Rare ierde elemintenbinne ûnmisber foar de ûntwikkeling fan hege-tech lykas nije enerzjy en materialen, en hawwe brede tapassing wearde yn fjilden lykas loftfeart, nasjonale definsje, en militêre yndustry.De resultaten fan moderne oarlochsfiering jouwe oan dat seldsume ierdewapens it slachfjild dominearje, seldsume ierde technologyske foardielen fertsjintwurdigje militêre technologyske foardielen, en middels hawwe wurdt garandearre.Dêrom binne seldsume ierden ek strategyske boarnen wurden dêr't grutte ekonomyen om 'e wrâld om konkurrearje, en wichtige grûnstofstrategyen lykas seldsume ierden komme faaks ta nasjonale strategyen.Jeropa, Japan, de Feriene Steaten en oare lannen en regio's jouwe mear omtinken oan wichtige materialen lykas seldsume ierden.Yn 2008 waarden seldsume ierde materialen neamd as "kaaimaterialenstrategy" troch it Amerikaanske ministearje fan enerzjy;Begjin 2010 kundige de Europeeske Uny de oprjochting fan in strategysk reserve fan seldsume ierden oan;Yn 2007 hie it Japanske Ministearje fan Underwiis, Kultuer, Wittenskip en Technology, lykas it Ministearje fan Ekonomy, Yndustry en Technology, al it "Element Strategy Plan" en it "Rare Metal Alternative Materials" plan foarsteld.Se hawwe trochgeande maatregels en belied nommen yn boarnereserves, technologyske foarútgong, oanwinst fan boarnen, en it sykjen nei alternative materialen.Fanôf dit artikel sil de bewurker yn detail de wichtige en sels ûnmisbere histoaryske ûntjouwingsmissys en rollen fan dizze seldsume ierde-eleminten yntrodusearje.
Terbium heart ta de kategory fan swiere seldsume ierden, mei in lege oerfloed yn 'e ierdkoarste op mar 1,1 ppm.Terbium oksidegoed foar minder as 0,01% fan 'e totale seldsume ierden.Sels yn it hege yttrium-ion-type swiere seldsume ierderts mei de heechste ynhâld fan terbium makket de terbiumynhâld mar 1,1-1,2% fan 'e totale seldsume ierde út, wat oanjout dat it heart ta de "eale" kategory fan seldsume ierde-eleminten.Terbium is in sulvergriis metaal mei duktiliteit en relatyf sêfte tekstuer, dat mei in mes iepen wurde kin;Smeltpunt 1360 ℃, kookpunt 3123 ℃, tichtens 8229 4kg/m3.Foar mear as 100 jier sûnt de ûntdekking fan terbium yn 1843, hawwe de krapte en wearde har praktyske tapassing foar in lange tiid foarkommen.It is allinich yn 'e ôfrûne 30 jier dat terbium syn unike talint sjen litten hat.
De ûntdekking fan terbium
Yn deselde perioade wannearlanthanumwaard ûntdutsen, Karl G. Mosander fan Sweden analysearre de earstoan ûntdutsenyttriumen publisearre in rapport yn 1842, dúdlik dat de ynearsten ûntdutsen yttrium ierde net ien elemint okside wie, mar in okside fan trije eleminten.Yn 1843 ûntdekte Mossander it elemint terbium troch syn ûndersyk nei yttrium ierde.Hy neamde noch ien fan harren yttrium ierde en ien fan harrenerbium okside.Pas yn 1877 waard it offisjeel terbium neamd, mei it elemintsymboal Tb.De nammejouwing komt fan deselde boarne as yttrium, ôfkomstich út it doarp Ytterby by Stockholm, Sweden, dêr't yttriumerts foar it earst ûntdutsen waard.De ûntdekking fan terbium en twa oare eleminten, lanthanum en erbium, iepene de twadde doar nei de ûntdekking fan seldsume ierde-eleminten, en markearje de twadde etappe fan har ûntdekking.It waard foar it earst suvere troch G. Urban yn 1905.
