Toje aiye erojajẹ ko ṣe pataki fun idagbasoke ti imọ-ẹrọ giga gẹgẹbi agbara titun ati awọn ohun elo, ati pe o ni iye ohun elo jakejado ni awọn aaye bii afẹfẹ, aabo orilẹ-ede, ati ile-iṣẹ ologun.Awọn abajade ti ogun ode oni tọka pe awọn ohun ija ilẹ-aye toje jẹ gaba lori oju ogun, awọn anfani imọ-ẹrọ ti o ṣọwọn jẹ aṣoju awọn anfani imọ-ẹrọ ologun, ati nini awọn orisun jẹ iṣeduro.Nitorinaa, awọn ilẹ ti o ṣọwọn tun ti di awọn orisun ilana ti awọn eto-ọrọ-aje pataki ni ayika agbaye ti njijadu fun, ati awọn ọgbọn ohun elo aise pataki gẹgẹbi awọn ilẹ ti o ṣọwọn nigbagbogbo dide si awọn ilana orilẹ-ede.Yuroopu, Japan, Amẹrika ati awọn orilẹ-ede miiran ati awọn agbegbe san ifojusi diẹ sii si awọn ohun elo pataki gẹgẹbi ilẹ ti o ṣọwọn.Ni ọdun 2008, awọn ohun elo ti o ṣọwọn ni a ṣe akojọ si bi “imọran awọn ohun elo bọtini” nipasẹ Ẹka Agbara ti Amẹrika;Ni ibẹrẹ ọdun 2010, European Union kede idasile ifipamọ ilana ti awọn ilẹ to ṣọwọn;Ni 2007, awọn Japanese Ministry of Education, asa, Imọ ati Technology, bi daradara bi awọn Ministry of Aje, Industry ati Technology, ti tẹlẹ dabaa awọn "Element Strategy Eto" ati awọn "Rare Metal Alternative Materials" ètò.Wọn ti gbe awọn igbese lemọlemọ ati awọn eto imulo ni awọn ifiṣura awọn orisun, ilọsiwaju imọ-ẹrọ, gbigba awọn orisun, ati wiwa awọn ohun elo omiiran.Bibẹrẹ lati nkan yii, olootu yoo ṣafihan ni awọn alaye pataki ati paapaa awọn iṣẹ apinfunni idagbasoke itan ati awọn ipa ti awọn eroja ilẹ-aye toje wọnyi.
Terbium je ti eya ti eru toje aiye, pẹlu kan kekere opo ni Earth ká erunrun ni nikan 1.1 ppm.Terbium ohun elo afẹfẹawọn iroyin fun kere ju 0.01% ti lapapọ toje aiye.Paapaa ninu yttrium ion giga iru eru toje erupẹ ilẹ pẹlu akoonu ti o ga julọ ti terbium, akoonu terbium nikan jẹ 1.1-1.2% ti lapapọ ilẹ-aye toje, ti o nfihan pe o jẹ ti ẹya “ọla” ti awọn eroja ilẹ toje.Terbium jẹ irin grẹy fadaka kan pẹlu ductility ati sojurigindin rirọ, eyiti o le ge ni ṣiṣi pẹlu ọbẹ kan;Yiyọ ojuami 1360 ℃, farabale ojuami 3123 ℃, iwuwo 8229 4kg/m3.Fun diẹ sii ju ọdun 100 lati iwari terbium ni ọdun 1843, aito ati iye rẹ ti ṣe idiwọ ohun elo ti o wulo fun igba pipẹ.Nikan ni awọn ọdun 30 sẹhin ti terbium ti ṣafihan talenti alailẹgbẹ rẹ.
