Selten Äerdelementersi onverzichtbar fir d'Entwécklung vun High-Tech wéi nei Energie a Materialien, an hunn e breet Uwendungswäert a Felder wéi Raumfaart, National Verdeedegung a Militärindustrie. D'Resultater vun der moderner Krichsféierung weisen datt selten Äerdwaffen d'Schluechtfeld dominéieren, selten Äerd technologesch Virdeeler representéieren militäresch technologesch Virdeeler, a Ressourcen ze hunn ass garantéiert. Dofir sinn selten Äerd och strategesch Ressourcen ginn, fir déi grouss Wirtschaft ronderëm d'Welt konkurréiere, a Schlëssel Rohmaterialstrategien wéi selten Äerd ginn dacks op national Strategien erop. Europa, Japan, d'USA an aner Länner a Regioune bezuelen méi Opmierksamkeet op Schlësselmaterialien wéi selten Äerd. Am Joer 2008 goufen seelen Äerdmaterialien als "Schlësselmaterialstrategie" vum US Department of Energy opgezielt; Am Ufank 2010 huet d'Europäesch Unioun d'Grënnung vun enger strategescher Reserve vu rare Äerden ugekënnegt; Am Joer 2007 hat de japanesche Ministère fir Erzéiung, Kultur, Wëssenschaft an Technologie, souwéi de Ministère fir Wirtschaft, Industrie an Technologie, schonn den "Element Strategie Plan" an de "Rare Metal Alternative Materials" Plang proposéiert. Si hunn kontinuéierlech Moossnamen a Politik a Ressourcereserven, technologesche Fortschrëtter, Ressource Acquisitioun an der Sich no alternativen Materialien geholl. Vun dësem Artikel un, wäert den Editeur am Detail déi wichteg an och onverzichtbar historesch Entwécklungsmissiounen a Rollen vun dëse rare Äerdelementer virstellen.
Terbium gehéiert zu der Kategorie vu schwéiere rare Äerden, mat engem nidderegen Heefegkeet an der Äerdkrust op nëmmen 1,1 ppm.Terbiumoxidstellt manner wéi 0,01% vun den totalen seltenen Äerd aus. Och am héije Yttrium-Ion-Typ schwéier selten Äerderz mat dem héchsten Inhalt vun Terbium, mécht den Terbiumgehalt nëmmen 1,1-1,2% vun der totaler seltener Äerd aus, wat beweist datt et zu der "Adel" Kategorie vu rare Äerdelementer gehéiert. Terbium ass e sëlwergroe Metal mat Duktilitéit a relativ mëller Textur, déi mat engem Messer opgeschnidden ka ginn; Schmelzpunkt 1360 ℃, Kachpunkt 3123 ℃, Dicht 8229 4kg/m3. Zënter iwwer 100 Joer zënter der Entdeckung vum Terbium am Joer 1843, hunn hir Knappheet a Wäert seng praktesch Uwendung fir eng laang Zäit verhënnert. Et ass nëmmen an de leschten 30 Joer datt Terbium säin eenzegaartegen Talent gewisen huet.
D'Entdeckung vum Terbium
Während der selwechter Period wannlanthanumentdeckt gouf, analyséiert de Karl G. Mosander vu Schweden déi ufanks entdecktyttriuma publizéiert e Bericht am Joer 1842, a klärt datt déi ursprénglech entdeckt Yttrium Äerd net en eenzegt Elementaroxid war, mee en Oxid vun dräi Elementer. 1843 huet de Mossander d'Element Terbium duerch seng Fuerschung iwwer d'Yttrium Äerd entdeckt. Hien huet nach ëmmer ee vun hinnen Yttrium Äerd an ee vun hinnen genanntErbiumoxid. Eréischt 1877 gouf et offiziell Terbium genannt, mam Element Symbol Tb. Säin Numm kënnt aus der selwechter Quell wéi Yttrium, staamt aus dem Duerf Ytterby bei Stockholm, Schweden, wou Yttriumerz fir d'éischt entdeckt gouf. D'Entdeckung vum Terbium an zwee aner Elementer, Lantan an Erbium, huet déi zweet Dier opgemaach fir d'Entdeckung vu rare Äerdelementer, déi déi zweet Stuf vun hirer Entdeckung markéiert. Et gouf fir d'éischt vum G. Urban am Joer 1905 gereinegt.
