Sjaldgæfar jarðþættireru ómissandi fyrir þróun hátækni eins og nýrrar orku og efna og hafa breitt notkunargildi á sviðum eins og geimferð, þjóðarvarnir og hernaðariðnað. Niðurstöður nútíma hernaðar benda til þess að sjaldgæf jarðvopn ráði á vígvellinum, sjaldgæfir jarðtæknilegir kostir tákni tækniforskot hernaðarlegra og er tryggt að hafa fjármagn. Þess vegna hafa sjaldgæfar jörð einnig orðið stefnumótandi úrræði sem helstu hagkerfi um allan heim keppa um og lykilhráefni eins og sjaldgæfar jörð rísa oft upp í innlendar áætlanir. Evrópa, Japan, Bandaríkin og önnur lönd og svæði taka meira eftir lykilefni eins og sjaldgæfri jörð. Árið 2008 voru sjaldgæfar jarðefni skráðar sem „lykilefnisstefna“ af orkumálaráðuneytinu; Í byrjun árs 2010 tilkynnti Evrópusambandið stofnun stefnumótandi varasjóðs sjaldgæfra jarðar; Árið 2007 hafði japanska menntamálaráðuneytið, menning, vísindi og tækni, svo og efnahagsráðuneytið, iðnaður og tækni, þegar lagt til „frumáætlun“ og „Rare Metal Alternative Materials“ áætlunin. Þeir hafa gripið til stöðugra ráðstafana og stefnur í auðlindarforða, tækniframförum, öflun auðlinda og leit að öðrum efnum. Byrjað er á þessari grein mun ritstjórinn kynna í smáatriðum mikilvæg og jafnvel ómissandi söguleg þróunarverkefni og hlutverk þessara sjaldgæfu jarðarþátta.
Terbium Tilheyrir flokknum þungra sjaldgæfra jarðar, með lítið gnægð í jarðskorpunni aðeins 1,1 ppm.Terbium oxíðeru minna en 0,01% af heildar sjaldgæfum jörðum. Jafnvel í háu Yttrium jónategundinni Heavy Rare Earth málmgrýti með hæsta innihald terbium, er terbium innihaldið aðeins 1,1-1,2% af heildar sjaldgæfu jörðinni, sem bendir til þess að það tilheyri „göfugu“ flokknum sjaldgæfra jarðarþátta. Terbium er silfurgrá málmur með sveigjanleika og tiltölulega mjúkri áferð, sem hægt er að skera opinn með hníf; Bráðningarpunktur 1360 ℃, suðumark 3123 ℃, þéttleiki 8229 4 kg/m3. Í yfir 100 ár síðan uppgötvun Terbium árið 1843 hefur skortur þess og gildi komið í veg fyrir hagnýta notkun þess í langan tíma. Það er aðeins undanfarin 30 ár sem Terbium hefur sýnt sinn einstaka hæfileika.
Uppgötvun Terbium
Á sama tímabili þegarLanthanumuppgötvaðist, Karl G. Mosander frá Svíþjóð greindi upphaflega uppgötvaðayttriumog birti skýrslu árið 1842 og skýrði að upphaflega uppgötvaði Yttrium Earth væri ekki eitt frumoxíð, heldur oxíð þriggja þátta. Árið 1843 uppgötvaði Mossander þáttinn Terbium með rannsóknum sínum á Yttrium Earth. Hann nefndi enn einn þeirra Yttrium Earth og einn þeirraErbium oxíð. Það var ekki fyrr en 1877 sem það hét opinberlega Terbium, með frumefni táknsins TB. Nafngöngur þess koma frá sömu uppsprettu og Yttrium, sem er upprunninn frá þorpinu Ytterby nálægt Stokkhólmi í Svíþjóð, þar sem Yttrium Ore var fyrst uppgötvað. Uppgötvun Terbium og tveggja annarra þátta, Lanthanum og Erbium, opnaði seinni hurðina að uppgötvun sjaldgæfra jarðarþátta og markaði annan stig uppgötvunar þeirra. Það var fyrst hreinsað af G. Urban árið 1905.