Awari ti Terbium
Nigba akoko kanna nigbatilanthanumti ṣe awari, Karl G. Mosander ti Sweden ṣe atupale awari akọkọyttriumo si ṣe atẹjade ijabọ kan ni ọdun 1842, ti n ṣalaye pe ilẹ-aye yttrium ti a ṣe awari lakoko kii ṣe oxide ipilẹ kan ṣoṣo, ṣugbọn oxide ti awọn eroja mẹta.Ni ọdun 1843, Mossander ṣe awari eroja terbium nipasẹ iwadi rẹ lori ilẹ yttrium.Ó sì tún dárúkọ ọ̀kan nínú wọn ní yttrium ayé àti ọ̀kan nínú wọnohun elo afẹfẹ erbium.Kii ṣe titi di ọdun 1877 ti a fun ni ni ifowosi terbium, pẹlu aami ano Tb.Orukọ rẹ wa lati orisun kanna bi yttrium, ti ipilẹṣẹ lati abule ti Ytterby nitosi Stockholm, Sweden, nibiti a ti rii yttrium ore akọkọ.Awari ti terbium ati awọn eroja meji miiran, lanthanum ati erbium, ṣi ilẹkun keji si wiwa awọn eroja aiye toje, ti o samisi ipele keji ti iṣawari wọn.G. Urban ni a kọkọ sọ di mimọ ni ọdun 1905.
Mossander
Ohun elo ti terbium
Awọn ohun elo titerbiumpupọ julọ pẹlu awọn aaye imọ-ẹrọ giga, eyiti o jẹ aladanla imọ-ẹrọ ati imọ awọn iṣẹ akanṣe gige-eti, ati awọn iṣẹ akanṣe pẹlu awọn anfani eto-ọrọ aje pataki, pẹlu awọn ireti idagbasoke ti o wuyi.Awọn agbegbe ohun elo akọkọ pẹlu: (1) lilo ni irisi awọn ilẹ ti o ṣọwọn adalu.Fun apẹẹrẹ, o ti wa ni lilo bi awọn kan toje aiye yellow ajile ati kikọ aropo fun ogbin.(2) Activator fun alawọ lulú ni mẹta akọkọ Fuluorisenti powders.Awọn ohun elo optoelectronic ode oni nilo lilo awọn awọ ipilẹ mẹta ti phosphor, eyun pupa, alawọ ewe, ati buluu, eyiti a le lo lati ṣajọpọ awọn awọ oriṣiriṣi.Ati terbium jẹ paati ti ko ṣe pataki ni ọpọlọpọ awọn lulú Fuluorisenti alawọ ewe ti o ni agbara giga.(3) Lo bi ohun elo ibi ipamọ opitika magneto.Amorphous irin terbium iyipada irin alloy tinrin fiimu ti a ti lo lati lọpọ ga-išẹ magneto opitika disiki.(4) Ṣiṣẹda gilasi opitika magneto.Gilaasi iyipo Faraday ti o ni terbium jẹ ohun elo bọtini fun iṣelọpọ awọn ẹrọ iyipo, awọn isolators, ati awọn olukakiri ni imọ-ẹrọ laser.(5) Idagbasoke ati idagbasoke ti terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) ti ṣii awọn ohun elo titun fun terbium.
Fun ogbin ati ẹran-ọsin
Toje aiye terbiumle mu didara awọn irugbin pọ si ati mu iwọn photosynthesis pọ si laarin iwọn ifọkansi kan.Awọn eka ti terbium ni iṣẹ ṣiṣe ti ibi giga, ati awọn ile-iṣẹ ternary ti terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, ni awọn ipakokoro ati awọn ipakokoro ti o dara lori Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, ati Escherichia coli, pẹlu antibacterial-spectrum. ohun ini.Iwadi ti awọn eka wọnyi n pese itọsọna iwadii tuntun fun awọn oogun kokoro-arun ode oni.
Ti a lo ni aaye ti luminescence
Awọn ohun elo optoelectronic ode oni nilo lilo awọn awọ ipilẹ mẹta ti phosphor, eyun pupa, alawọ ewe, ati buluu, eyiti a le lo lati ṣajọpọ awọn awọ oriṣiriṣi.Ati terbium jẹ paati ti ko ṣe pataki ni ọpọlọpọ awọn lulú Fuluorisenti alawọ ewe ti o ni agbara giga.Ti ibimọ ti awọ aiye toje TV pupa Fuluorisenti lulú ti ṣe alekun ibeere fun yttrium ati europium, lẹhinna ohun elo ati idagbasoke ti terbium ti ni igbega nipasẹ ilẹ toje mẹta awọ alawọ ewe Fuluorisenti alawọ ewe fun awọn atupa.Ni ibẹrẹ awọn ọdun 1980, Philips ṣe apẹrẹ atupa fluorescent agbara iwapọ akọkọ ni agbaye ati ni igbega ni kiakia ni agbaye.Awọn ions Tb3+ le ṣetan ina alawọ ewe pẹlu gigun ti 545nm, ati pe o fẹrẹ jẹ gbogbo awọn lulú Fuluorisenti alawọ ewe ti o ṣọwọn lo terbium bi imuṣiṣẹ.
