Сейрек кездешүүчү жер элементтерижаңы энергия жана материалдар сыяктуу жогорку технологияны өнүктүрүү үчүн зарыл жана аэрокосмостук, улуттук коргонуу жана аскердик өнөр жай сыяктуу тармактарда кеңири колдонуу маанисине ээ.Заманбап согуштун натыйжалары согуш талаасында сейрек кездешүүчү куралдар үстөмдүк кылып, сейрек кездешүүчү технологиялык артыкчылыктар аскердик технологиялык артыкчылыктарды көрсөтүп, ресурстарга ээ болуу кепилденгенин көрсөтүп турат.Ошондуктан, сейрек кездешүүчү металлдар дүйнө жүзү боюнча ири экономикалар үчүн атаандашкан стратегиялык ресурстарга айланды жана сейрек кездешүүчү металлдар сыяктуу негизги чийки зат стратегиялары көбүнчө улуттук стратегияларга көтөрүлөт.Европа, Япония, Америка Кошмо Штаттары жана башка өлкөлөр жана аймактар сейрек кездешүүчү жер сыяктуу негизги материалдарга көбүрөөк көңүл бурушат.2008-жылы сейрек кездешүүчү материалдар Америка Кошмо Штаттарынын Энергетика министрлиги тарабынан "негизги материалдардын стратегиясы" катары саналган;2010-жылдын башында Европа Биримдиги сейрек кездешүүчү металлдардын стратегиялык резервин түзүүнү жарыялаган;2007-жылы Япониянын Билим берүү, маданият, илим жана технология министрлиги, ошондой эле Экономика, өнөр жай жана технология министрлиги буга чейин "Элементтик стратегия планын" жана "Сейрек кездешүүчү металлдардын альтернативалуу материалдары" планын сунуштаган.Алар ресурстун резервдери, тех-никалык прогресс, ресурс-тарды ездештуруу, альтернативалык материалдарды ездештуруу боюнча тынымсыз чараларды жана саясатты жургузуп жатышат.Бул макаладан баштап, редактор бул сейрек кездешүүчү жер элементтеринин маанилүү, ал тургай, маанилүү тарыхый өнүгүү миссиялары жана ролдору менен толук тааныштырат.
Terbium оор сейрек кездешүүчү элементтердин категориясына кирет, жер кыртышында 1,1 промилле гана аз мол.Тербия оксидижалпы сейрек кездешүүчү жердин 0,01% дан азын түзөт.Жогорку иттрий иондуу тибиндеги оор сейрек кездешүүчү кендин курамында тербий эң көп болсо да, тербийдин курамы жалпы сейрек кездешүүчү жердин 1,1-1,2%ын гана түзөт, бул анын сейрек кездешүүчү элементтердин "асыл" категориясына таандык экенин көрсөтүп турат.Тербий – бычак менен кесүүгө мүмкүн болгон ийкемдүүлүк жана салыштырмалуу жумшак текстуралуу күмүш боз металл;Эрүү температурасы 1360 ℃, кайноо температурасы 3123 ℃, тыгыздыгы 8229 4 кг/м3.1843-жылы тербий ачылгандан бери 100 жылдан ашык убакыттан бери анын жетишсиздиги жана баалуулугу аны практикада колдонууга көп убакыт тоскоол болгон.Акыркы 30 жылдын ичинде гана тербиум өзүнүн кайталангыс талантын көрсөттү.
Тербийдин ачылышы
Ошол эле мезгилде качанлантаначылган, Швециядан Карл Г. Мосандер алгач ачылганды талдоого алганиттрийжана 1842-жылы алгачкы ачылган иттрий жери бир эле элементардык оксид эмес, үч элементтен турган оксид экендигин тактаган баяндамасын жарыялаган.1843-жылы Моссандер иттрий жерин изилдөө аркылуу тербий элементин ачкан.Ал дагы эле алардын бирин иттрий жер деп атаганэрбий оксиди.Ал 1877-жылы гана Tb элемент белгиси менен расмий түрдө тербий деп аталып калган.Анын аталышы иттрий менен бир булактан келип чыккан, Швециянын Стокгольмдун жанындагы Иттерби кыштагынан келип чыккан, ал жерде иттрий рудасы биринчи жолу ачылган.Тербийдин жана башка эки элементтин, лантан менен эрбийдин ачылышы сейрек кездешүүчү элементтердин ачылышына экинчи эшикти ачып, алардын ачылышынын экинчи этабын белгиледи.Биринчи жолу 1905-жылы Г.Урбан тарабынан тазаланган.