Mossander
Notkun terbium
BeitinguterbiumAð mestu leyti felur í sér hátækni sviði, sem eru tæknifrekar og þekkingarfrekar framúrskarandi verkefni, svo og verkefni með verulegan efnahagslegan ávinning, með aðlaðandi þróunarhorfur. Helstu notkunarsvæðin eru: (1) að vera notuð í formi blandaðra sjaldgæfra jarðar. Til dæmis er það notað sem sjaldgæfur áburður á jörðu niðri og fóðri aukefni fyrir landbúnað. (2) Activator fyrir grænt duft í þremur aðal flúrperum. Nútíma optoelectronic efni krefjast notkunar á þremur grunnlitum fosfórs, nefnilega rauðum, grænum og bláum, sem hægt er að nota til að mynda ýmsa liti. Og Terbium er ómissandi hluti í mörgum hágæða grænu flúrperum. (3) notað sem magneto sjóngeymsluefni. Amorphous Metal Terbium Transition Metal Alloy Thin Films hafa verið notaðar til að framleiða afkastamikla magneto sjóndiska. (4) Framleiðsla Magneto sjóngler. Faraday snúningsgler sem inniheldur terbium er lykilefni til að framleiða snúninga, einangrunartæki og hringrás í leysitækni. (5) Þróun og þróun terbium dysprósium ferromagnetostrictive ál (Terfenol) hefur opnað ný forrit fyrir Terbium.
Fyrir landbúnað og búfjárrækt
Mjög sjaldgæfar terbium jarðargetur bætt gæði ræktunar og aukið hraða ljóstillífunar innan ákveðins styrkssviðs. Flétturnar af terbium hafa mikla líffræðilega virkni og þríhyrningsflétturnar í terbium, Tb (Ala) 3benim (ClO4) 3-3H2O, hafa góð bakteríudrepandi og bakteríudrepandi áhrif á Staphylococcus aureus, basillus subtilis og Escherichia coli, með breiðu-spectrum svakasakasektsýni. Rannsóknin á þessum fléttum veitir nýja rannsóknarstefnu fyrir nútíma bakteríudrepandi lyf.
Notað á sviði lýsingar
Nútíma optoelectronic efni krefjast notkunar á þremur grunnlitum fosfórs, nefnilega rauðum, grænum og bláum, sem hægt er að nota til að mynda ýmsa liti. Og Terbium er ómissandi hluti í mörgum hágæða grænu flúrperum. Ef fæðing sjaldgæfra jarðarlits sjónvarps rautt flúrperu duft hefur örvað eftirspurn eftir Yttrium og Europium, þá hefur notkun og þróun terbium verið kynnt af sjaldgæfum jörð þremur aðal litnum grænu flúrperu duft fyrir lampa. Snemma á níunda áratugnum fann Philips upp fyrsta samsniðna orkusparandi flúrperu og kynnti hann fljótt á heimsvísu. TB3+jónir geta sent frá sér grænt ljós með bylgjulengd 545nm og næstum öll sjaldgæf jörð græn flúrperur nota terbium sem virkjara.
Græna flúrperan duft sem notað er við litasjónvarpsgeislunarrör (CRT) hefur alltaf verið aðallega byggt á ódýru og skilvirku sinksúlfíði, en terbium duft hefur alltaf verið notað sem vörpun lit sjónvarps grænt duft, svo sem Y2SiO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+og LaoBr: TB3+. Með þróun stórsskjáhágreiningar sjónvarpsins (HDTV) er einnig verið að þróa afkastamikið grænt flúrperur fyrir CRT. Sem dæmi má nefna að blendingur grænt flúrljómandi duft hefur verið þróað erlendis, sem samanstendur af Y3 (Al, Ga) 5O12: TB3+, Laocl: TB3+, og Y2SiO5: TB3+, sem hafa framúrskarandi ljósavirkni við mikinn straumþéttleika.
Hefðbundið röntgengeislunarduft er kalsíumtóls. Á áttunda og níunda áratugnum voru sjaldgæfar jarðflúrljómandi duft fyrir næmisskjái þróaðar, svo sem Terbium virkjuðu lanthanum súlfíðoxíð, terbium virkjuðu lanthanum bromide oxíð (fyrir græna skjái) og terbium virkjuð Yttrium súlfíðoxíð. Í samanburði við kalsíumtóls, getur sjaldgæft jarðflúrljómandi duft dregið úr tíma röntgengeislunar hjá sjúklingum um 80%, bætt upplausn röntgenmynda, lengt líftíma röntgenrör og dregið úr orkunotkun. Terbium er einnig notað sem flúrljómandi duftvirkjar fyrir röntgengeislunarskjái læknis, sem getur bætt næmi röntgengeislunar í sjónmyndum, bætt skýrleika röntgenmynda og dregur mjög úr útsetningarskammti röntgengeisla fyrir mannslíkamann (með meira en 50%).
