Seýrek ýer elementleritäze energiýa we materiallar ýaly ýokary tehnologiýalary ösdürmek üçin aýrylmazdyr we howa, milli goranmak we harby senagat ýaly ugurlarda giň ulanyşa eýe.Häzirki zaman söweşleriniň netijesi, seýrek ýer ýaraglarynyň söweş meýdanynda agdyklyk edýändigini, seýrek ýer tehnologiki artykmaçlyklarynyň harby tehnologiki artykmaçlyklary görkezýändigini we çeşmeleriň bolmagy kepillendirilendigini görkezýär.Şonuň üçin seýrek topraklar dünýäniň esasy ykdysadyýetleriniň bäsleşýän strategiki çeşmelerine öwrüldi we seýrek toprak ýaly esasy çig mal strategiýalary köplenç milli strategiýalara çykýar.Europeewropa, Japanaponiýa, ABŞ we beýleki ýurtlar we sebitler seýrek toprak ýaly möhüm materiallara has köp üns berýärler.2008-nji ýylda seýrek ýer materiallary ABŞ-nyň Energetika ministrligi tarapyndan "esasy materiallar strategiýasy" hökmünde görkezildi;2010-njy ýylyň başynda Europeanewropa Bileleşigi seýrek topraklaryň strategiki goraghanasynyň döredilendigini yglan etdi;2007-nji ýylda Japaneseaponiýanyň Bilim, Medeniýet, Ylym we Tehnologiýa ministrligi, şeýle hem Ykdysadyýet, Senagat we Tehnologiýa ministrligi eýýäm "Element strategiýasy meýilnamasy" we "Seýrek metal alternatiw materiallar" meýilnamasyny teklip edipdi.Resurs ätiýaçlyklarynda, tehnologiki ösüşde, çeşmeleri edinmekde we alternatiw materiallary gözlemekde üznüksiz çäreler we syýasatlar etdiler.Redaktor bu makaladan başlap, bu seýrek toprak elementleriniň möhüm we hatda aýrylmaz taryhy ösüş missiýalary we rollary barada jikme-jik maglumat berer.
Terbium agyr seýrek topraklar kategoriýasyna degişlidir, ýer gabygynda az mukdarda 1,1 ppm.Terbium oksidiseýrek topraklaryň 0.01% -inden hem az bölegini tutýar.Terbiumyň iň ýokary mukdary bolan agyr ýtrium ion görnüşindäki agyr seýrek toprak magdanynda-da, seýrek toprak elementleriniň "asylly" kategoriýasyna degişlidigini görkezýän, seýrek ýeriň umumy mukdarynyň diňe 1,1-1,2% -ini tutýar.Terbium, pyçak bilen açyp bolýan süýümli we birneme ýumşak dokumasy bolan kümüş çal metal;Eriş nokady 1360 ℃, gaýnadýan nokady 3123 ℃, dykyzlygy 8229 4kg / m3.1843-nji ýylda terbiumyň tapylmagyndan 100 ýyldan gowrak wagt bäri, onuň gytlygy we gymmaty uzak wagtlap amaly ulanylmagynyň öňüni aldy.Diňe soňky 30 ýylda terbium özboluşly zehinini görkezdi.
Terbiumyň tapylmagy
Şol döwürdelantantapyldy, Şwesiýaly Karl G. Mosander ilki açylanlary derňediýtriumwe ilkibaşda açylan yttrium topragynyň bir elementar oksid däl-de, üç elementiň oksidi bolandygyny aýdyňlaşdyryp, 1842-nji ýylda hasabat çap etdi.1843-nji ýylda Mossander yttrium ýerindäki gözlegleri arkaly terbium elementini tapdy.Ol henizem olaryň birine yttrium toprak we biriniň adyny dakdyerbium oksidi.1877-nji ýyla çenli resmi taýdan Tb elementi bolan terbium diýlip atlandyryldy.Adynyň atlandyrylmagy yttrium bilen bir çeşmeden gelip çykýar, ýttrium magdany ilkinji gezek açylan Şwesiýanyň Stokgolm şäheriniň golaýyndaky Ytterby obasyndan gelip çykýar.Terbiumyň we beýleki iki elementiň, lantan we erbiumyň tapylmagy, seýrek toprak elementleriniň tapylmagyna ikinji gapyny açdy, bu açyşyň ikinji tapgyryny alamatlandyrdy.Ilkinji gezek 1905-nji ýylda G. Urban tarapyndan arassalandy.