Mossander
Тербияны колдонуу
арызыterbiumнегизинен жогорку технологиялык талааларды камтыйт, алар технологияны жана билимди талап кылган алдыңкы долбоорлорду, ошондой эле олуттуу экономикалык пайда алып келген, өнүгүүнүн жагымдуу перспективалары бар долбоорлорду камтыйт.Негизги колдонуу чөйрөлөрүнө төмөнкүлөр кирет: (1) аралаш сейрек кездешүүчү заттар түрүндө колдонулат.Мисалы, сейрек кездешүүчү жер семирткич жана айыл чарбасы үчүн тоют кошумчасы катары колдонулат.(2) Үч негизги флуоресценттик порошоктогу жашыл порошок үчүн активатор.Заманбап оптоэлектрондук материалдар ар кандай түстөрдү синтездөө үчүн колдонулушу мүмкүн болгон кызыл, жашыл жана көк түстөгү фосфордун үч негизги түсүн колдонууну талап кылат.Ал эми terbium көптөгөн жогорку сапаттагы жашыл флуоресценттик порошоктордун ажырагыс компоненти болуп саналат.(3) магниттик оптикалык сактоочу материал катары колдонулат.Аморфтук металл тербий өткөөл металл эритмеси жука пленкалар жогорку натыйжалуу магниттик оптикалык дисктерди өндүрүү үчүн колдонулган.(4) Магнитооптикалык айнек өндүрүү.Тербия камтыган Фарадей айланма айнек лазердик технологияда ротаторлорду, изоляторлорду жана циркуляторлорду өндүрүү үчүн негизги материал болуп саналат.(5) Terbium dysprosium ferromagnetostrictive эритмесин (TerFenol) иштеп чыгуу жана өнүктүрүү terbium үчүн жаңы колдонмолорду ачты.
Дыйканчылык жана мал чарбасы үчүн
Сейрек кездешүүчү тербияөсүмдүктөрдүн сапатын жакшыртат жана белгилүү бир концентрация диапазонунда фотосинтездин ылдамдыгын жогорулата алат.Тербийдин комплекстери жогорку биологиялык активдүүлүккө ээ, ал эми тербийдин үчтүк комплекстери, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, жакшы антибактериалдык жана бактерициддик таасири бар Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis жана Escherichia coli, антибактериалдык таасирге ээ. касиеттери.Бул комплекстерди изил-дее азыркы кездеги бактерициддик препараттарды изилдеенун жаны багытын камсыз кылат.
Люминесценция тармагында колдонулат
Заманбап оптоэлектрондук материалдар ар кандай түстөрдү синтездөө үчүн колдонулушу мүмкүн болгон кызыл, жашыл жана көк түстөгү фосфордун үч негизги түсүн колдонууну талап кылат.Ал эми terbium көптөгөн жогорку сапаттагы жашыл флуоресценттик порошоктордун ажырагыс компоненти болуп саналат.Эгерде сейрек кездешүүчү түстүү телевизордун кызыл флуоресценттүү порошоктун жаралышы иттрий жана европийге болгон суроо-талапты стимулдаштырса, анда тербийди колдонуу жана өнүктүрүү лампалар үчүн сейрек кездешүүчү үч негизги түстүү жашыл флуоресценттүү порошок тарабынан колдоого алынган.1980-жылдардын башында Philips дүйнөдөгү биринчи компакт-энергияны үнөмдөөчү флуоресценттик лампаны ойлоп таап, аны тез арада бүткүл дүйнөгө жайылткан.Tb3+иондору 545нм толкун узундугу менен жашыл жарык чыгара алат жана дээрлик бардык сейрек кездешүүчү жашыл флуоресценттик порошоктор активатор катары тербийди колдонушат.
