Maloftaj Teraj Elementojestas nemalhaveblaj por la disvolviĝo de altteknologio kiel novaj energioj kaj materialoj, kaj havas larĝan aplikan valoron en kampoj kiel aerspaco, nacia defendo kaj milita industrio. La rezultoj de moderna militado indikas, ke maloftaj teraj armiloj regas la batalkampon, maloftaj teraj teknologiaj avantaĝoj reprezentas militajn teknologiajn avantaĝojn, kaj havi rimedojn estas garantiitaj. Tial maloftaj teroj ankaŭ fariĝis strategiaj rimedoj, kiujn konkurencas gravaj ekonomioj tra la mondo, kaj ŝlosilaj krudmateriaj strategioj kiel maloftaj teroj ofte altiĝas al naciaj strategioj. Eŭropo, Japanio, Usono kaj aliaj landoj kaj regionoj atentas pli al ŝlosilaj materialoj kiel malofta tero. En 2008, maloftaj teraj materialoj estis listigitaj kiel "Ŝlosilaj Materialoj -Strategio" de la Usona Departemento pri Energio; Komence de 2010, Eŭropa Unio anoncis la starigon de strategia rezervo de raraj teroj; En 2007, la Japana Ministerio pri Edukado, Kulturo, Scienco kaj Teknologio, same kiel la Ministerio pri Ekonomio, Industrio kaj Teknologio, jam proponis la planon "Elementa Strategia Plano" kaj la "Malofta Metala Alternativa Materialo". Ili prenis kontinuajn mezurojn kaj politikojn en rimedaj rezervoj, teknologia progreso, akiro de rimedoj kaj serĉado de alternativaj materialoj. Komencante de ĉi tiu artikolo, la redaktoro enkondukos detale la gravajn kaj eĉ nemalhaveblajn historiajn disvolvajn misiojn kaj rolojn de ĉi tiuj maloftaj teraj elementoj.
Terbio Apartenas al la kategorio de pezaj raraj teroj, kun malalta abundo en la tera ŝelo je nur 1,1 ppm.Terbia rustorespondecas pri malpli ol 0,01% de la totalaj maloftaj teroj. Eĉ en la alta furora jona tipo peza malofta erco kun la plej alta enhavo de terbio, la terbia enhavo nur respondecas pri 1,1-1,2% de la tuta malofta tero, indikante ke ĝi apartenas al la "nobla" kategorio de raraj teraj elementoj. Terbio estas arĝenta griza metalo kun ductileco kaj relative mola teksturo, kiu povas esti malfermita per tranĉilo; Fandpunkto 1360 ℃, bolanta punkto 3123 ℃, denseco 8229 4kg/m3. Dum pli ol 100 jaroj de la malkovro de terbio en 1843, ĝia malabundeco kaj valoro malhelpis ĝian praktikan aplikon dum longa tempo. Nur en la pasintaj 30 jaroj Terbium montris sian unikan talenton.
La malkovro de terbio
Dum la sama periodo kiamLanthanumestis malkovrita, Karl G. Mosander de Svedio analizis la komence malkovritanYttriumkaj publikigis raporton en 1842, klarigante, ke la komence malkovrita yttrium -tero ne estis ununura elementa rusto, sed rusto de tri elementoj. En 1843, Mossander malkovris la elementon terbio per sia esplorado pri yttrium -tero. Li ankoraŭ nomis unu el ili yttrium -tero kaj unu el iliErbium -rusto. Ĝi ne estis ĝis 1877, ke ĝi estis oficiale nomata Terbium, kun la elementa simbolo TB. Ĝia nomado devenas de la sama fonto kiel yttrium, devenanta de la vilaĝo Ytterby proksime de Stokholmo, Svedio, kie unue estis malkovrita yttrium -erco. La malkovro de terbio kaj du aliaj elementoj, Lanthanum kaj Erbium, malfermis la duan pordon al la malkovro de raraj teraj elementoj, markante la duan etapon de ilia malkovro. Ĝi unue estis purigita de G. Urban en 1905.
