Mga elemento sa talagsaon nga yutagikinahanglan alang sa pagpalambo sa high-tech sama sa bag-ong enerhiya ug mga materyales, ug adunay halapad nga aplikasyon nga bili sa mga natad sama sa aerospace, nasudnong depensa, ug industriya sa militar. Ang mga resulta sa modernong pakiggubat nagpakita nga ang talagsaong mga hinagiban sa yuta nagdominar sa natad sa panggubatan, ang talagsaong mga bentaha sa teknolohiya sa yuta nagrepresentar sa mga bentaha sa teknolohiya sa militar, ug gigarantiyahan ang pagbaton sa mga kahinguhaan. Busa, ang mga talagsaon nga yuta nahimo usab nga estratehikong mga kapanguhaan nga ang mga dagkong ekonomiya sa tibuuk kalibutan nakigkompetensya, ug ang panguna nga mga estratehiya sa hilaw nga materyal sama sa mga talagsaon nga yuta kanunay nga naa sa nasudnon nga mga estratehiya. Ang Europe, Japan, Estados Unidos ug uban pang mga nasud ug rehiyon naghatag og dugang nga pagtagad sa mga importanteng materyales sama sa talagsaon nga yuta. Niadtong 2008, ang talagsaon nga mga materyales sa yuta gilista isip "key materials nga estratehiya" sa Departamento sa Enerhiya sa Estados Unidos; Sa sinugdanan sa 2010, gipahibalo sa European Union ang pagtukod sa usa ka estratehikong reserba sa mga talagsaon nga yuta; Sa 2007, ang Japanese Ministry of Education, Culture, Science and Technology, ingon man ang Ministry of Economy, Industry and Technology, nagsugyot na sa "Element Strategy Plan" ug ang "Rare Metal Alternative Materials" nga plano. Naghimo sila og padayon nga mga lakang ug mga palisiya sa mga reserba sa kahinguhaan, pag-uswag sa teknolohiya, pag-angkon sa kahinguhaan, ug pagpangita sa mga alternatibong materyales. Sugod niining artikuloha, ipaila sa editor sa detalye ang importante ug gani kinahanglanon nga mga misyon sa pag-uswag sa kasaysayan ug mga tahas niining talagsaon nga mga elemento sa yuta.
Terbium nahisakop sa kategorya nga bug-at nga talagsaon nga yuta, nga adunay gamay nga kadagaya sa crust sa Yuta sa 1.1 ppm lamang.Terbium oxidenagkantidad ug ubos sa 0.01% sa kinatibuk-ang talagsaon nga yuta. Bisan sa taas nga tipo sa yttrium ion nga bug-at nga rare earth ore nga adunay labing taas nga sulud sa terbium, ang sulud sa terbium nag-asoy lamang sa 1.1-1.2% sa kinatibuk-an nga talagsaon nga yuta, nga nagpakita nga kini nahisakop sa "halangdon" nga kategorya sa mga talagsaon nga elemento sa yuta. Ang Terbium usa ka pilak nga gray nga metal nga adunay ductility ug medyo humok nga texture, nga mahimong putlon nga bukas gamit ang kutsilyo; Pagkatunaw punto 1360 ℃, Nagabukal punto 3123 ℃, Densidad 8229 4kg/m3. Sulod sa kapin sa 100 ka tuig sukad sa pagkadiskobre sa terbium niadtong 1843, ang kanihit ug bili niini nakapugong sa praktikal nga paggamit niini sa dugay nga panahon. Sa miaging 30 ka tuig lamang nga ang terbium nagpakita sa iyang talagsaon nga talento.