Түстүү телекөрсөтүү катоддук нур түтүктөрү (CRTs) үчүн колдонулган жашыл флуоресценттүү порошок ар дайым арзан жана натыйжалуу цинк сульфидине негизделген, бирок тербий порошок дайыма Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+ жана LaOBr: Tb3+.Чоң экрандуу жогорку сапаттагы телекөрсөтүүнүн (HDTV) өнүгүшү менен CRT үчүн жогорку эффективдүү жашыл флуоресценттик порошоктор да иштелип чыгууда.Мисалы, чет өлкөдө Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+ жана Y2SiO5: Tb3+ турган гибриддик жашыл флуоресценттик порошок иштелип чыккан, алар токтун жогорку тыгыздыгында эң сонун люминесценция эффективдүүлүгүнө ээ.
салттуу рентген флуоресценттик порошок кальций вольфрам болуп саналат.1970-1980-жылдары сенсибилизациялоочу экрандар үчүн сейрек кездешүүчү флуоресценттик порошоктор иштелип чыккан, мисалы, тербий активдештирилген лантан сульфидинин оксиди, тербий активдештирилген лантан бромидин оксиди (жашыл экрандар үчүн) жана тербий активдештирилген иттрий сульфидинин оксиди.Кальций вольфраты менен салыштырганда, сейрек кездешүүчү флуоресценттик порошок бейтаптар үчүн рентген нурлануу убактысын 80% га кыскарта алат, рентген пленкаларынын чечкиндүүлүгүн жакшыртат, рентген түтүкчөлөрүнүн иштөө мөөнөтүн узартат жана энергияны керектөөнү азайтат.Terbium ошондой эле рентген нурларын жакшыртуучу медициналык экрандар үчүн флуоресценттик порошок активатору катары колдонулат, ал рентген нурларынын оптикалык сүрөттөргө айландыруунун сезгичтигин бир топ жакшыртат, рентген пленкаларынын тунуктугун жакшыртат жана рентгендин экспозициялык дозасын бир топ азайтат. адамдын денесине нурлар (50% дан ашык).
Terbiumошондой эле жаңы жарым өткөргүч жарыктандыруу үчүн көк жарык менен толкунданган ак LED phosphor-да активатор катары колдонулат.Бул дүүлүктүрүүчү жарык булагы катары көк жарык чыгаруучу диоддорду колдонуп, тербий алюминий магниттик-оптикалык кристалл phosphors өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн, жана генерацияланган флуоресценция таза ак жарыкты өндүрүү үчүн дүүлүктүрүүчү жарык менен аралаштырылат.
Тербийден жасалган электролюминесценттик материалдарга, негизинен, активатор катары тербий кошулган цинк сульфиддүү жашыл флуоресценттик порошок кирет.Ультракызгылт көк нурлануу учурунда тербийдин органикалык комплекстери күчтүү жашыл флуоресценцияны чыгара алат жана жука пленкалуу электролюминесценттик материалдар катары колдонулушу мүмкүн.Сейрек кездешүүчү органикалык комплекстүү электролюминесценттүү жука пленкаларды изилдөөдө олуттуу прогресске жетишилгенине карабастан, практикалык жактан белгилүү бир боштук бар, сейрек кездешүүчү органикалык комплекстүү электролюминесценттүү жука пленкалар жана приборлор боюнча изилдөөлөр дагы эле тереңде.
Тербийдин флуоресценттик мүнөздөмөлөрү флуоресценттик зонддор катары да колдонулат.Офлоксацин тербиумунун (Tb3+) комплекси менен дезоксирибонуклеин кислотасынын (ДНК) ортосундагы өз ара аракеттешүүсү флуоресценция жана абсорбция спектрлерин, мисалы, офлоксацин тербиумунун (Tb3+) флуоресценттик зондун колдонуу менен изилденген.Натыйжалар көрсөткөндөй, ofloxacin Tb3+зонд ДНК молекулалары менен байланышты түзө алат, ал эми дезоксирибонуклеин кислотасы офлоксацин Tb3+системасынын флуоресценциясын олуттуу түрдө жогорулата алат.Бул өзгөрүүнүн негизинде дезоксирибонуклеин кислотасын аныктоого болот.