Mossander
Applikaasje fan terbium
De tapassing fanterbiumgiet meast om hege-tech fjilden, dy't technology yntinsive en kennis yntinsive cutting-edge projekten, likegoed as projekten mei wichtige ekonomyske foardielen, mei oantreklike ûntwikkeling perspektyf.De wichtichste tapassingsgebieten omfetsje: (1) wurde brûkt yn 'e foarm fan mingde seldsume ierden.Bygelyks, it wurdt brûkt as in seldsume ierde gearstalde meststof en feed additief foar lânbou.(2) Aktivator foar grien poeder yn trije primêre fluorescent poeders.Moderne opto-elektroanyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't kinne wurde brûkt om ferskate kleuren te synthesearjen.En terbium is in ûnmisbere komponint yn in protte heechweardige griene fluorescent poeders.(3) Wurdt brûkt as magneto optysk opslachmateriaal.Amorfe metalen terbium oergong metalen alloy tinne films binne brûkt foar it produsearjen fan hege-optreden magneto optyske skiven.(4) Manufacturing magneto optyske glês.Faraday rotatorysk glês mei terbium is in wichtich materiaal foar it meitsjen fan rotators, isolatoren en sirkulators yn lasertechnology.(5) De ûntwikkeling en ûntwikkeling fan terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) hat iepene nije applikaasjes foar terbium.
Foar lânbou en feehâlderij
Rare ierde terbiumkin de kwaliteit fan gewaaksen ferbetterje en de snelheid fan fotosynteze ferheegje binnen in bepaald konsintraasjeberik.De kompleksen fan terbium hawwe hege biologyske aktiviteit, en de ternêre kompleksen fan terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, hawwe goede antibacteriële en bactericidal effekten op Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, en Escherichia coli, mei breed-spektrum antibacteriële eigenskippen.De stúdzje fan dizze kompleksen jout in nije ûndersyk rjochting foar moderne bactericidal drugs.
Wurdt brûkt op it mêd fan luminescence
Moderne opto-elektroanyske materialen fereaskje it gebrûk fan trije basiskleuren fan fosforen, nammentlik read, grien en blau, dy't kinne wurde brûkt om ferskate kleuren te synthesearjen.En terbium is in ûnmisbere komponint yn in protte heechweardige griene fluorescent poeders.As de berte fan seldsume ierde kleur TV reade fluorescent poeder hat stimulearre de fraach nei yttrium en europium, dan de tapassing en ûntwikkeling fan terbium binne befoardere troch seldsume ierde trije primêre kleur grien fluorescent poeder foar lampen.Yn 'e iere 1980's útfûn Philips de earste kompakte enerzjybesparjende fluorescent lamp yn 'e wrâld en promovearre it gau wrâldwiid.Tb3 + ionen kinne grien ljocht útstjit mei in golflingte fan 545nm, en hast alle seldsume ierde griene fluorescent poeders brûke terbium as aktivator.
It griene fluorescent poeder dat brûkt wurdt foar kleur TV kathodestraalbuizen (CRT's) is altyd benammen basearre op goedkeap en effisjint sinksulfide, mar terbiumpoeder is altyd brûkt as projeksjekleur TV grien poeder, lykas Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, en LaOBr: Tb3+.Mei de ûntwikkeling fan hege-definysje-televyzje mei grut skerm (HDTV), wurde ek hege prestaasjes griene fluorescent poeders foar CRT's ûntwikkele.Bygelyks, in hybride griene fluorescent poeder is yn it bûtenlân ûntwikkele, besteande út Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, en Y2SiO5: Tb3+, dy't poerbêste luminescenseffisjinsje hawwe by hege aktuele tichtens.
De tradisjonele X-ray fluorescent poeder is calcium wolframaat.Yn 'e jierren 1970 en 1980 waarden seldsume ierde fluorescent poeders foar sensibilisaasjeskermen ûntwikkele, lykas terbium aktivearre lanthanum sulfide okside, terbium aktivearre lanthanum bromide okside (foar griene skermen), en terbium aktivearre yttrium sulfide okside.Yn ferliking mei kalsiumwolframaat kin seldsume ierde fluorescent poeder de tiid fan röntgenbestraling foar pasjinten mei 80% ferminderje, de resolúsje fan röntgenfilms ferbetterje, de libbensduur fan röntgenbuizen ferlingje en enerzjyferbrûk ferminderje.Terbium wurdt ek brûkt as fluorescent poederaktivator foar medyske röntgenferbetteringskermen, dy't de gefoelichheid fan röntgenkonverzje yn optyske ôfbyldings sterk ferbetterje kinne, de dúdlikens fan röntgenfilms ferbetterje en de eksposysjedosis fan röntgenfilms sterk ferminderje. strielen nei it minsklik lichem (mei mear as 50%).
