus an dòs nochdaidh de X-ghathan don bhodhaig daonna a lughdachadh gu mòr (barrachd air 50%).
Tha terbium cuideachd air a chleachdadh mar ghnìomhaiche ann am fosfar LED geal air a bhrosnachadh le solas gorm airson solais leth-chonnsachaidh ùr. Faodar a chleachdadh gus fosfaran criostail optigeach magneto alùmanum terbium a dhèanamh, a’ cleachdadh diodes a’ leigeil a-mach solas gorm mar stòran solais brosnachaidh, agus tha am fluorescence a thèid a chruthachadh air a mheasgachadh leis an t-solas brosnachaidh gus solas geal fìor-ghlan a thoirt gu buil.
Tha na stuthan electroluminescent air an dèanamh de terbium sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach fosfar uaine sinc sulfide le terbium mar an gnìomhaiche. Fo rèididheachd ultraviolet, faodaidh co-thàthaidhean organach de terbium fluorescence uaine làidir a leigeil a-mach agus faodar an cleachdadh mar stuthan electroluminescent film tana. Ged a chaidh adhartas mòr a dhèanamh ann an sgrùdadh fhilmichean tana electroluminescent co-thàthaidhean organach talmhainn tearc, tha beàrn sònraichte ann fhathast bho phractaigeachd, agus tha rannsachadh air filmichean tana agus innealan electroluminescent co-thàthaidhean organach talmhainn tearc fhathast ann an doimhneachd.
Bithear a’ cleachdadh feartan fluorescence terbium mar probes fluorescence cuideachd. Mar eisimpleir, chaidh probe fluorescence Ofloxacin terbium (Tb3+) a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air an eadar-obrachadh eadar co-thàthadh Ofloxacin terbium (Tb3+) agus DNA (DNA) a’ cleachdadh speactram fluorescence agus speactram gabhail, a’ nochdadh gum faod probe Ofloxacin Tb3+ ceangal groove a chruthachadh le moileciuilean DNA, agus gum faod DNA fluorescence siostam Ofloxacin Tb3+ a neartachadh gu mòr. Stèidhichte air an atharrachadh seo, faodar DNA a dhearbhadh.
Airson stuthan magneto optigeach
Tha stuthan le buaidh Faraday, ris an canar cuideachd stuthan magneto-optigeach, air an cleachdadh gu farsaing ann an leusairean agus innealan optigeach eile. Tha dà sheòrsa cumanta de stuthan magneto-optigeach ann: criostalan magneto-optigeach agus glainne magneto-optigeach. Nam measg, tha buannachdan aig criostalan magneto-optigeach (leithid garnet iarainn Yttrium agus garnet gallium terbium) leithid tricead obrachaidh atharrachail agus seasmhachd teirmeach àrd, ach tha iad daor agus duilich an dèanamh. A bharrachd air an sin, tha gabhail a-steach àrd aig mòran chriostalan magneto-optigeach le ceàrn rothlaidh Faraday àrd anns an raon tonn goirid, a tha a’ cuingealachadh an cleachdadh. An coimeas ri criostalan magneto-optigeach, tha buannachd aig glainne magneto-optigeach le tar-chuir àrd agus tha e furasta a dhèanamh ann am blocaichean no snàithleanan mòra. An-dràsta, is e glainneachan magneto-optigeach le buaidh Faraday àrd sa mhòr-chuid glainneachan le dopadh ian talmhainn tearc.
Air a chleachdadh airson stuthan stòraidh magneto optigeach
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, le leasachadh luath ioma-mheadhain agus fèin-ghluasad oifis, tha an t-iarrtas airson diosgan magnetach àrd-chomasach ùra air a bhith a’ sìor fhàs. Chaidh filmichean alloy meatailt gluasaid terbium meatailt neo-chruthach a chleachdadh gus diosgan magneto-optigeach àrd-choileanaidh a dhèanamh. Nam measg, tha an coileanadh as fheàrr aig film tana alloy TbFeCo. Chaidh stuthan magneto-optigeach stèidhichte air terbium a dhèanamh air sgèile mhòr, agus thathas a’ cleachdadh diosgan magneto-optigeach air an dèanamh bhuapa mar phàirtean stòraidh coimpiutair, le comas stòraidh air a mheudachadh 10-15 uair. Tha na buannachdan aca a thaobh comas mòr agus astar ruigsinneachd luath, agus faodar an sguabadh agus an còmhdach deichean de mhìltean de thursan nuair a thèid an cleachdadh airson diosgan optigeach àrd-dùmhlachd. Tha iad nan stuthan cudromach ann an teicneòlas stòraidh fiosrachaidh dealanach. Is e criostal singilte Terbium Gallium Garnet (TGG) an stuth magneto-optigeach as cumanta a thathas a’ cleachdadh anns na còmhlain faicsinneach agus faisg air infridhearg, agus is e seo an stuth magneto-optigeach as fheàrr airson rothlaichean agus innealan-aonrachaidh Faraday a dhèanamh.