Terbiumer einnig notaður sem virkjandi í hvíta LED fosfórnum spenntur fyrir bláu ljósi fyrir nýja hálfleiðara lýsingu. Það er hægt að nota það til að framleiða terbium ál segulmagnandi ljós kristalfosfór, með því að nota blátt ljós frá díóða sem örvunar ljósgjafa og myndaða flúrljómun er blandað saman við örvunarljósið til að framleiða hreint hvítt ljós.
Rafgreiningarefnin úr terbium innihalda aðallega sinksúlfíð græn flúrperu með terbium sem virkjara. Undir útfjólubláum geislun geta lífræn fléttur af terbium sent frá sér sterka græna flúrljómun og hægt er að nota það sem þunnt filmu rafgreiningarefni. Þrátt fyrir að verulegar framfarir hafi náðst í rannsókn á sjaldgæfum lífrænum jarðneskum rafeindamínískum þunnum kvikmyndum, þá er enn ákveðið skarð frá hagkvæmni og rannsóknir á sjaldgæfum lífrænum flóknum rafeindamínískum þunnum kvikmyndum og tækjum eru enn ítarlega.
Flúrljómun einkenni terbium eru einnig notuð sem flúrljómun. Milliverkunin milli ofloxacin terbium (TB3+) flókins og deoxyribonucleic sýru (DNA) var rannsökuð með því að nota flúrljómun og frásogsróf, svo sem flúrljómun rannsaka ofloxacin terbium (TB3+). Niðurstöðurnar sýndu að ofloxacin TB3+rannsaka getur myndað grópbindingu með DNA sameindum og deoxyribonucleic sýru getur verulega aukið flúrljómun ofloxacin TB3+kerfisins. Byggt á þessari breytingu er hægt að ákvarða deoxyribonucleic sýru.
Fyrir Magneto sjónefni
Efni með Faraday áhrif, einnig þekkt sem segulmagnaðir efni, eru mikið notuð í leysir og öðrum sjóntækjum. Það eru tvær algengar gerðir af magneto sjónefni: Magneto sjónkristallar og magneto sjóngler. Meðal þeirra hafa segulmagnaðir kristallar (svo sem Yttrium Iron Garnet og Terbium Gallium granat) kostina við stillanlegan tíðni og mikinn hitastöðugleika, en þeir eru dýrir og erfitt að framleiða. Að auki hafa margir segulmagnaðir kristallar með miklum snúningshornum Faraday með mikla frásog á stutta bylgjusviðinu, sem takmarkar notkun þeirra. Í samanburði við Magneto sjónkristalla hefur Magneto sjóngler þann kost að hafa mikla flutning og er auðvelt að gera það að stórum blokkum eða trefjum. Sem stendur eru segulmagnaðir gleraugu með miklar Faraday áhrif aðallega sjaldgæfar jóns dópuðum gleraugum.
Notað fyrir magneto sjóngeymsluefni
Undanfarin ár, með örri þróun margmiðlunar og sjálfvirkni á skrifstofu, hefur eftirspurnin eftir nýjum seguldiskum með mikla afkastagetu aukist. Amorphous Metal Terbium Transition Metal Alloy Thin Films hafa verið notaðar til að framleiða afkastamikla magneto sjóndiska. Meðal þeirra hefur TBFECO álfimmin besta frammistöðu. Terbium byggð magneto-sjónræn efni hafa verið framleidd í stórum stíl og segulmagnaðir diskar úr þeim eru notaðir sem tölvu geymsluíhlutir, með geymslugetu jókst um 10-15 sinnum. Þeir hafa kostina við mikla getu og hröðan aðgangshraða og er hægt að þurrka og húðuðu tugþúsundir sinnum þegar þeir eru notaðir fyrir háþéttni sjóndiska. Þetta eru mikilvæg efni í rafrænni upplýsingageymslu tækni. Algengasta notaða segulmagnaða efnið í sýnilegu og nær innrauðu hljómsveitunum er Terbium Gallium Garnet (TGG) stakur kristal, sem er besta segulmagnaða efnið til að búa til Faraday snúninga og einangranir.