Mossander
Terbiumyň ulanylyşy
Programmaterbiumköplenç ýokary tehnologiýaly we tehnologiýalary köp talap edýän we bilimleri köp talap edýän iň täze taslamalar, şeýle hem özüne çekiji ösüş perspektiwalary bilen möhüm ykdysady peýdalary bolan taslamalary öz içine alýar.Esasy ulanylýan ýerler şulary öz içine alýar: (1) garyşyk seýrek toprak görnüşinde ulanmak.Mysal üçin, seýrek toprakly dökün we oba hojalygy üçin iýmit goşundysy hökmünde ulanylýar.(2) Üç sany esasy floresan poroşokda ýaşyl poroşok üçin işjeňleşdiriji.Häzirki zaman optoelektroniki materiallar, dürli reňkleri sintez etmek üçin ulanyp boljak gyzyl, ýaşyl we gök fosforlaryň üç esasy reňkini ulanmagy talap edýär.Terbium ýokary hilli ýaşyl floresan tozanlaryň köpüsinde aýrylmaz bir bölekdir.(3) Magneto optiki saklaýyş materialy hökmünde ulanylýar.Amorf metal terbium geçiş metal garyndysy inçe filmler ýokary öndürijilikli magneto optiki diskleri öndürmek üçin ulanyldy.(4) Magneto optiki aýna öndürmek.Terbiumy öz içine alýan “Faradaý” aýna aýnasy, lazer tehnologiýasynda rotatorlary, izolýatorlary we aýlanyjylary öndürmek üçin esasy materialdyr.(5) Terbium disproziý ferromagnitostriktiw ergininiň (TerFenol) ösüşi we ösüşi terbium üçin täze programmalar açdy.
Oba hojalygy we maldarçylyk üçin
Seýrek ýer terbiumyekinleriň hilini ýokarlandyryp we belli bir konsentrasiýa çäginde fotosinteziň tizligini ýokarlandyryp biler.Terbium toplumlary ýokary biologiki işjeňlige eýedir we giň spektrli antibakterial terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, üç taraplaýyn toplumlar, Stafilokokk aureusyna, Bacillus subtilis we Escherichia coli-de gowy antibakterial we bakterisid täsirine eýe. häsiýetleri.Bu toplumlary öwrenmek häzirki zaman bakterisid dermanlary üçin täze gözleg ugruny üpjün edýär.
Lýumensensiýa pudagynda ulanylýar
Häzirki zaman optoelektroniki materiallar, dürli reňkleri sintezlemek üçin ulanyp boljak gyzyl, ýaşyl we gök fosforlaryň üç esasy reňkiniň ulanylmagyny talap edýär.Terbium ýokary hilli ýaşyl floresan tozanlaryň köpüsinde aýrylmaz bir bölekdir.Seýrek toprak reňkli telewizoryň gyzyl floresan poroşokynyň döremegi, ýtriuma we ýewropiýa bolan islegi güýçlendiren bolsa, lampalar üçin seýrek toprak üç esasy reňkli ýaşyl floresan poroşok terbiumyň ulanylmagy we ösmegi öňe sürüldi.1980-nji ýyllaryň başynda, Philips dünýäde ilkinji ykjam energiýa tygşytlaýan floresan çyrany oýlap tapdy we ony çalt dünýä derejesinde tanatdy.Tb3 + ionlary 545nm tolkun uzynlygy bilen ýaşyl yşyk çykaryp bilýär we seýrek ýer topragynyň ýaşyl floresan tozanlarynyň hemmesi diýen ýaly terbiumy işjeňleşdiriji hökmünde ulanýar.