Ang Pagkaplag sa Terbium
Sa samang panahon sa dihanglanthanumnadiskobrehan, gisusi ni Karl G. Mosander sa Sweden ang unang nadiskobrehanyttriumug nagpatik ug usa ka taho niadtong 1842, nga nagpatin-aw nga ang unang nadiskobrehan nga yttrium nga yuta dili usa ka elemental oxide, kondili usa ka oxide sa tulo ka elemento. Niadtong 1843, nadiskobrehan ni Mossander ang elementong terbium pinaagi sa iyang panukiduki sa yttrium nga yuta. Gihinganlan pa niya ang usa kanila nga yttrium nga yuta ug usa niinierbium oxide. Hangtud sa 1877 nga kini opisyal nga ginganlan nga terbium, nga adunay simbolo sa elemento nga Tb. Ang pagngalan niini naggikan sa samang tinubdan sa yttrium, nga naggikan sa balangay sa Ytterby duol sa Stockholm, Sweden, diin unang nadiskobrehan ang yttrium ore. Ang pagkadiskobre sa terbium ug laing duha ka elemento, lanthanum ug erbium, nagbukas sa ikaduhang pultahan sa pagkadiskobre sa talagsaong mga elemento sa yuta, nga nagtimaan sa ikaduhang yugto sa ilang pagkadiskobre. Kini unang giputli ni G. Urban niadtong 1905.
Mossander
Paggamit sa terbium
Ang aplikasyon saterbiumkasagaran naglakip sa high-tech nga mga natad, nga mao ang teknolohiya intensive ug kahibalo intensive cutting-edge nga mga proyekto, ingon man usab sa mga proyekto uban sa mahinungdanon nga ekonomikanhong mga benepisyo, uban sa madanihon nga kalamboan prospects. Ang nag-unang mga lugar sa aplikasyon naglakip sa: (1) gigamit sa porma sa sinagol nga talagsaon nga yuta. Pananglitan, kini gigamit ingon nga usa ka talagsaon nga yuta compound nga abono ug feed additive alang sa agrikultura. (2) Activator alang sa green nga powder sa tulo ka nag-unang fluorescent powders. Ang modernong optoelectronic nga mga materyales nagkinahanglan sa paggamit sa tulo ka sukaranang mga kolor sa phosphors, nga mao ang pula, berde, ug asul, nga mahimong gamiton sa pag-synthesize sa lain-laing mga kolor. Ug ang terbium usa ka kinahanglanon nga sangkap sa daghang mga de-kalidad nga berde nga fluorescent powder. (3) Gigamit isip magneto optical storage material. Ang amorphous metal terbium transition metal alloy thin films gigamit sa paghimo og high-performance magneto optical discs. (4) Paggama og magneto optical nga bildo. Ang Faraday rotatory glass nga adunay terbium usa ka yawe nga materyal alang sa paghimo sa mga rotator, isolator, ug circulators sa teknolohiya sa laser. (5) Ang pagpalambo ug pagpalambo sa terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) nagbukas sa bag-ong mga aplikasyon alang sa terbium.
Alang sa agrikultura ug pag-atiman sa hayop
Talagsa ra nga yuta terbiummakapauswag sa kalidad sa mga pananom ug makapataas sa gikusgon sa photosynthesis sulod sa usa ka gilay-on nga konsentrasyon. Ang mga complex sa terbium adunay taas nga biolohikal nga kalihokan, ug ang mga ternary complex sa terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, adunay maayo nga antibacterial ug bactericidal nga epekto sa Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, ug Escherichia coli, nga adunay lapad nga spectrum antibacterial. kabtangan. Ang pagtuon sa kini nga mga komplikado naghatag usa ka bag-ong direksyon sa panukiduki alang sa mga modernong bactericidal nga tambal.
