Eleman latè rayo endispansab pou devlopman gwo teknoloji tankou nouvo enèji ak materyèl, epi yo gen valè aplikasyon lajè nan domèn tankou ayewospasyal, defans nasyonal, ak endistri militè.Rezilta yo nan lagè modèn endike ke zam latè ra domine chan batay la, avantaj teknolojik latè ra reprezante avantaj teknolojik militè yo, epi gen resous garanti.Se poutèt sa, latè ra yo te vin tou resous estratejik ke gwo ekonomi atravè mond lan konpetisyon pou yo, ak estrateji kle matyè premyè tankou latè ra souvan monte nan estrateji nasyonal yo.Ewòp, Japon, Etazini ak lòt peyi yo ak rejyon yo peye plis atansyon sou materyèl kle tankou latè ra.An 2008, Depatman Enèji Etazini te make materyèl latè ra kòm "estrateji materyèl kle";Nan kòmansman 2010, Inyon Ewopeyen an te anonse etablisman yon rezèv estratejik nan latè ra;An 2007, Ministè Japonè Edikasyon, Kilti, Syans ak Teknoloji, osi byen ke Ministè Ekonomi, Endistri ak Teknoloji, te deja pwopoze "Plan Estrateji Eleman" ak plan "Materyèl altènatif metal ra".Yo te pran mezi kontinyèl ak politik nan rezèv resous, pwogrè teknolojik, akizisyon resous, ak rechèch la pou materyèl altènatif.Kòmanse nan atik sa a, editè a pral prezante an detay enpòtan e menm endispansab misyon devlopman istorik ak wòl eleman sa yo latè ra.
Tèbyòm fè pati kategori latè lou lou, ak yon abondans ki ba nan kwout Latè nan sèlman 1.1 ppm.Tèrbyòm oksidkont pou mwens pase 0.01% nan total latè ra yo.Menm nan gwo ittriyòm ion kalite lou minrè latè ra ak kontni ki pi wo nan tèrbyòm, kontni an tèrbyòm sèlman konte pou 1.1-1.2% nan total latè ra, ki endike ke li fè pati kategori "nòb" nan eleman latè ra.Terbium se yon metal ajan gri ak duktilite ak teksti relativman mou, ki ka koupe louvri ak yon kouto;Pwen k ap fonn 1360 ℃, pwen bouyi 3123 ℃, dansite 8229 4kg/m3.Pou plis pase 100 ane depi dekouvèt tèrbyòm nan 1843, rate ak valè li yo te anpeche aplikasyon pratik li pou yon tan long.Se sèlman nan 30 ane ki sot pase yo ke terbium te montre talan inik li yo.
Dekouvèt Terbium
Pandan menm peryòd lèlantante dekouvri, Karl G. Mosander nan Sweden analize okòmansman dekouvriittriumepi li te pibliye yon rapò an 1842, ki te klarifye ke tè a ittrium te dekouvri okòmansman pa t yon sèl oksid eleman, men yon oksid twa eleman.Nan 1843, Mossander te dekouvri eleman tèrbyòm nan rechèch li sou tè ittrium.Li toujou nonmen youn nan yo latè ittrium ak youn nan yooksid èrbyòm.Li pa t 'jouk 1877 ke li te ofisyèlman rele terbium, ak senbòl eleman Tb.Nonmen li soti nan menm sous ak ittrium, ki soti nan vilaj Ytterby toupre Stockholm, Syèd, kote yo te dekouvri minrè ittrium.Dekouvèt tèrbyòm ak de lòt eleman, lantan ak èrbyòm, te louvri dezyèm pòt la nan dekouvèt eleman latè ra, ki make dezyèm etap nan dekouvèt yo.Li te premye pirifye pa G. Urban nan 1905.