Reňkli telewizor katod şöhleleri (CRT) üçin ulanylýan ýaşyl floresan poroşok, elmydama arzan we täsirli sink sulfidine esaslanýar, ýöne terbium tozy Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Al) ýaly proýeksiýa reňkli telewizor ýaşyl poroşok hökmünde ulanylýar. Ga) 5O12: Tb3 +, we LaOBr: Tb3 +.Uly ekranly ýokary kesgitli telewizoryň (HDTV) ösmegi bilen CRT-ler üçin ýokary öndürijilikli ýaşyl floresan tozanlar hem ösdürilýär.Mysal üçin, ýokary tok dykyzlygynda ajaýyp ýagtylyk netijeliligine eýe bolan Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 + we Y2SiO5: Tb3 + -den ybarat gibrid ýaşyl floresan tozy öndürildi.
Adaty rentgen floresan tozy kalsiý wolframdyr.1970-nji we 1980-nji ýyllarda duýgur ekranlar üçin seýrek toprak floresan tozanlary döredildi, meselem, terbium işjeňleşdirilen lantan sulfid oksidi, terbium işjeňleşdirilen lantan brom oksidi (ýaşyl ekranlar üçin) we terbium işjeňleşdirilen ýtrium sulfid oksidi.Kalsiý wolframy bilen deňeşdirilende, seýrek ýer floresan tozy hassalar üçin rentgen şöhlelenmesiniň wagtyny 80% azaldyp, rentgen filmleriniň çözgüdini gowulaşdyryp, rentgen turbalarynyň ömrüni uzaldyp we energiýa sarp edilişini azaldyp biler.Terbium, rentgen şöhlelendiriş ekranlary üçin floresan poroşok işjeňleşdiriji hökmünde hem ulanylýar, bu rentgen şöhleleriniň optiki şekillere öwrülmegine duýgurlygyny ep-esli ýokarlandyryp, rentgen filmleriniň düşnükliligini ýokarlandyryp we X- täsir ediş dozasyny ep-esli azaldyp biler. adam bedenine şöhleler (50% -den gowrak).
Terbiumtäze ýarymgeçiriji yşyklandyryş üçin gök çyra bilen tolgundyrylan ak LED fosforda işjeňleşdiriji hökmünde hem ulanylýar.Terbium alýumin magneto optiki kristal fosfor öndürmek üçin, gök ýagtylyk çykýan diodlary tolgundyryjy ýagtylyk çeşmesi hökmünde ulanyp bolýar we döredilen floresan arassa ak ýagtylygy öndürmek üçin tolgundyryjy çyra bilen garylýar.
Terbiumdan öndürilen elektroluminýesent materiallaryna esasan işjeňleşdiriji hökmünde terbium bilen sink sulfid ýaşyl floresan tozy girýär.Ultramelewşe şöhlelenmesinde terbiumyň organiki toplumlary güýçli ýaşyl floresan çykaryp biler we inçe film elektroluminesent materiallary hökmünde ulanylyp bilner.Seýrek toprak organiki çylşyrymly elektroluminesent inçe filmleri öwrenmekde ep-esli öňegidişlik gazanylsa-da, amaly taýdan belli bir boşluk bar we seýrek toprak organiki çylşyrymly elektroluminesent inçe filmler we enjamlar boýunça gözlegler henizem dowam edýär.