Mossander
Apliko de terbio
La apliko deterbioPlejparte implikas altteknologiajn kampojn, kiuj estas teknologiaj intensaj kaj sciaj intensaj plej avantaĝaj projektoj, same kiel projektoj kun signifaj ekonomiaj avantaĝoj, kun allogaj disvolvaj perspektivoj. La ĉefaj aplikaj areoj inkluzivas: (1) esti uzata en la formo de miksitaj raraj teroj. Ekzemple, ĝi estas uzata kiel malofta tera kompona sterko kaj nutrado aldonaĵo por agrikulturo. (2) Aktivigilo por verda pulvoro en tri primaraj fluoreskaj pulvoroj. Modernaj optoelektronikaj materialoj postulas uzon de tri bazaj koloroj de fosforoj, nome ruĝa, verda kaj blua, uzebla por sintezi diversajn kolorojn. Kaj terbio estas nemalhavebla komponento en multaj altkvalitaj verdaj fluoreskaj pulvoroj. (3) uzata kiel magneto -optika stokado. Amorfaj metalaj terbiaj transiraj metalaj alojo maldikaj filmoj estis uzataj por fabriki alt-rendimentajn magneto-optikajn diskojn. (4) Fabrikado de Magneto -Optika Vitro. Faraday -rotacia vitro enhavanta terbion estas ŝlosila materialo por fabrikado de rotatoroj, izoliloj kaj cirkuliloj en lasera teknologio. (5) La disvolviĝo kaj disvolviĝo de terbomagnetostrika alojo (terfenol) malfermis novajn aplikojn por terbio.
Por agrikulturo kaj bestobredado
Malofta Tera Terbiopovas plibonigi la kvaliton de kultivaĵoj kaj pliigi la ritmon de fotosintezo ene de certa koncentriĝo. La kompleksoj de terbio havas altan biologian aktivecon, kaj la ternariaj kompleksoj de terbio, TB (Ala) 3benim (CLO4) 3-3H2O, havas bonajn antibacteriajn kaj baktericidajn efikojn sur Staphylococcus aureus, Bacillus-subtilis kaj Escherichia coli, kun larĝ-spektumaj antibakoj. La studo de ĉi tiuj kompleksoj provizas novan esploran direkton por modernaj baktericidaj drogoj.
Uzata en la kampo de luminesko
Modernaj optoelektronikaj materialoj postulas uzon de tri bazaj koloroj de fosforoj, nome ruĝa, verda kaj blua, uzebla por sintezi diversajn kolorojn. Kaj terbio estas nemalhavebla komponento en multaj altkvalitaj verdaj fluoreskaj pulvoroj. Se la naskiĝo de rara tero -kolora televida ruĝa fluoreska pulvoro stimulis la postulon pri yttrium kaj eŭropio, tiam la apliko kaj disvolviĝo de terbio estis antaŭenigitaj de rara tero tri primara koloro verda fluoreska pulvoro por lampoj. En la fruaj 1980-aj jaroj, Philips inventis la unuan kompaktan ŝparan fluoreskan lampon de la mondo kaj rapide antaŭenigis ĝin tutmonde. TB3+jonoj povas elsendi verdan lumon kun ondolongo de 545nm, kaj preskaŭ ĉiuj raraj verdaj fluoreskaj pulvoroj uzas terbion kiel aktivigilon.
La verda fluoreska pulvoro uzita por koloraj televidaj katodaj radiaj tuboj (CRToj) ĉiam baziĝis ĉefe sur malmultekosta kaj efika zinka sulfido, sed terbio -pulvoro ĉiam estis uzata kiel projekcia kolora televido verda pulvoro, kiel Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, kaj LAOB3: TB3: TB3+, kaj LaOb3. Kun la disvolviĝo de granda ekrano altdifina televido (HDTV), ankaŭ altfrekvencaj verdaj fluoreskaj pulvoroj por CRToj ankaŭ disvolviĝas. Ekzemple, hibrida verda fluoreska pulvoro disvolviĝis eksterlande, konsistanta el Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LaOCL: TB3+, kaj Y2SIO5: TB3+, kiuj havas bonegan luminescenan efikecon ĉe alta kurento.
La tradicia X-radia fluoreska pulvoro estas kalcia tungstato. En la 1970 -aj kaj 1980 -aj jaroj, raraj teraj fluoreskaj pulvoroj por sentivigaj ekranoj estis evoluigitaj, kiel terbio aktivigita lantana sulfida rusto, terbio aktivigita lanthanum bromida rusto (por verdaj ekranoj), kaj terbio aktivigita yttrium -sulfida rusto. Kompare kun kalcia tungstato, rara tera fluoreska pulvoro povas redukti la tempon de radiado de radioj por pacientoj je 80%, plibonigi la rezolucion de radiografiaj filmoj, plilongigi la vivdaŭron de radiografiaj tuboj kaj malpliigi energian konsumon. Terbio ankaŭ estas uzata kiel fluoreska pulvora aktivigilo por medicinaj radiografiaj plibonigaj ekranoj, kiuj povas multe plibonigi la sentivecon de X-radia konvertiĝo en optikajn bildojn, plibonigi la klarecon de radiografiaj filmoj kaj multe redukti la eksponan dozon de X-radioj al la homa korpo (per pli ol 50%).