Gigamit sa natad sa luminescence
Ang modernong optoelectronic nga mga materyales nagkinahanglan sa paggamit sa tulo ka sukaranang mga kolor sa phosphors, nga mao ang pula, berde, ug asul, nga mahimong gamiton sa pag-synthesize sa lain-laing mga kolor. Ug ang terbium usa ka kinahanglanon nga sangkap sa daghang mga de-kalidad nga berde nga fluorescent powder. Kung ang pagkahimugso sa talagsaon nga yuta nga kolor sa TV nga pula nga fluorescent powder nakapukaw sa panginahanglan alang sa yttrium ug europium, nan ang aplikasyon ug pagpalambo sa terbium gipasiugdahan sa talagsaong yuta tulo ka nag-unang kolor nga berde nga fluorescent powder alang sa mga lampara. Sa sayong bahin sa 1980s, giimbento ni Philips ang labing una nga compact nga makadaginot nga enerhiya nga fluorescent lamp sa kalibutan ug dali nga gipasiugda kini sa tibuuk kalibutan. Ang Tb3+ ions makapagawas ug berdeng kahayag nga adunay wavelength nga 545nm, ug halos tanang talagsaon nga yuta nga green fluorescent powder naggamit sa terbium isip activator.
Ang berde nga fluorescent powder nga gigamit alang sa kolor nga TV cathode ray tubes (CRTs) kanunay nga nag-una nga gibase sa barato ug episyente nga zinc sulfide, apan ang terbium powder kanunay nga gigamit ingon projection color TV green powder, sama sa Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, ug LaOBr: Tb3+. Uban sa pag-uswag sa dako nga screen nga high-definition nga telebisyon (HDTV), ang high-performance green nga fluorescent powder alang sa mga CRT gipalambo usab. Pananglitan, ang hybrid green nga fluorescent powder naugmad sa gawas sa nasud, nga gilangkuban sa Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, ug Y2SiO5: Tb3+, nga adunay maayo kaayong luminescence efficiency sa high current density.
Ang tradisyonal nga X-ray fluorescent powder mao ang calcium tungstate. Sa 1970s ug 1980s, ang talagsaon nga earth fluorescent powders para sa sensitization screens naugmad, sama sa terbium activated lanthanum sulfide oxide, terbium activated lanthanum bromide oxide (para sa green screens), ug terbium activated yttrium sulfide oxide. Kung itandi sa calcium tungstate, ang talagsaon nga yuta nga fluorescent powder makapakunhod sa oras sa X-ray irradiation alang sa mga pasyente sa 80%, makapauswag sa resolusyon sa X-ray nga mga pelikula, makapalugway sa kinabuhi sa X-ray tubes, ug makapakunhod sa konsumo sa enerhiya. Ang Terbium gigamit usab isip fluorescent powder activator alang sa medikal nga X-ray enhancement screens, nga makapauswag pag-ayo sa pagkasensitibo sa X-ray conversion ngadto sa optical nga mga hulagway, pagpalambo sa katin-aw sa X-ray nga mga pelikula, ug sa hilabihan nga pagkunhod sa exposure dosis sa X- silaw sa lawas sa tawo (labaw sa 50%).
Terbiumgigamit usab ingon usa ka activator sa puti nga LED phosphor nga nahinam sa asul nga kahayag alang sa bag-ong semiconductor nga suga. Mahimo kining gamiton sa pagprodyus og terbium aluminum magneto optical crystal phosphors, gamit ang blue light emitting diodes isip excitation light sources, ug ang namugna nga fluorescence gisagol sa excitation light aron makagama og purong puti nga kahayag.
Ang mga electroluminescent nga materyales nga gihimo gikan sa terbium nag-una naglakip sa zinc sulfide green fluorescent powder nga adunay terbium isip activator. Ubos sa ultraviolet irradiation, ang mga organikong complex sa terbium makapagawas sa lig-on nga berdeng fluorescence ug mahimong gamiton isip manipis nga film electroluminescent nga mga materyales. Bisan kung ang hinungdanon nga pag-uswag nahimo sa pagtuon sa talagsaon nga yuta nga organikong komplikado nga electroluminescent nga manipis nga mga pelikula, adunay usa ka piho nga gintang gikan sa pagkapraktikal, ug ang panukiduki bahin sa talagsaon nga yuta nga organikong komplikado nga electroluminescent nga manipis nga mga pelikula ug mga aparato anaa pa sa giladmon.