Mossander
Uwendung vun Terbium
D'Applikatioun vunterbiummeeschtens involvéiert High-Tech Felder, déi Technologieintensiv a Wëssenintensiv Spëtzeprojeten sinn, souwéi Projete mat bedeitende wirtschaftleche Virdeeler, mat attraktiven Entwécklungsperspektiven. D'Haaptapplikatiounsberäicher enthalen: (1) benotzt ginn a Form vu gemëschte rare Äerden. Zum Beispill gëtt et als selten Äerdverbindung Dünger a Fudderadditiv fir d'Landwirtschaft benotzt. (2) Aktivator fir gréng Pudder an dräi primär fluoreszent Pudder. Modern optoelektronesch Materialien erfuerderen d'Benotzung vun dräi Grondfaarwen vu Phosphor, nämlech rout, gréng a blo, déi benotzt kënne fir verschidde Faarwen ze synthetiséieren. An Terbium ass en onverzichtbare Bestanddeel a ville qualitativ héichwäerteg gréng Luuchtpulver. (3) Benotzt als magneto opteschen Stockage Material. Amorph Metal Terbium Iwwergank Metal Legierung dënn Filmer goufen benotzt héich-Performance magneto optesch discs ze Fabrikatioun. (4) Fabrikatioun magneto opteschen Glas. Faraday Rotatiounsglas mat Terbium ass e Schlësselmaterial fir d'Fabrikatioun vun Rotatoren, Isolatoren an Zirkulatoren an der Lasertechnologie. (5) D'Entwécklung an d'Entwécklung vun Terbium Dysprosium ferromagnetostrictive Legierung (TerFenol) huet nei Uwendungen fir Terbium opgemaach.
Fir Landwirtschaft an Déierewirtschaft
Selten Äerd Terbiumkann d'Qualitéit vun de Kulturen verbesseren an den Taux vun der Fotosynthese bannent engem gewësse Konzentratiounsberäich erhéijen. D'Komplexe vum Terbium hunn eng héich biologesch Aktivitéit, an d'ternäre Komplexe vum Terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, hunn gutt antibakteriell a bakterizid Effekter op Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, an Escherichia coli, mat breet-Spektrum antibakteriell. Eegeschaften. D'Studie vun dëse Komplexe gëtt eng nei Fuerschungsrichtung fir modern bakterizid Medikamenter.
Am Beräich vun der Lumineszenz benotzt
Modern optoelektronesch Materialien erfuerderen d'Benotzung vun dräi Grondfaarwen vu Phosphor, nämlech rout, gréng a blo, déi benotzt kënne fir verschidde Faarwen ze synthetiséieren. An Terbium ass en onverzichtbare Bestanddeel a ville qualitativ héichwäerteg gréng Luuchtpulver. Wann d'Gebuert vu rare Äerdfaarf TV roude Leuchtstoffpulver d'Demande fir Yttrium an Europium stimuléiert huet, dann ass d'Applikatioun an d'Entwécklung vum Terbium gefördert ginn duerch selten Äerd dräi primär Faarf gréng Leuchtstoffpulver fir Luuchten. Am fréien 1980er huet de Philips déi éischt kompakt energiespuerend Luuchtlampe vun der Welt erfonnt a séier weltwäit gefördert. Tb3 + Ionen kënne gréng Luucht mat enger Wellelängt vu 545nm emittéieren, a bal all selten Äerdgréng Leuchtstoffpulver benotzen Terbium als Aktivator.
De grénge Leuchtstoffpulver, dee fir Faarffernsehkathodestrahlerröhren (CRTs) benotzt gëtt, war ëmmer haaptsächlech op bëlleg an effizienten Zinksulfid baséiert, awer Terbiumpulver gouf ëmmer als Projektiounsfaarf Fernseh-gréng Pudder benotzt, sou wéi Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, a LaOBr: Tb3+. Mat der Entwécklung vu groussen Ecran High-Definition Fernseh (HDTV) ginn och héich performant gréng Leuchtstoffpulver fir CRTs entwéckelt. Zum Beispill gouf en Hybrid gréng Leuchtstoffpulver am Ausland entwéckelt, besteet aus Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, an Y2SiO5: Tb3+, déi eng exzellente Lumineszenzeffizienz bei héijer Stroumdicht hunn.
Den traditionelle Röntgenfluoreszentpulver ass Kalziumwolframat. An den 1970er an 1980er Joren, selten Äerd fluorescent Pudder fir Sensibiliséierung Schiirme sech entwéckelt, wéi Terbium aktivéiert Lanthanum sulfide Oxid, Terbium aktivéiert Lanthan Bromoxid Oxid (fir gréng Schiirme), an Terbium aktivéiert Yttrium sulfide Oxid. Am Verglach mat Kalziumwolframat, selten Äerd Leuchtstoffpulver kann d'Zäit vun der Röntgenbestralung fir Patienten ëm 80% reduzéieren, d'Resolutioun vun Röntgenfilmer verbesseren, d'Liewensdauer vun Röntgenröhren verlängeren an den Energieverbrauch reduzéieren. Terbium gëtt och als fluoreszent Pulveraktivator fir medizinesch Röntgenverbesserungsbildschirmer benotzt, wat d'Sensibilitéit vun der Röntgenkonversioun an optesch Biller staark verbesseren kann, d'Klarheet vun Röntgenfilmer verbesseren an d'Beliichtungsdosis vun Röntgen- Strahlen zum mënschleche Kierper (méi wéi 50%).