Terbiumyň floresan aýratynlyklary floresan zondlary hökmünde hem ulanylýar.Loksasin terbiumyň (Tb3 +) çylşyrymly we deoksiribonuklein kislotasynyň (DNK) özara täsiri, floksensiýa terbiniň floresan barlagy (Tb3 +) ýaly floresan we siňdiriş spektrleri arkaly öwrenildi.Netijeler, ofloksasin Tb3 + zondynyň DNK molekulalary bilen birleşýän çukur emele getirip biljekdigini we deoksiribonuklein kislotasynyň ofloksasin Tb3 + ulgamynyň floresanlygyny ep-esli ýokarlandyryp biljekdigini görkezdi.Bu üýtgeşmä esaslanyp, deoksiribonuklein kislotasyny kesgitläp bolýar.
Magneto optiki materiallar üçin
“Faraday” effektli materiallar, magneto-optiki materiallar hökmünde hem tanalýar, lazerlerde we beýleki optiki enjamlarda giňden ulanylýar.Magneto optiki materiallaryň iki umumy görnüşi bar: magneto optiki kristallar we magneto optiki aýna.Olaryň arasynda magneto-optiki kristallar (yttrium demir granaty we terbium gallium granaty ýaly) sazlanylýan iş ýygylygynyň we ýokary ýylylyk durnuklylygynyň artykmaçlyklary bar, ýöne gymmat we öndürmek kyn.Mundan başga-da, ýokary Faradaý aýlanma burçlary bolan magneto-optiki kristallaryň köpüsi, ulanylmagyny çäklendirýän gysga tolkun aralygynda ýokary siňdirişe eýe.Magneto optiki kristallar bilen deňeşdirilende, magneto optiki aýna ýokary geçirijilik artykmaçlygyna eýedir we uly bloklara ýa-da süýümlere ýasamak aňsat.Häzirki wagtda ýokary Faradaý täsiri bolan magneto-optiki äýnek, esasan, seýrek ýer ion doply äýnekdir.
Magneto optiki saklaýyş materiallary üçin ulanylýar
Soňky ýyllarda multimediýanyň we ofis awtomatizasiýasynyň çalt ösmegi bilen täze ýokary kuwwatly magnit disklere isleg artýar.Amorf metal terbium geçiş metal garyndysy inçe filmler ýokary öndürijilikli magneto optiki diskleri öndürmek üçin ulanyldy.Şolaryň arasynda TbFeCo garyndysy inçe film iň gowy ýerine ýetirijidir.Terbium esasly magneto-optiki materiallar uly göwrümde öndürildi we olardan ýasalan magneto-optiki diskler kompýuter saklaýyş komponentleri hökmünde ulanylýar we saklaýyş kuwwaty 10-15 esse ýokarlandy.Uly kuwwatyň we çalt giriş tizliginiň artykmaçlyklary bar we ýokary dykyzlykly optiki diskler üçin ulanylanda on müňlerçe gezek süpürilip we örtülip bilner.Elektron maglumatlary saklamak tehnologiýasyndaky möhüm materiallar.Görünýän we ýakyn infragyzyl zolaklarda iň köp ulanylýan magneto-optiki material Terbium Gallium Garnet (TGG) ýeke kristal bolup, Faradaý rotatorlaryny we izolýatorlaryny ýasamak üçin iň oňat magnit-optiki materialdyr.
Magneto optiki aýna üçin
Faradaý magneto optiki aýna görünýän we infragyzyl sebitlerde gowy aýdyňlyga we izotropiýa eýe we dürli çylşyrymly şekilleri döredip biler.Uly göwrümli önümleri öndürmek aňsat we optiki süýümlere çekilip bilner.Şol sebäpli, magneto optiki izolýatorlar, magneto optiki modulýatorlar we süýüm optiki tok datçikleri ýaly magneto optiki enjamlarda giň ulanylyş mümkinçilikleri bar.Uly magnit pursaty we görünýän we infragyzyl diapazonda ownuk siňdiriş koeffisiýenti sebäpli Tb3 + ionlary magneto optiki äýneklerde seýrek ulanylýan ýer ionlaryna öwrüldi.