Ang mga kinaiya sa fluorescence sa terbium gigamit usab isip fluorescence probes. Ang interaksyon tali sa ofloxacin terbium (Tb3+) complex ug deoxyribonucleic acid (DNA) gitun-an gamit ang fluorescence ug absorption spectra, sama sa fluorescence probe sa ofloxacin terbium (Tb3+). Gipakita sa mga resulta nga ang ofloxacin Tb3+probe mahimong magporma ug groove binding sa mga molekula sa DNA, ug ang deoxyribonucleic acid makapausbaw pag-ayo sa fluorescence sa ofloxacin Tb3+ system. Base niini nga kausaban, ang deoxyribonucleic acid mahimong matino.
Alang sa magneto optical nga mga materyales
Ang mga materyales nga adunay epekto sa Faraday, nailhan usab nga magneto-optical nga mga materyales, kaylap nga gigamit sa mga laser ug uban pang mga optical device. Adunay duha ka komon nga matang sa magneto optical nga mga materyales: magneto optical kristal ug magneto optical bildo. Lakip kanila, ang magneto-optical nga mga kristal (sama sa yttrium iron garnet ug terbium gallium garnet) adunay mga bentaha sa adjustable operating frequency ug taas nga thermal stability, apan kini mahal ug lisud sa paghimo. Dugang pa, daghang mga kristal nga magneto-optical nga adunay taas nga mga anggulo sa rotation sa Faraday adunay taas nga pagsuyup sa mubo nga hanay sa balud, nga naglimite sa ilang paggamit. Kung itandi sa magneto optical nga mga kristal, ang magneto optical nga bildo adunay bentaha sa taas nga transmittance ug dali nga mahimo nga dagkong mga bloke o mga lanot. Sa pagkakaron, ang magneto-optical nga baso nga adunay taas nga epekto sa Faraday kay kasagaran talagsaon nga earth ion doped glasses.
Gigamit alang sa magneto optical storage nga mga materyales
Sa bag-ohay nga mga tuig, sa paspas nga pag-uswag sa multimedia ug automation sa opisina, ang panginahanglan alang sa bag-ong mga high-capacity nga magnetic disc nagkadako. Ang amorphous metal terbium transition metal alloy thin films gigamit sa paghimo og high-performance magneto optical discs. Lakip kanila, ang TbFeCo alloy thin film adunay labing maayo nga performance. Ang mga materyales nga magneto-optical nga nakabase sa Terbium gihimo sa usa ka dako nga sukod, ug ang mga magneto-optical disc nga gihimo gikan niini gigamit ingon nga mga sangkap sa pagtipig sa kompyuter, nga adunay kapasidad sa pagtipig nga nadugangan sa 10-15 ka beses. Adunay sila mga bentaha sa dako nga kapasidad ug paspas nga pag-access nga tulin, ug mahimong mapapas ug adunay sapaw sa libu-libong beses kung gigamit alang sa mga high-density optical disc. Importante sila nga mga materyales sa teknolohiya sa pagtipig sa impormasyon sa elektroniko. Ang labing kasagarang gigamit nga magneto-optical nga materyal sa makita ug duol-infrared nga mga banda mao ang Terbium Gallium Garnet (TGG) single nga kristal, nga mao ang labing maayo nga magneto-optical nga materyal alang sa paghimo sa Faraday rotators ug isolators.