Terbioestas uzata ankaŭ kiel aktivigilo en la blanka LED -fosforo ekscitita de blua lumo por nova duonkondukta lumigado. Ĝi povas esti uzata por produkti terbajn aluminiajn magneto -optikajn kristalajn fosforojn, uzante diodojn de blua lumo kiel ekscitaj lumfontoj, kaj la generita fluoreskeco miksiĝas kun la ekscita lumo por produkti puran blankan lumon.
La elektroluminescentaj materialoj faritaj el terbio plejparte inkluzivas zinkan sulfidan verdan fluoreskan pulvoron kun terbio kiel la aktivigilo. Sub ultraviola irradiado, organikaj kompleksoj de terbio povas elsendi fortan verdan fluoreskecon kaj povas esti uzataj kiel maldikaj filmaj elektroluminescentaj materialoj. Kvankam signifaj progresoj estis faritaj en la studo de raraj teraj organikaj kompleksaj elektroluminescentaj maldikaj filmoj, ekzistas ankoraŭ certa breĉo de praktikeco, kaj esplorado pri raraj organikaj kompleksaj kompleksaj elektroluminescentaj filmoj kaj aparatoj estas ankoraŭ en profundo.
La fluoreskaj trajtoj de terbio ankaŭ estas uzataj kiel fluoreskaj sondoj. La interagado inter ofloxacina terbio (TB3+) komplekso kaj deoxiribonuklea acido (DNA) estis studita uzante fluoreskajn kaj absorbajn spektrojn, kiel la fluoreska sondilo de ofloxacina terbio (TB3+). La rezultoj montris, ke la ofloxacina TB3+sondilo povas formi fendon ligantan kun DNA -molekuloj, kaj deoxribonuklea acido povas signife plibonigi la fluoreskecon de la ofloxacina TB3+sistemo. Surbaze de ĉi tiu ŝanĝo, deoxiribonuklea acido povas esti determinita.
Por magneto -optikaj materialoj
Materialoj kun Faraday-efiko, ankaŭ nomataj magneto-optikaj materialoj, estas vaste uzataj en laseroj kaj aliaj optikaj aparatoj. Ekzistas du oftaj specoj de magneto -optikaj materialoj: magneto -optikaj kristaloj kaj magneto -optika vitro. Inter ili, magneto-optikaj kristaloj (kiel ekzemple fera granato kaj terbia galio-granato) havas la avantaĝojn de alĝustigebla funkcia frekvenco kaj alta termika stabileco, sed ili estas multekostaj kaj malfacile fabrikeblaj. Krome, multaj magneto-optikaj kristaloj kun altaj Faraday-rotaciaj anguloj havas altan absorbadon en la mallonga ondo-gamo, kio limigas ilian uzon. Kompare kun magneto -optikaj kristaloj, magneto -optika vitro havas la avantaĝon de alta transdono kaj facile fariĝas en grandaj blokoj aŭ fibroj. Nuntempe, magneto-optikaj okulvitroj kun alta Faraday-efiko estas ĉefe raraj teraj jonoj dopitaj okulvitroj.
Uzita por Magneto -Optikaj Stokaj Materialoj
En la lastaj jaroj, kun la rapida disvolviĝo de plurmedia kaj oficeja aŭtomatigo, la postulo je novaj altkapacitaj magnetaj diskoj pliiĝis. Amorfaj metalaj terbiaj transiraj metalaj alojo maldikaj filmoj estis uzataj por fabriki alt-rendimentajn magneto-optikajn diskojn. Inter ili, la maldika filmo de TBFECO -alojo havas la plej bonan agadon. Terbium-bazitaj magneto-optikaj materialoj estis produktitaj grandskale, kaj magneto-optikaj diskoj faritaj el ili estas uzataj kiel komputilaj stokaj komponentoj, kun stokada kapacito pliigita 10-15 fojojn. Ili havas la avantaĝojn de granda kapablo kaj rapida alira rapideco, kaj povas esti forviŝitaj kaj tegitaj dekoj da miloj da fojoj kiam uzataj por alt-densecaj optikaj diskoj. Ili estas gravaj materialoj en elektronika informa stokado -teknologio. La plej ofte uzata magneto-optika materialo en la videblaj kaj preskaŭ-infraruĝaj bandoj estas ununura kristalo Terbium Gallium Garnet (TGG), kiu estas la plej bona magneto-optika materialo por fabrikado de Faraday-rotatoroj kaj izoliloj.