Магниттик оптикалык материалдар үчүн
Фарадей эффектиси бар материалдар, ошондой эле магнит-оптикалык материалдар катары белгилүү, лазерлерде жана башка оптикалык приборлордо кеңири колдонулат.Магнитоптикалык материалдардын кеңири таралган эки түрү бар: магниттик-оптикалык кристаллдар жана магниттик-оптикалык айнек.Алардын ичинен магнито-оптикалык кристаллдар (мисалы, иттрий темир гранаты жана тербий галлий гранаты) жөнгө салынуучу иштөө жыштыгы жана жогорку термикалык туруктуулуктун артыкчылыктарына ээ, бирок аларды өндүрүү кымбат жана кыйын.Мындан тышкары, Фарадейдин жогорку айлануу бурчтары бар көптөгөн магнит-оптикалык кристаллдар кыска толкун диапазонунда жогорку сиңирүүгө ээ, бул аларды колдонууну чектейт.Магнитооптикалык кристаллдар менен салыштырганда, магниттик-оптикалык айнек жогорку өткөрүмдүүлүктүн артыкчылыгына ээ жана чоң блокторду же булаларды жасоо оңой.Азыркы учурда жогорку Фарадей эффектиси бар магнит-оптикалык айнектер негизинен сейрек кездешүүчү ион кошулган көз айнек болуп саналат.
магниттик оптикалык сактоо материалдары үчүн колдонулат
Акыркы жылдарда мультимедиялык жана офисти автоматташтыруунун тез өнүгүшү менен жаңы жогорку сыйымдуулуктагы магниттик дисктерге суроо-талап өсүүдө.Аморфтук металл тербий өткөөл металл эритмеси жука пленкалар жогорку натыйжалуу магниттик оптикалык дисктерди өндүрүү үчүн колдонулган.Алардын ичинен TbFeCo эритмесинин жука пленкасы эң жакшы көрсөткүчкө ээ.Тербий негизиндеги магнит-оптикалык материалдар кеңири масштабда чыгарылып, алардан жасалган магниттик-оптикалык дисктер компьютерди сактоочу компоненттер катары колдонулат, сактоо сыйымдуулугу 10-15 эсеге көбөйгөн.Алар чоң сыйымдуулуктун жана тез жетүү ылдамдыгынын артыкчылыктарына ээ жана жогорку тыгыздыктагы оптикалык дисктер үчүн колдонулганда он миңдеген жолу сүртүлүп, капталышы мүмкүн.Алар электрондук маалыматты сактоо технологиясында маанилүү материалдар болуп саналат.Көрүнүп турган жана жакын инфракызыл тилкелерде эң көп колдонулган магнит-оптикалык материал - бул Terbium Gallium Garnet (TGG) монокристалл, ал Фарадей ротаторлорун жана изоляторлорун жасоо үчүн эң мыкты магнит-оптикалык материал болуп саналат.
Магниттик оптикалык айнек үчүн
Фарадей магниттик оптикалык айнеги көрүнүүчү жана инфракызыл аймактарда жакшы тунуктукка жана изотропияга ээ жана ар кандай татаал формаларды түзө алат.Бул ири өлчөмдөгү буюмдарды өндүрүү үчүн жеңил жана оптикалык була тартылышы мүмкүн.Ошондуктан, ал магниттик оптикалык изоляторлор, магниттик оптикалык модуляторлор жана була-оптикалык токтун сенсорлору сыяктуу магниттик-оптикалык түзүлүштөрдө кеңири колдонуу перспективаларына ээ.Көрүнүүчү жана инфракызыл диапазондо чоң магниттик моменти жана жутуу коэффициенти кичине болгондуктан, Tb3+ иондору магниттик оптикалык көз айнектерде кеңири колдонулган сейрек кездешүүчү иондорго айланган.