Alang sa magneto optical glass
Ang Faraday magneto optical glass adunay maayo nga transparency ug isotropy sa makita ug infrared nga mga rehiyon, ug mahimong maporma ang nagkalain-laing komplikadong mga porma. Sayon ang paghimo og dagkong mga produkto ug mahimong madala sa optical fibers. Busa, kini adunay halapad nga mga prospect sa aplikasyon sa magneto optical nga mga himan sama sa magneto optical isolators, magneto optical modulators, ug fiber optic kasamtangan nga sensors. Tungod sa dako nga magnetic moment ug gamay nga absorption coefficient sa makita ug infrared range, ang Tb3+ ions nahimong kasagarang gigamit nga rare earth ions sa magneto optical glasses.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Sa katapusan sa ika-20 nga siglo, uban sa padayon nga paglalom sa kalibutan nga teknolohikal nga rebolusyon, bag-o nga talagsaon nga yuta aplikasyon nga mga materyales paspas nga mitumaw. Niadtong 1984, ang Iowa State University, ang Ames Laboratory sa US Department of Energy, ug ang US Navy Surface Weapons Research Center (diin ang mga nag-unang personahe sa ulahi nga natukod nga Edge Technology Corporation (ET REMA) nagtinabangay sa paghimo og usa ka bag-ong talagsaon. intelihenteng materyal sa yuta, nga mao ang terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive nga materyal. Kining bag-o nga intelihente nga materyal adunay maayo kaayo nga mga kinaiya sa dali nga pagbag-o sa elektrikal nga enerhiya ngadto sa mekanikal nga enerhiya. Ang underwater ug electro-acoustic transducers nga hinimo niining higanteng magnetostrictive nga materyal malampusong na-configure sa naval equipment, oil well detection speakers, noise and vibration control systems, ug ocean exploration ug underground communication systems. Busa, sa diha nga ang terbium dysprosium puthaw higante magnetostrictive materyal nga natawo, kini nakadawat kaylap nga pagtagad gikan sa industriyalisadong mga nasud sa tibuok kalibutan. Ang Edge Technologies sa Estados Unidos nagsugod sa pagprodyus og terbium dysprosium iron giant magnetostrictive nga mga materyales niadtong 1989 ug gihinganlan kini og Terfenol D. Human niana, ang Sweden, Japan, Russia, United Kingdom, ug Australia nakahimo usab og terbium dysprosium iron giant magnetostrictive nga mga materyales.
Gikan sa kasaysayan sa pag-uswag niini nga materyal sa Estados Unidos, ang pag-imbento sa materyal ug ang una nga monopolistikong aplikasyon niini direktang may kalabutan sa industriya sa militar (sama sa navy). Bisan tuod ang mga departamento sa militar ug depensa sa China anam-anam nga nagpalig-on sa ilang pagsabot niini nga materyal. Bisan pa, uban ang hinungdanon nga pagpauswag sa komprehensibo nga nasudnon nga kusog sa China, ang panginahanglan alang sa pagkab-ot sa usa ka ika-21 nga siglo nga estratehiya sa kompetisyon sa militar ug pagpaayo sa lebel sa kagamitan siguradong dinalian kaayo. Busa, ang kaylap nga paggamit sa terbium dysprosium iron giant magnetostrictive nga mga materyales sa mga departamento sa militar ug nasudnong depensa mahimong usa ka kinahanglanon sa kasaysayan.
Sa laktud, ang daghang maayo kaayo nga mga kabtangan saterbiumhimoa kini nga usa ka kinahanglanon nga miyembro sa daghang mga magamit nga materyales ug usa ka dili mapulihan nga posisyon sa pipila nga mga natad sa aplikasyon. Bisan pa, tungod sa taas nga presyo sa terbium, ang mga tawo nagtuon kung unsaon paglikay ug pagminus sa paggamit sa terbium aron makunhuran ang gasto sa produksiyon. Pananglitan, ang talagsaon nga yuta nga magneto-optical nga mga materyales kinahanglan usab nga mogamit sa ubos nga gasto nga dysprosium iron cobalt o gadolinium terbium cobalt kutob sa mahimo; Sulayi nga makunhuran ang sulud sa terbium sa berde nga fluorescent powder nga kinahanglan gamiton. Ang presyo nahimong importanteng butang nga nagpugong sa kaylap nga paggamit sa terbium. Apan daghang mga gamit nga magamit ang dili mahimo kung wala kini, mao nga kinahanglan naton nga sundon ang prinsipyo sa "paggamit sa maayo nga asero sa sulud" ug pagsulay sa pagluwas sa paggamit sa terbium kutob sa mahimo.
Oras sa pag-post: Ago-07-2023