Fyrir Magneto sjóngler
Faraday Magneto sjóngler hefur gott gegnsæi og samsætu á sýnilegu og innrauða svæðum og getur myndað ýmis flókin form. Það er auðvelt að framleiða stórar vörur og hægt er að draga þær í sjóntrefjar. Þess vegna hefur það breiðar notkunarhorfur í Magneto sjóntækjum eins og Magneto Optical Isolators, Magneto Optical Modulators og Liber Optic straumskynjara. Vegna stórs segulmerkis og litla frásogsstuðuls á sýnilegu og innrauða sviðinu hafa TB3+jónir orðið oft notaðir sjaldgæfar jarðarjónir í sjóngleraugum.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive ál
Í lok 20. aldar, með stöðugri dýpkun tæknibyltingar heimsins, voru ný sjaldgæf jarðnotkunarefni hratt. Árið 1984 komu Iowa State University, Ames rannsóknarstofa bandaríska orkumálaráðuneytisins, og bandaríska sjóherinn Surface Weapons Research Center (þaðan sem aðal starfsfólk síðara rótgróinna Edge Technology Corporation (ET REMA)) til að þróa nýtt sjaldgæft jörð greindur efni, nefnilega terbium dysprosium Ferromagnetic segulmagnandi efni. Þetta nýja greinda efni hefur framúrskarandi einkenni þess að breyta fljótt raforku í vélræna orku. Neðansjávar- og raf-hljóðeinangrunarleiðbeiningarnar úr þessu risastóru segulmagni hafa verið stilltir með góðum árangri í flotabúnaði, hátalara fyrir olíuholu, hávaða og titringsstýringarkerfi og rannsóknir á hafinu og samskiptakerfi neðanjarðar. Þess vegna, um leið og Terbium dysprosium járn risastór magnetostrictive efni fæddist, fékk það víðtæka athygli frá iðnríkjum um allan heim. Edge Technologies í Bandaríkjunum byrjaði að framleiða terbium dysprosium járn risastór magnetostrictive efni árið 1989 og nefndi þau Terfenol D. Í kjölfarið þróuðu Svíþjóð, Japan, Rússland, Bretland og Ástralía einnig Terbium dysprosium járn risastórt segulmagnandi efni.
Frá sögu þróunar þessa efnis í Bandaríkjunum eru bæði uppfinning efnisins og snemma einokunarumsóknir þess í beinu samhengi við hernaðariðnaðinn (svo sem sjóherinn). Þrátt fyrir að hernaðar- og varnarmálaráðuneyti Kína styrki smám saman skilning sinn á þessu efni. Hins vegar, með verulegri aukningu á alhliða þjóðarstyrk Kína, verður eftirspurnin um að ná 21. aldar hernaðarlegri samkeppnisstefnu og bæta búnað stig mjög brýn. Þess vegna mun víðtæk notkun terbium dysprósium járn risastórt magnetostrictive efni eftir hernaðar- og þjóðarvarnardeildir vera söguleg nauðsyn.
Í stuttu máli, margir framúrskarandi eiginleikarterbiumGerðu það að ómissandi meðlim í mörgum hagnýtum efnum og óbætanlegri stöðu í sumum notkunarsviðum. Vegna hás verðs á terbium hafa menn hins vegar verið að rannsaka hvernig eigi að forðast og lágmarka notkun terbium til að draga úr framleiðslukostnaði. Sem dæmi má nefna að sjaldgæfar segulmagnaðir efni ættu einnig að nota einnig lágmarkskostnaðar dysprósium járnkóbalt eða gadolinium terbium kóbalt eins mikið og mögulegt er; Reyndu að draga úr innihaldi terbium í græna flúrperu duftinu sem þarf að nota. Verð hefur orðið mikilvægur þáttur sem takmarkar víðtæka notkun terbium. En mörg hagnýt efni geta ekki gert án þess, svo við verðum að fylgja meginreglunni um að „nota gott stál á blaðinu“ og reyna að vista notkun terbium eins mikið og mögulegt er.
Post Time: Aug-07-2023