Terbium disprosium ferromagnetostriktiw garyndysy
20-nji asyryň ahyrynda, dünýä tehnologiki öwrülişiginiň üznüksiz çuňlaşmagy bilen, seýrek ýer ulanyş materiallary çalt peýda boldy.1984-nji ýylda Iowa ştat uniwersiteti, ABŞ-nyň Energetika ministrliginiň Ames laboratoriýasy we ABŞ-nyň Harby deňiz güýçleriniň ýerüsti ýarag gözleg merkezi (soňra döredilen Edge tehnologiýa korporasiýasynyň (ET REMA) esasy işgärleri gelip) täze seýrek döretmek üçin hyzmatdaşlyk etdiler. ýeriň akylly materialy, ýagny terbium disprosium ferromagnit magnitostriktiw material.Bu täze akylly material, elektrik energiýasyny mehaniki energiýa çalt öwürmegiň ajaýyp aýratynlyklaryna eýedir.Bu ägirt uly magnitostriktiw materialdan ýasalan suwasty we elektro-akustiki geçirijiler deňiz enjamlarynda, nebit guýusyny kesgitleýjilerde, ses we titremäni gözegçilik ulgamlarynda, ummanyň gözleg we ýerasty aragatnaşyk ulgamlarynda üstünlikli düzüldi.Şonuň üçin terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw material dünýä inen badyna, dünýäniň ösen ýurtlarynyň ünsüni özüne çekdi.ABŞ-da “Edge Technologies” 1989-njy ýylda terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw materiallary öndürip başlady we olara Terfenol D. diýip at berdi. Soňra Şwesiýa, Japanaponiýa, Russiýa, Angliýa we Awstraliýa terbium disproziý demir ägirt uly magnitostriktiw materiallary hem döretdiler.
Amerikanyň Birleşen Ştatlarynda bu materialyň ösüş taryhyndan materialyň oýlanyp tapylmagy we irki monopolistik amaly harby güýçler (deňiz güýçleri ýaly) bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr.Hytaýyň harby we goranmak bölümleri bu material baradaky düşünjelerini kem-kemden güýçlendirýärler.Şeýle-de bolsa, Hytaýyň hemmetaraplaýyn milli kuwwatynyň ep-esli ýokarlanmagy bilen, 21-nji asyryň harby bäsdeşlik strategiýasyna ýetmek we enjamlaryň derejesini ýokarlandyrmak islegi hökmany suratda gaty möhümdir.Şonuň üçin harby we milli goranmak bölümleri tarapyndan terbium disprosium demir ägirt uly magnitostriktiw materiallaryň giňden ulanylmagy taryhy zerurlyk bolar.
Gysgaça aýdylanda, köp ajaýyp häsiýetlerterbiumköp funksional materiallaryň aýrylmaz agzasy we käbir amaly meýdanlarda çalşyp bolmajak pozisiýa öwüriň.Şeýle-de bolsa, terbiumyň bahasynyň ýokary bolmagy sebäpli adamlar önümçilik çykdajylaryny azaltmak üçin terbiumdan nädip gaça durmalydygyny we azaltmalydygyny öwrenýärler.Mysal üçin, seýrek ýer magneto-optiki materiallary mümkin boldugyça arzan bahaly disprosium demir kobalt ýa-da gadolinium terbium kobalt ulanmalydyr;Ulanylmaly ýaşyl floresan poroşokda terbiniň düzümini azaltmaga synanyşyň.Terbiumyň giňden ulanylmagyny çäklendirýän möhüm faktor boldy.Emma köp işleýän materiallar onsuz edip bilmeýär, şonuň üçin "pyçakda gowy polat ulanmak" ýörelgesine eýermeli we terbiumyň ulanylmagyny mümkin boldugyça tygşytlamaga synanyşmalydyrys.
Iş wagty: Awgust-07-2023