Lulú Fuluorisenti alawọ ewe ti a lo fun awọ TV cathode ray tubes (CRTs) ti nigbagbogbo da lori olowo poku ati lilo daradara zinc sulfide, ṣugbọn terbium lulú ti nigbagbogbo lo bi awọ asọtẹlẹ TV alawọ lulú, gẹgẹ bi Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, ati LaOBr: Tb3+.Pẹlu idagbasoke ti tẹlifisiọnu giga-definition ti iboju nla (HDTV), awọn iyẹfun Fuluorisenti alawọ ewe ti o ga julọ fun awọn CRT tun ti ni idagbasoke.Fun apẹẹrẹ, arabara alawọ fluorescent lulú ti ni idagbasoke ni ilu okeere, ti o ni Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 +, ati Y2SiO5: Tb3 +, eyiti o ni imudara luminescence to dara julọ ni iwuwo giga lọwọlọwọ.
Awọn ibile X-ray Fuluorisenti lulú jẹ kalisiomu tungstate.Ni awọn ọdun 1970 ati 1980, awọn lulú Fuluorisenti aiye toje fun awọn iboju ifamọ ni idagbasoke, gẹgẹbi terbium mu ṣiṣẹ lanthanum sulfide oxide, terbium mu ṣiṣẹ lanthanum bromide oxide (fun awọn iboju alawọ ewe), ati terbium mu yttrium sulfide oxide ṣiṣẹ.Ti a bawe pẹlu tungstate kalisiomu, erupẹ fluorescent ti o ṣọwọn le dinku akoko ti itanna X-ray fun awọn alaisan nipasẹ 80%, mu ipinnu awọn fiimu X-ray pọ si, fa igbesi aye awọn tubes X-ray pọ si, ati dinku lilo agbara.A tun lo Terbium bi oluṣeto iyẹfun fuluorisenti fun awọn iboju imudara X-ray iṣoogun, eyiti o le mu ifamọra pupọ ti iyipada X-ray sinu awọn aworan opiti, mu imotuntun ti awọn fiimu X-ray dinku, ati dinku iwọn lilo ifihan pupọ ti X- egungun si ara eniyan (nipasẹ diẹ sii ju 50%).
Terbiumtun lo bi oluṣeto ninu phosphor LED funfun ti o ni itara nipasẹ ina bulu fun ina semikondokito tuntun.O le ṣee lo lati gbe awọn terbium aluminiomu magneto opitika phosphor, lilo bulu ina emitting diodes bi simi ina awọn orisun, ati awọn ti ipilẹṣẹ fluorescence ti wa ni adalu pẹlu awọn simi ina lati gbe awọn funfun ina funfun.
Awọn ohun elo electroluminescent ti a ṣe lati terbium ni akọkọ pẹlu zinc sulfide alawọ ewe Fuluorisenti lulú pẹlu terbium bi oluṣeto.Labẹ itanna ultraviolet, awọn eka Organic ti terbium le ṣe itusilẹ fifẹ alawọ ewe ti o lagbara ati pe o le ṣee lo bi awọn ohun elo elekitiroluminescent fiimu tinrin.Botilẹjẹpe a ti ṣe ilọsiwaju pataki ninu iwadi ti awọn fiimu tinrin elekitiroluminescent ti o ṣọwọn, aafo kan tun wa lati ilowo, ati iwadii lori awọn fiimu tinrin tinrin elekitiroluminescent Organic eka ati awọn ẹrọ tun wa ni ijinle.
Awọn abuda fluorescence ti terbium tun lo bi awọn iwadii fluorescence.Ibaraṣepọ laarin eka ofloxacin terbium (Tb3+) ati deoxyribonucleic acid (DNA) ni a ṣe iwadi nipa lilo fluorescence ati spectra gbigba, gẹgẹbi iwadii fluorescence ti ofloxacin terbium (Tb3+).Awọn abajade ti fihan pe ofloxacin Tb3+ le ṣe ọna asopọ groove kan pẹlu awọn ohun elo DNA, ati pe deoxyribonucleic acid le ṣe alekun imorusi ti eto ofloxacin Tb3+ ni pataki.Da lori iyipada yii, deoxyribonucleic acid le pinnu.