Airson glainne magneto optigeach
Tha follaiseachd agus isotropy math aig glainne optaigeach magneto Faraday anns na roinnean faicsinneach agus infridhearg, agus faodaidh e diofar chumaidhean iom-fhillte a chruthachadh. Tha e furasta toraidhean mòra a dhèanamh agus faodar a tharraing gu snàithleach optaigeach. Mar sin, tha cothroman tagraidh farsaing aige ann an innealan optaigeach magneto leithid dealanaich optaigeach magneto, moduladairean optaigeach magneto, agus mothachairean sruth snàithleach optaigeach. Air sgàth a mhionaid mhaighneatach mhòir agus a cho-èifeachd gabhail beag anns an raon faicsinneach agus infridhearg, tha ianan Tb3+ air a bhith nan ianan talmhainn tearc a thathas a’ cleachdadh gu cumanta ann an glainneachan optaigeach magneto.
Aloi ferromagnetostrictive dysprosium terbium
Aig deireadh an 20mh linn, le doimhneachadh ar-a-mach saidheansail is teicneòlach an t-saoghail, tha Stuthan Gnìomhaichte ùra tearc-talmhainn a’ nochdadh gu luath. Ann an 1984, leasaich Oilthigh Stàite Iowa sna Stàitean Aonaichte, Ames Laboratory aig Roinn Lùtha nan Stàitean Aonaichte agus Ionad Rannsachaidh Armachd Uachdar Cabhlach na SA (thàinig prìomh luchd-obrach Companaidh Teicneòlais American Edge (ET REMA) a chaidh a stèidheachadh nas fhaide air adhart bhon ionad) stuth ùr tearc-talmhainn Smart, is e sin stuth magnetostrictive iarann terbium dysprosium mòr. Tha feartan sàr-mhath aig an stuth Smart ùr seo airson lùth dealain a thionndadh gu lùth meacanaigeach gu luath. Chaidh na transducers fon uisge agus electro-acoustic air an dèanamh den stuth magnetostrictive mòr seo a rèiteachadh gu soirbheachail ann an uidheamachd cabhlaich, luchd-labhairt lorg tobraichean ola, siostaman smachd fuaim is crith, agus siostaman sgrùdaidh cuain agus conaltraidh fon talamh. Mar sin, cho luath ‘s a rugadh an stuth magnetostrictive iarann terbium dysprosium mòr, fhuair e aire fharsaing bho dhùthchannan gnìomhachais air feadh an t-saoghail. Thòisich Edge Technologies anns na Stàitean Aonaichte a’ dèanamh stuthan magnetostrictive mòra iarainn terbium dysprosium ann an 1989 agus thug iad Terfenol D orra. Às dèidh sin, leasaich an t-Suain, Iapan, an Ruis, an Rìoghachd Aonaichte agus Astràilia stuthan magnetostrictive mòra iarainn terbium dysprosium cuideachd.
Bho eachdraidh leasachadh an stuth seo anns na Stàitean Aonaichte, tha an dà chuid innleachd an stuth agus a chleachdaidhean monopolistic tràth ceangailte gu dìreach ri gnìomhachas an airm (leithid a’ chabhlach). Ged a tha roinnean armailteach is dìon Shìona mean air mhean a’ neartachadh an tuigse air an stuth seo. Ach, às deidh do Chumhachd Nàiseanta Coileanta Shìona a dhol am meud gu mòr, bidh na riatanasan airson ro-innleachd farpaiseach armailteach a thoirt gu buil san 21mh linn agus ìre an uidheamachd a leasachadh gu cinnteach gu math èiginneach. Mar sin, bidh cleachdadh farsaing de stuthan magnetostrictive iarainn terbium dysprosium le roinnean armailteach is dìon nàiseanta na riatanas eachdraidheil.
Ann an ùine ghoirid, tha na mòran fheartan sàr-mhath aig terbium ga dhèanamh na bhall riatanach de dh’ iomadh stuth gnìomhach agus na àite do-sheachanta ann an cuid de raointean tagraidh. Ach, air sgàth prìs àrd terbium, tha daoine air a bhith a’ sgrùdadh mar a sheachnas agus a lughdaicheas iad cleachdadh terbium gus cosgaisean cinneasachaidh a lughdachadh. Mar eisimpleir, bu chòir do stuthan magneto-optigeach talmhainn tearc cuideachd dysprosium iarann cobalt no gadolinium terbium cobalt aig prìs ìseal a chleachdadh cho mòr ‘s as urrainn; Feuch ri susbaint terbium a lughdachadh anns a’ phùdar uaine fluorescent a dh’ fheumar a chleachdadh. Tha prìs air a bhith na fheart cudromach a tha a’ cuingealachadh cleachdadh farsaing terbium. Ach chan urrainn dha mòran stuthan gnìomhach a dhèanamh às aonais, agus mar sin feumaidh sinn cumail ris a’ phrionnsapal “stàilinn mhath a chleachdadh air an lann” agus feuchainn ri cleachdadh terbium a shàbhaladh cho mòr ‘s as urrainn dhuinn.
Àm puist: 5 Iuchar 2023