Terbiumwurdt ek brûkt as aktivator yn 'e wite LED-fosfor opwekke troch blau ljocht foar nije semiconductor-ferljochting.It kin brûkt wurde om terbium aluminium magneto optyske kristal fosfor te produsearjen, mei help fan blauwe ljocht emitting diodes as excitation ljocht boarnen, en de oanmakke fluorescence wurdt mingd mei de excitation ljocht te produsearje suver wyt ljocht.
De elektroluminescerende materialen makke fan terbium omfetsje benammen sinksulfide griene fluorescent poeder mei terbium as aktivator.Under ultravioletbestraling kinne organyske kompleksen fan terbium sterke griene fluoreszinsje útstjoere en kinne brûkt wurde as tinne film elektroluminescent materialen.Hoewol't wichtige foarútgong is makke yn 'e stúdzje fan seldsume ierde organyske komplekse electroluminescent tinne films, der is noch in beskate gat út praktyske, en ûndersyk op seldsume ierde organyske kompleks electroluminescent tinne films en apparaten is noch yn djipte.
De fluorescinsje-kenmerken fan terbium wurde ek brûkt as fluorescinsjeprobes.De ynteraksje tusken ofloxacin terbium (Tb3+) kompleks en deoxyribonucleic acid (DNA) waard bestudearre mei help fan fluorescence en absorption spectra, lykas de fluorescence probe fan ofloxacin terbium (Tb3+).De resultaten lieten sjen dat de ofloxacin Tb3+-probe in groove-bining mei DNA-molekulen foarmje kin, en deoxyribonucleic acid kin de fluoreszinsje fan it ofloxacin Tb3+-systeem signifikant ferbetterje.Op grûn fan dizze feroaring kin deoxyribonucleic acid bepaald wurde.
Foar magneto optyske materialen
Materialen mei Faraday-effekt, ek wol magneto-optyske materialen neamd, wurde in protte brûkt yn lasers en oare optyske apparaten.D'r binne twa mienskiplike soarten magneto-optyske materialen: magneto-optyske kristallen en magneto-optyske glês.Under harren, magneto-optyske kristallen (lykas yttrium izeren granaat en terbium gallium granaat) hawwe de foardielen fan ferstelbere bestjoeringssysteem frekwinsje en hege termyske stabiliteit, mar se binne djoer en dreech te meitsjen.Dêrnjonken hawwe in protte magneto-optyske kristallen mei hege Faraday-rotaasjehoeken hege absorption yn it koartewelleberik, wat har gebrûk beheint.Yn ferliking mei magneto-optyske kristallen hat magneto-optysk glês it foardiel fan hege transmittânsje en is maklik te meitsjen yn grutte blokken as fezels.Op it stuit binne magneto-optyske glêzen mei hege Faraday-effekt benammen seldsume ierde-ion-dopte glêzen.
Wurdt brûkt foar magneto optyske opslachmaterialen
Yn 'e ôfrûne jierren, mei de rappe ûntwikkeling fan multimedia en kantoarautomatisearring, is de fraach nei nije magnetyske skiven mei hege kapasiteit tanommen.Amorfe metalen terbium oergong metalen alloy tinne films binne brûkt foar it produsearjen fan hege-optreden magneto optyske skiven.Under harren hat de TbFeCo alloy tinne film de bêste prestaasje.Terbium basearre magneto-optyske materialen binne produsearre op in grutte skaal, en magneto-optyske skiven makke fan harren wurde brûkt as kompjûter opslach komponinten, mei opslach kapasiteit ferhege troch 10-15 kear.Se hawwe de foardielen fan grutte kapasiteit en flugge tagong snelheid, en kin wurde wiske en coated tsientûzenen kearen doe't brûkt foar hege tichtheid optyske skiven.Se binne wichtige materialen yn technology foar elektroanyske opslach fan ynformaasje.It meast brûkte magneto-optyske materiaal yn 'e sichtbere en near-ynfraread bands is Terbium Gallium Garnet (TGG) ienkristal, dat is it bêste magneto-optyske materiaal foar it meitsjen fan Faraday-rotators en isolators.