Mossander
Aplikasyon nan tèrbyòm
Aplikasyon an nantèrbyòmsitou enplike nan domèn gwo teknoloji, ki se teknoloji entansif ak konesans entansif pwojè dènye kri, osi byen ke pwojè ki gen benefis ekonomik enpòtan, ak kandida devlopman atire.Zòn aplikasyon prensipal yo enkli: (1) yo te itilize nan fòm lan nan latè ra melanje.Pou egzanp, li se itilize kòm yon angrè konpoze latè ra ak aditif manje pou agrikilti.(2) Activator pou poud vèt nan twa poud fliyoresan prensipal.Materyèl optoelektwonik modèn mande pou itilize twa koulè debaz fosfò, sètadi wouj, vèt, ak ble, ki ka itilize pou fè sentèz divès koulè.Ak tèrbyòm se yon eleman endispansab nan anpil-wo kalite poud fliyoresan vèt.(3) Itilize kòm yon materyèl depo magneto optik.Amorph metal terbium tranzisyon metal alyaj fim mens yo te itilize pou fabrike pèfòmans-wo disk optik magneto.(4) Faktori mayeto optik vè.Faraday wotasyon vè ki gen terbium se yon materyèl kle pou fabrikasyon wotasyon, izolatè, ak sikilatè nan teknoloji lazè.(5) Devlopman ak devlopman tèrbyòm dysprosium ferromagnetostrictive alyaj (TerFenol) te louvri nouvo aplikasyon pou tèrbyòm.
Pou agrikilti ak elvaj bèt
Terbium latè raka amelyore kalite rekòt yo ak ogmante pousantaj fotosentèz nan yon seri konsantrasyon sèten.Konplèks terbium yo gen gwo aktivite byolojik, ak konplèks terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, gen bon efè anti-bakteri ak bakterisid sou Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, ak Escherichia coli, ak gwo spectre anti-bakteri. pwopriyete yo.Etid la nan konplèks sa yo bay yon nouvo direksyon rechèch pou dwòg bakterisid modèn.
Itilize nan jaden luminesans
Materyèl optoelektwonik modèn mande pou itilize twa koulè debaz fosfò, sètadi wouj, vèt, ak ble, ki ka itilize pou fè sentèz divès koulè.Ak tèrbyòm se yon eleman endispansab nan anpil-wo kalite poud fliyoresan vèt.Si nesans latè ra koulè TV wouj fluorescent poud te ankouraje demand pou ittrium ak europium, lè sa a aplikasyon ak devlòpman terbium te ankouraje pa latè ra twa koulè primè poud fluorescent vèt pou lanp.Nan kòmansman ane 1980 yo, Philips envante premye lanp fliyoresan kontra enfòmèl ant enèji-ekonomize nan mond lan epi byen vit ankouraje li globalman.Tb3 + iyon ka emèt limyè vèt ak yon longèdonn 545nm, ak prèske tout latè ra poud fliyoresan vèt sèvi ak tèrbyòm kòm yon activator.
Poud vèt fliyoresan yo itilize pou tib reyon katòd televizyon koulè (CRT) te toujou sitou baze sou sulfid zenk bon mache ak efikas, men poud terbium te toujou itilize kòm pwojeksyon koulè televizyon vèt poud, tankou Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, ak LaOBr: Tb3+.Ak devlopman nan gwo ekran televizyon definisyon-wo (HDTV), segondè-pèfòmans vèt fliyoresan poud pou CRT yo tou ap devlope.Pou egzanp, yo te devlope yon ibrid vèt fliyoresan poud aletranje, ki gen ladan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 +, ak Y2SiO5: Tb3 +, ki gen ekselan efikasite luminesans nan dansite aktyèl segondè.
Tradisyonèl X-ray fluorescent poud lan se tungstate kalsyòm.Nan ane 1970 yo ak ane 1980 yo, yo te devlope poud fliyoresan latè ra pou ekran sansibilizasyon, tankou terbium aktive oksid sulfid lanthan, oksid bromur lantan tèrbyòm aktive (pou ekran vèt), ak terbium aktive oksid ilfid itrium.Konpare ak tungstate kalsyòm, poud fliyoresan latè ra ka diminye tan nan iradyasyon X-ray pou pasyan yo pa 80%, amelyore rezolisyon an nan fim X-ray, pwolonje lavi a nan tib X-ray, epi redwi konsomasyon enèji.Terbium yo itilize tou kòm yon activateur poud fliyoresan pou ekran amelyorasyon medikal radyografi, sa ki ka amelyore anpil sansiblite konvèsyon radyografi nan imaj optik, amelyore klè fim radyografi yo, epi redwi anpil dòz ekspoze X-ray. reyon nan kò imen an (pa plis pase 50%).