Fun awọn ohun elo opitika magneto
Awọn ohun elo pẹlu ipa Faraday, ti a tun mọ si awọn ohun elo opitika magneto, ni lilo pupọ ni awọn lasers ati awọn ẹrọ opiti miiran.Awọn oriṣi meji ti o wọpọ ti awọn ohun elo opiti magneto: awọn kirisita opiti magneto ati gilasi opiti magneto.Lara wọn, magneto-optical kirisita (gẹgẹ bi awọn yttrium iron garnet ati terbium gallium garnet) ni awọn anfani ti adijositabulu ipo igbohunsafẹfẹ ati ki o ga gbona iduroṣinṣin, sugbon ti won wa ni gbowolori ati ki o soro lati lọpọ.Ni afikun, ọpọlọpọ awọn kirisita opitika magneto pẹlu awọn igun yiyi Faraday giga ni gbigba giga ni iwọn igbi kukuru, eyiti o ṣe idiwọ lilo wọn.Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn kirisita opiti magneto, gilasi opiti magneto ni anfani ti gbigbe giga ati pe o rọrun lati ṣe sinu awọn bulọọki nla tabi awọn okun.Ni lọwọlọwọ, awọn gilaasi opitika magneto pẹlu ipa Faraday giga jẹ awọn gilaasi ion doped ti o ṣọwọn julọ.
Ti a lo fun awọn ohun elo ibi ipamọ opitika magneto
Ni awọn ọdun aipẹ, pẹlu idagbasoke iyara ti multimedia ati adaṣe ọfiisi, ibeere fun awọn disiki oofa agbara-giga tuntun ti n pọ si.Amorphous irin terbium iyipada irin alloy tinrin fiimu ti a ti lo lati lọpọ ga-išẹ magneto opitika disiki.Lara wọn, TbFeCo alloy tinrin fiimu ni iṣẹ ti o dara julọ.Awọn ohun elo opitika ti o da lori Terbium ni a ti ṣe ni iwọn nla, ati awọn disiki opitika magneto ti a ṣe lati ọdọ wọn ni a lo bi awọn paati ibi ipamọ kọnputa, pẹlu agbara ipamọ pọ nipasẹ awọn akoko 10-15.Wọn ni awọn anfani ti agbara nla ati iyara wiwọle yara, ati pe o le parun ati ti a bo ẹgbẹẹgbẹrun awọn akoko nigba lilo fun awọn disiki opiti giga-giga.Wọn jẹ awọn ohun elo pataki ni imọ-ẹrọ ipamọ alaye itanna.Ohun elo magneto-opitika ti o wọpọ julọ ti a lo ni awọn ẹgbẹ infurarẹẹdi ti o han ati nitosi ni Terbium Gallium Garnet (TGG) kirisita kan ṣoṣo, eyiti o jẹ ohun elo magneto-optical ti o dara julọ fun ṣiṣe awọn iyipo Faraday ati awọn isolators.