Foar magneto optysk glês
Faraday magneto optysk glês hat goede transparânsje en isotropy yn 'e sichtbere en ynfrareadregio's, en kin ferskate komplekse foarmen foarmje.It is maklik om produkten mei grutte produkten te produsearjen en kin wurde lutsen yn optyske fezels.Dêrom hat it brede tapassingsperspektyf yn magneto-optyske apparaten lykas magneto-optyske isolatoren, magneto-optyske modulators, en glêstriedstroomsensors.Troch syn grutte magnetyske momint en lytse absorptionskoëffisjint yn it sichtbere en ynfraread berik, binne Tb3 + ioanen gewoan brûkt wurden yn seldsume ierde-ionen yn magneto-optyske glêzen.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Oan 'e ein fan' e 20e ieu, mei de trochgeande ferdjipjen fan 'e wrâldtechnologyske revolúsje, waarden nije seldsume ierdeapplikaasjematerialen rap opkommen.Yn 1984 wurken Iowa State University, it Ames Laboratory fan it Amerikaanske ministearje fan enerzjy, en it US Navy Surface Weapons Research Centre (dêr't it haadpersoniel fan 'e letter oprjochte Edge Technology Corporation (ET REMA) út kaam) gear om in nije seldsume te ûntwikkeljen ierde yntelligint materiaal, nammentlik terbium dysprosium ferromagnetysk magnetostrictive materiaal.Dit nije yntelliginte materiaal hat poerbêste skaaimerken fan it fluch omsette fan elektryske enerzjy yn meganyske enerzjy.De ûnderwetter- en elektro-akoestyske transducers makke fan dit gigantyske magnetostrictive materiaal binne mei súkses konfigureare yn marine-apparatuer, sprekkers foar oaljeboarndeteksje, systemen foar lûd- en trillingskontrôle, en oseaanferkenning en ûndergrûnske kommunikaasjesystemen.Dêrom, sa gau as it terbium dysprosium izeren reus magnetostrictive materiaal waard berne, krige it wiidferspraat omtinken fan yndustrialisearre lannen om 'e wrâld.Edge Technologies yn 'e Feriene Steaten begûn te produsearjen terbium dysprosium izer gigantyske magnetostrictive materialen yn 1989 en neamde se Terfenol D. Ferfolgens, Sweden, Japan, Ruslân, it Feriene Keninkryk, en Austraalje ek ûntwikkele terbium dysprosium izer reus magnetostrictive materialen.
Ut 'e skiednis fan' e ûntwikkeling fan dit materiaal yn 'e Feriene Steaten binne sawol de útfining fan it materiaal as har iere monopolistyske tapassingen direkt relatearre oan 'e militêre yndustry (lykas de marine).Hoewol't Sina syn militêre en definsje ôfdielings stadichoan fersterkjen harren begryp fan dit materiaal.Mei de signifikante ferbettering fan 'e wiidweidige nasjonale krêft fan Sina sil de fraach nei it realisearjen fan in militêre konkurrinsjestrategy fan' e 21e ieu en it ferbetterjen fan apparatuernivo's perfoarst heul driuwend wêze.Dêrom sil it wiidferspraat gebrûk fan terbium dysprosium izeren reus magnetostrictive materialen troch militêre en nasjonale definsjeôfdielingen in histoaryske needsaak wêze.
Koartsein, de protte treflike eigenskippen fanterbiummeitsje it in ûnmisber lid fan in protte funksjonele materialen en in ûnferfangbere posysje yn guon tapassingsfjilden.Troch de hege priis fan terbium hawwe minsken lykwols ûndersocht hoe it gebrûk fan terbium te foarkommen en te minimalisearjen om produksjekosten te ferminderjen.Bygelyks, seldsume ierde magneto-optyske materialen moatte ek brûke lege kosten dysprosium izer kobalt of gadolinium terbium kobalt safolle mooglik;Besykje de ynhâld fan terbium te ferminderjen yn it griene fluorescent poeder dat brûkt wurde moat.Priis is in wichtige faktor wurden dy't it wiidferspraat gebrûk fan terbium beheine.Mar in protte funksjonele materialen kinne net sûnder dat, dus wy moatte folgje it prinsipe fan "gebrûk fan goed stiel op it blêd" en besykje te bewarjen it brûken fan terbium safolle mooglik.
Post tiid: Aug-07-2023