Tèbyòmse tou itilize kòm yon aktivateur nan fosfò blan ki ap dirije eksite pa limyè ble pou nouvo ekleraj semi-conducteurs.Li ka itilize pou pwodwi tèrbyòm aliminyòm mayeto optik fosfò kristal, lè l sèvi avèk limyè ble emisyon dyod kòm sous limyè eksitasyon, ak fluoresans la pwodwi melanje ak limyè a eksitasyon yo pwodwi pi limyè blan.
Materyèl electroluminescent ki fèt ak terbium sitou gen ladan zenk sulfid vèt fliyoresan poud ak tèrbyòm kòm activator la.Anba iradyasyon iltravyolèt, konplèks òganik tèrbyòm ka emèt gwo fliyoresan vèt epi yo ka itilize kòm materyèl elektwoluminesan fim mens.Malgre ke pwogrè siyifikatif yo te fè nan etid la nan latè ra òganik konplèks electroluminescent fim mens, toujou gen yon espas sèten nan pratik, ak rechèch sou latè ra òganik konplèks fim mens electroluminescent ak aparèy se toujou nan pwofondè.
Karakteristik fluoresans tèrbyòm yo itilize tou kòm sond fluoresans.Entèraksyon ant ofloxacin terbium (Tb3 +) konplèks ak asid deoxyribonukleik (ADN) te etidye lè l sèvi avèk fluoresans ak absòpsyon spectre, tankou pwofonde fliyoresan ofloxacin terbium (Tb3 +).Rezilta yo te montre ke ofloxacin Tb3 + sond la ka fòme yon lyezon Groove ak molekil ADN, ak asid dezoksiribonukleik ka siyifikativman amelyore fliyoresans ofloxacin Tb3 + sistèm lan.Dapre chanjman sa a, yo ka detèmine asid dezoksiribonukleik.
Pou materyèl mayeto optik
Materyèl ki gen efè Faraday, ke yo rele tou materyèl magneto-optik, yo lajman ki itilize nan lazè ak lòt aparèy optik.Gen de kalite komen nan materyèl mayeto optik: mayeto optik kristal ak mayeto optik vè.Pami yo, kristal mayeto-optik (tankou yttrium fè grena ak terbium galyòm garnet) gen avantaj ki genyen nan frekans opere reglabl ak estabilite tèmik segondè, men yo chè ak difisil pou fabrike.Anplis de sa, anpil kristal mayeto-optik ak gwo ang wotasyon Faraday gen gwo absòpsyon nan seri a vag kout, ki limite itilizasyon yo.Konpare ak mayeto optik kristal, mayeto optik vè gen avantaj nan gwo transmisyon epi li fasil pou fè nan gwo blòk oswa fib.Kounye a, linèt magneto-optik ak efè Faraday segondè yo se sitou linèt dope ion ki ra latè.
Itilize pou materyèl depo magneto optik
Nan dènye ane yo, ak devlopman rapid nan miltimedya ak automatisation biwo, demann lan pou nouvo gwo kapasite disk mayetik te ogmante.Amorph metal terbium tranzisyon metal alyaj fim mens yo te itilize pou fabrike pèfòmans-wo disk optik magneto.Pami yo, fim nan alyaj TbFeCo mens gen pi bon pèfòmans.Terbium ki baze sou materyèl magneto-optik yo te pwodwi sou yon echèl gwo, ak disk magneto-optik ki fèt nan yo yo te itilize kòm konpozan depo òdinatè, ak kapasite depo ogmante pa 10-15 fwa.Yo gen avantaj ki genyen nan gwo kapasite ak vitès aksè rapid, epi yo ka siye ak kouvwi dè dizèn de milye de fwa lè yo itilize pou gwo dansite disk optik.Yo se materyèl enpòtan nan teknoloji depo enfòmasyon elektwonik.Materyèl ki pi souvan itilize mayeto-optik nan bann vizib ak tou pre-enfrawouj la se Terbium Gallium Garnet (TGG) kristal sèl, ki se pi bon materyèl mayeto-optik pou fè Faraday rotators ak izolatè.