Тербий диспрозия ферромагнетострикциялык эритмеси
20-кылымдын аягында, дүйнөлүк технологиялык революциянын тынымсыз тереңдеши менен сейрек кездешүүчү жерди колдонуу үчүн жаңы материалдар тездик менен пайда болду.1984-жылы Айова штатынын университети, АКШнын Энергетика министрлигинин Эймс лабораториясы жана АКШнын Аскер-деңиз флотунун жер үстүндөгү куралдарды изилдөө борбору (кийинчерээк түзүлгөн Edge Technology Corporation (ET REMA) негизги кызматкерлери келген) жаңы сейрек кездешүүчү технологияны иштеп чыгуу үчүн кызматташкан. Жердин акылдуу материалы, атап айтканда, тербий диспрозий ферромагниттик магнитостриктивдик материал.Бул жаңы интеллектуалдык материал электр энергиясын механикалык энергияга тез айландыруунун эң сонун өзгөчөлүктөрүнө ээ.Бул гиганттык магнитостриктивдик материалдан жасалган суу астындагы жана электро-акустикалык өзгөрткүчтөр деңиз техникасында, мунай скважиналарын аныктоочу колонкаларда, ызы-чууну жана титирөөнү башкаруу системаларында, океандарды чалгындоо жана жер астындагы байланыш системаларында ийгиликтүү конфигурацияланган.Ошондуктан, тербий диспрозия темир гиганты магнитостриктивдүү материал пайда болоору менен, ага дүйнө жүзү боюнча өнөр жайы өнүккөн өлкөлөрдөн кеңири көңүл бурулган.Америка Кошмо Штаттарындагы Edge Technologies компаниясы 1989-жылы тербиум диспрозий темир гиганты магнитостриктивдүү материалдарды чыгара баштаган жана аларды Terfenol D деп аташкан. Андан кийин Швеция, Япония, Россия, Улуу Британия жана Австралия да тербий диспрозиум темир гиганты магнитостриктүү материалдарды иштеп чыгышкан.
Америка Кошмо Штаттарында бул материалдын өнүгүү тарыхынан материалды ойлоп табуу да, анын алгачкы монополисттик колдонулушу да аскердик өнөр жайга (мисалы, деңиз флотуна) түздөн-түз байланыштуу.Кытайдын аскердик жана коргонуу ведомстволору бул материалды тушунуу-сун акырындап чыцдоодо.Бирок, Кытайдын ар тараптуу улуттук күчүн олуттуу жогорулатуу менен, 21-кылымдын аскердик атаандаштык стратегиясына жетүү жана жабдуулардын деңгээлин жогорулатуу талабы абдан актуалдуу болот.Ошондуктан, аскердик жана улуттук коргоо ведомстволору тарабынан тербий диспрозий темир гиганты магнитостриктүү материалдарды кеңири колдонуу тарыхый зарылчылык болот.
Кыскасы, көптөгөн сонун касиеттериterbiumаны көптөгөн функционалдык материалдардын ажырагыс мүчөсү жана кээ бир колдонуу тармактарында алмаштырылгыс позицияга айландырыңыз.Бирок, тербийдин баасы кымбат болгондуктан, адамдар өндүрүштүк чыгымдарды азайтуу үчүн тербийди колдонуудан кантип сактануу жана минималдаштыруу жолдорун изилдеп жатышат.Мисалы, сейрек кездешүүчү магнито-оптикалык материалдар да мүмкүн болушунча арзан диспрозия темир кобальтты же гадолиний тербий кобальтын колдонуу керек;Колдонулушу керек жашыл флуоресценттик порошоктун курамындагы тербиумду азайтууга аракет кылыңыз.Баасы тербийди кеңири колдонууну чектөөчү маанилүү фактор болуп калды.Бирок көптөгөн функционалдык материалдар ансыз кыла албайт, ошондуктан биз "пычакта жакшы болотту колдонуу" принцибине карманып, мүмкүн болушунча тербийди колдонууну үнөмдөөгө аракет кылышыбыз керек.
Посттун убактысы: 07-07-2023