Fun magneto opitika gilasi
Faraday magneto opitika gilasi ni o ni ti o dara akoyawo ati isotropy ni han ati infurarẹẹdi awọn ẹkun ni, ati ki o le dagba orisirisi eka ni nitobi.O rọrun lati ṣe awọn ọja ti o tobi ati pe o le fa sinu awọn okun opiti.Nitorinaa, o ni awọn ifojusọna ohun elo gbooro ni awọn ẹrọ opiti magneto gẹgẹbi awọn isolators opiti magneto, awọn modulators opiti magneto, ati awọn sensọ lọwọlọwọ okun opiki.Nitori akoko oofa nla rẹ ati olusọdipúpọ gbigba kekere ni ibiti o han ati infurarẹẹdi, awọn ions Tb3+ ti di lilo awọn ions aye toje ni awọn gilaasi opiti magneto.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Ni opin ọrundun 20th, pẹlu jinlẹ lemọlemọ ti Iyika imọ-ẹrọ agbaye, awọn ohun elo ohun elo aye toje tuntun ti n farahan ni iyara.Ni ọdun 1984, Ile-ẹkọ giga ti Ipinle Iowa, Ile-iṣẹ Ames ti Ẹka Agbara AMẸRIKA, ati Ile-iṣẹ Iwadi Awọn ohun ija Oju-ọga Ọgagun AMẸRIKA (lati ọdọ eyiti oṣiṣẹ akọkọ ti Edge Technology Corporation ti ipilẹṣẹ nigbamii (ET REMA) ti wa) ṣe ifowosowopo lati ṣe agbekalẹ toje tuntun kan. ohun elo ti oye ile, eyun terbium dysprosium ferromagnetic ohun elo magnetostrictive.Ohun elo ọlọgbọn tuntun yii ni awọn abuda ti o dara julọ ti iyipada agbara itanna ni iyara sinu agbara ẹrọ.Awọn transducers labẹ omi ati elekitiro-acoustic ti a ṣe ti ohun elo magnetostrictive nla yii ni a ti tunto ni ifijišẹ ni awọn ohun elo ọkọ oju omi, awọn agbohunsoke wiwa daradara epo, ariwo ati awọn eto iṣakoso gbigbọn, ati iṣawari okun ati awọn eto ibaraẹnisọrọ ipamo.Nitorinaa, ni kete ti a ti bi ohun elo terbium dysprosium iron omiran magnetostrictive, o gba akiyesi ibigbogbo lati awọn orilẹ-ede ti iṣelọpọ ni ayika agbaye.Awọn imọ-ẹrọ Edge ni Amẹrika bẹrẹ iṣelọpọ terbium dysprosium iron omiran magnetostrictive awọn ohun elo ni 1989 o si sọ wọn ni Terfenol D. Lẹhinna, Sweden, Japan, Russia, United Kingdom, ati Australia tun ṣe agbekalẹ awọn ohun elo terbium dysprosium iron omiran magnetostrictive.
Lati itan-akọọlẹ ti idagbasoke ohun elo yii ni Amẹrika, mejeeji kiikan ti ohun elo ati awọn ohun elo monopolistic akọkọ rẹ ni ibatan taara si ile-iṣẹ ologun (gẹgẹbi ọgagun omi).Botilẹjẹpe ologun ati awọn apa aabo ti Ilu China n mu oye wọn pọ si nipa ohun elo yii.Bibẹẹkọ, pẹlu imudara pataki ti agbara orilẹ-ede China ni kikun, ibeere fun iyọrisi ete ifigagbaga ologun ti ọrundun 21st ati ilọsiwaju awọn ipele ohun elo yoo dajudaju jẹ iyara pupọ.Nitorinaa, lilo kaakiri ti terbium dysprosium iron omiran awọn ohun elo magnetostrictive nipasẹ ologun ati awọn apa aabo ti orilẹ-ede yoo jẹ iwulo itan.
Ni soki, awọn ọpọlọpọ awọn tayọ-ini titerbiumjẹ ki o jẹ ọmọ ẹgbẹ ti ko ṣe pataki ti ọpọlọpọ awọn ohun elo iṣẹ-ṣiṣe ati ipo ti ko ṣee ṣe ni diẹ ninu awọn aaye ohun elo.Bibẹẹkọ, nitori idiyele giga ti terbium, awọn eniyan ti nkọ bi o ṣe le yago fun ati dinku lilo terbium lati dinku awọn idiyele iṣelọpọ.Fun apẹẹrẹ, toje aiye magneto-optical ohun elo yẹ ki o tun lo kekere-iye owo dysprosium iron koluboti tabi gadolinium terbium koluboti bi o ti ṣee;Gbiyanju lati dinku akoonu ti terbium ninu alawọ Fuluorisenti lulú ti o gbọdọ ṣee lo.Iye owo ti di ifosiwewe pataki ti o ni ihamọ lilo ibigbogbo ti terbium.Ṣugbọn ọpọlọpọ awọn ohun elo iṣẹ ko le ṣe laisi rẹ, nitorinaa a ni lati faramọ ilana ti “lilo irin to dara lori abẹfẹlẹ” ati gbiyanju lati fipamọ lilo terbium bi o ti ṣee ṣe.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-07-2023