Pou mayeto optik vè
Faraday mayeto optik vè gen bon transparans ak izotropi nan rejyon yo vizib ak enfrawouj, epi li ka fòme divès fòm konplèks.Li fasil pou pwodwi gwo-gwosè pwodwi epi yo ka trase nan fib optik.Se poutèt sa, li gen kandida aplikasyon laj nan aparèy optik magneto tankou izolatè optik magneto, modulateur optik magneto, ak detèktè aktyèl fib optik.Akòz gwo moman mayetik li yo ak ti koyefisyan absòpsyon nan seri a vizib ak enfrawouj, Tb3 + iyon yo te vin souvan itilize iyon latè ra nan linèt mayeto optik.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alyaj
Nan fen 20yèm syèk la, ak grandisan kontinyèl nan revolisyon teknolojik mondyal la, nouvo materyèl aplikasyon latè ra yo te rapidman parèt.An 1984, Iowa State University, Ames Laboratwa Depatman Enèji Ameriken an, ak US Navy Surface Weapons Research Center (ki soti nan pèsonèl prensipal yo nan pita etabli Edge Technology Corporation (ET REMA) te soti) kolabore yo devlope yon nouvo ra. latè entèlijan materyèl, sètadi terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive materyèl.Nouvo materyèl entèlijan sa a gen karakteristik ekselan nan konvèti enèji elektrik byen vit nan enèji mekanik.Transducteurs yo anba dlo ak elektwo-acoustic ki fèt ak materyèl magnetostrictive jeyan sa a te avèk siksè configuré nan ekipman naval, moun ki pale byen lwil oliv deteksyon, sistèm kontwòl bri ak Vibration, ak eksplorasyon oseyan ak sistèm kominikasyon anba tè.Se poutèt sa, le pli vit ke tèrbyòm dysprosium fè materyèl jeyan magnetostrictive te fèt, li te resevwa atansyon toupatou nan peyi endistriyalize atravè mond lan.Teknoloji Edge nan Etazini yo te kòmanse pwodwi terbium dysprosium fè jeyan magnetostrictive materyèl an 1989 epi yo te rele yo Terfenol D. Imedyatman, Syèd, Japon, Larisi, Wayòm Ini a, ak Ostrali tou devlope terbium dysprosium fè jeyan materyèl magnetostrictive.
Soti nan istwa a nan devlopman nan materyèl sa a nan peyi Etazini, tou de envansyon nan materyèl la ak aplikasyon monopolis bonè li yo dirèkteman gen rapò ak endistri militè a (tankou marin la).Malgre ke depatman militè ak defans Lachin nan yo piti piti ranfòse konpreyansyon yo genyen sou materyèl sa a.Sepandan, ak amelyorasyon siyifikatif nan fòs nasyonal konplè Lachin nan, demann lan pou reyalize yon estrateji konpetitif militè 21yèm syèk la ak amelyore nivo ekipman yo pral definitivman trè ijan.Se poutèt sa, itilizasyon toupatou nan tèrbyòm dysprosium fè materyèl magnetostrictive jeyan pa depatman militè ak defans nasyonal yo pral yon nesesite istorik.
Nan ti bout tan, anpil pwopriyete yo ekselan nantèrbyòmfè li yon manm endispansab nan anpil materyèl fonksyonèl ak yon pozisyon iranplasabl nan kèk jaden aplikasyon.Sepandan, akòz pri a wo nan tèrbyòm, moun yo te etidye ki jan pou fè pou evite ak minimize itilizasyon tèrbyòm yo nan lòd yo diminye depans pwodiksyon an.Pou egzanp, materyèl mayeto-optik latè ra yo ta dwe itilize tou pri ki ba dysprosium fè cobalt oswa gadolinyòm terbium cobalt otank posib;Eseye diminye kontni an nan tèrbyòm nan poud vèt fliyoresan ki dwe itilize.Pri te vin tounen yon faktè enpòtan ki limite itilizasyon tèrbyòm toupatou.Men, anpil materyèl fonksyonèl pa ka fè san li, kidonk nou dwe konfòme yo ak prensip la nan "itilize bon asye sou lam la" epi eseye sove itilizasyon tèrbyòm otank posib.
Tan pòs: 07-Aug-2023