Por magneto -optika vitro
Faraday Magneto -optika vitro havas bonan travideblecon kaj izotropion en la videblaj kaj infraruĝaj regionoj, kaj povas formi diversajn kompleksajn formojn. Facilas produkti grandskalajn produktojn kaj povas esti tirita en optikajn fibrojn. Tial ĝi havas larĝajn aplikajn perspektivojn en magneto -optikaj aparatoj kiel magneto -optikaj izoliloj, magneto -optikaj modulatoroj kaj fibraj optikaj aktualaj sensiloj. Pro ĝia granda magneta momento kaj malgranda absorba koeficiento en la videbla kaj infraruĝa gamo, TB3+jonoj fariĝis ofte uzataj raraj teraj jonoj en magneto -optikaj okulvitroj.
Terbio disprosium ferromagnetostrictive alojo
Fine de la 20a jarcento, kun la kontinua profundigo de la Monda Teknologia Revolucio, novaj raraj teraj aplikaj materialoj rapide aperis. En 1984, Iowa State University, la Ames Laboratorio de la Usona Departemento pri Energio, kaj la Usona Mararmeo Surfaca Armilo -Esplora Centro (de kiu venis la ĉefa dungitaro de la posta establita Edge Technology Corporation (ET REST) kunlaboris por disvolvi novan raran teran inteligentan materialon, nome terbium -disprosium -ferromagnetan magnetotokostran materialon. Ĉi tiu nova inteligenta materialo havas bonegajn trajtojn de rapide konverti elektran energion en mekanikan energion. La subakvaj kaj elektro-akustikaj transduktiloj faritaj el ĉi tiu giganta magnetostrika materialo estis sukcese agorditaj en ŝipaj ekipaĵoj, parolantoj de oleo-puto, parolantoj de bruo kaj vibro kaj esplorado de oceano kaj subteraj komunikaj sistemoj. Sekve, tuj kiam la magnetostrika materialo de Terbium -disprosium -fero naskiĝis, ĝi ricevis ĝeneraligitan atenton de industriigitaj landoj tra la mondo. Edge Technologies en Usono komencis produkti magnetostriktajn materialojn de terbio disprosium en 1989 kaj nomis ilin Terfenol D. Poste, Svedio, Japanio, Rusio, Britio, kaj Aŭstralio ankaŭ disvolvis terbajn disprosium -gigantajn magnetostrikajn materialojn.
El la historio de la disvolviĝo de ĉi tiu materialo en Usono, ambaŭ la invento de la materialo kaj ĝiaj fruaj monopolismaj aplikoj estas rekte rilataj al la milita industrio (kiel la Mararmeo). Kvankam la militaj kaj defendaj fakoj de Ĉinio iom post iom fortigas sian komprenon pri ĉi tiu materialo. Tamen, kun la signifa plibonigo de la ampleksa nacia forto de Ĉinio, la postulo atingi 21 -jarcentan militan konkurencan strategion kaj plibonigi ekipajn nivelojn sendube estos tre urĝa. Tial, la vasta uzo de terbium -disprosium fera giganto magnetostrikaj materialoj fare de militaj kaj naciaj defendaj fakoj estos historia neceso.
Mallonge, la multaj bonegaj ecoj deterbioFaru ĝin nemalhavebla membro de multaj funkciaj materialoj kaj neŝanĝebla pozicio en iuj aplikaj kampoj. Tamen pro la alta prezo de terbio, homoj studis kiel eviti kaj minimumigi la uzon de terbio por malpliigi produktokostojn. Ekzemple, raraj teraj magneto-optikaj materialoj ankaŭ devas uzi malmultekostan disprosiuman feron kobalton aŭ gadolinium-terbium-kobalton kiel eble plej multe; Provu redukti la enhavon de terbio en la verda fluoreska pulvoro, kiu devas esti uzata. Prezo fariĝis grava faktoro limiganta la ĝeneraligitan uzon de terbio. Sed multaj funkciaj materialoj ne povas malhavi ĝin, tial ni devas aliĝi al la principo de "uzi bonan ŝtalon sur la klingo" kaj provi ŝpari la uzon de terbio kiel eble plej multe.
Afiŝotempo: Aug-07-2023