Terbiumgëtt och als Aktivator am wäisse LED-Phosphor benotzt, begeeschtert vu bloe Liicht fir nei Hallefleitbeliichtung. Et kann benotzt ginn fir Terbium-Aluminiummagneto-optesch Kristallphosphor ze produzéieren, andeems blo Liichtdioden als Excitatiounslichtquellen benotzt ginn, an déi generéiert Fluoreszenz gëtt mat der Excitatiounsliicht gemëscht fir reng wäiss Liicht ze produzéieren.
D'elektrolumineszent Materialien aus Terbium enthalen haaptsächlech Zinksulfidgréng Leuchtstoffpulver mat Terbium als Aktivator. Ënner ultraviolet Bestrahlung kënnen organesch Komplexe vum Terbium staark gréng Fluoreszenz emittéieren a kënnen als dënn Film elektrolumineszent Materialien benotzt ginn. Obwuel bedeitend Fortschrëtter an der Etude vun selten Äerd organesch komplex electroluminescent dënn Filmer gemaach ginn, ass et nach eng gewëssen Spalt aus Praktikitéit, a Fuerschung op seelen Äerd organesch komplex electroluminescent dënn Filmer an Apparater ass nach an Déift.
D'Fluoreszenzcharakteristike vum Terbium ginn och als Fluoreszenzsonde benotzt. D'Interaktioun tëscht Ofloxacin Terbium (Tb3+) Komplex an Deoxyribonukleinsäure (DNA) gouf mat Fluoreszenz an Absorptiounsspektre studéiert, sou wéi d'Fluoreszenzsonde vun Ofloxacin Terbium (Tb3+). D'Resultater weisen datt d'Ofloxacin Tb3 + Sonde eng Groove verbindlech mat DNA Moleküle bilden kann, an Deoxyribonukleinsäure kann d'Fluoreszenz vum Ofloxacin Tb3 + System wesentlech verbesseren. Baséierend op dëser Ännerung kann Deoxyribonukleinsäure bestëmmt ginn.
Fir magneto optesch Materialien
Materialer mat Faraday Effekt, och bekannt als magneto-optesch Materialien, gi wäit an Laser an aner optesch Apparater benotzt. Et ginn zwou allgemeng Aarte vu magnetoopteschen Materialien: magnetooptesch Kristalle a magnetooptesch Glas. Ënnert hinnen hunn magneto-optesch Kristalle (wéi Yttrium Eisen Granat an Terbium Gallium Granat) d'Virdeeler vun enger justierbarer Operatiounsfrequenz an enger héijer thermescher Stabilitéit, awer si sinn deier a schwéier ze fabrizéieren. Zousätzlech hu vill magneto-optesch Kristalle mat héije Faraday-Rotatiounswinkelen eng héich Absorptioun am Kuerzwelleberäich, wat hir Notzung limitéiert. Am Verglach mat magneto-opteschen Kristalle, huet magneto-optesch Glas de Virdeel vun enger héijer Iwwerdroung an ass einfach a grouss Blocken oder Faseren ze maachen. Am Moment sinn magneto-optesch Brëller mat héijer Faraday-Effekt haaptsächlech selten Äerd-Ion-dotéiert Brëller.
Benotzt fir magneto optesch Späichermaterialien
An de leschte Joeren, mat der rapider Entwécklung vu Multimedia a Büroautomatioun, ass d'Demande fir nei héich-Kapazitéit magnetesch Discs eropgaang. Amorph Metal Terbium Iwwergank Metal Legierung dënn Filmer goufen benotzt héich-Performance magneto optesch discs ze Fabrikatioun. Ënnert hinnen huet d'TbFeCo Legierung dënnem Film déi bescht Leeschtung. Terbium-baséiert magneto-optesch Materialien goufen op enger grousser Skala produzéiert, a magneto-optesch Discs aus hinnen gemaach ginn als Computerlagerungskomponenten benotzt, mat Späicherkapazitéit ëm 10-15 Mol eropgaang. Si hunn d'Virdeeler vu grousser Kapazitéit a séier Zougangsgeschwindegkeet, a kënnen zéngdausende Mol geläscht a beschichtet ginn wann se fir optesch Discs mat héijer Dicht benotzt ginn. Si si wichteg Materialien an der elektronescher Informatiounsspeichertechnologie. Dat meescht benotzt magneto-optesch Material an de siichtbaren an no-Infraroutbänner ass Terbium Gallium Garnet (TGG) Eenkristall, dat ass dat bescht magneto-optesch Material fir Faraday Rotatoren an Isolatoren ze maachen.
Fir magneto optesch Glas
Faraday magneto optesch Glas huet gutt Transparenz an Isotropie an de siichtbaren an Infraroutregiounen, a ka verschidde komplex Formen bilden. Et ass einfach grouss Produkter ze produzéieren a kënnen an optesch Faseren gezunn ginn. Dofir huet et breet Uwendungsperspektiven a magnetoopteschen Apparater wéi magnetooptesch Isolatoren, magnetooptesch Modulatoren, a Glasfaser-Stroumsensoren. Wéinst sengem grousse magnetesche Moment a klenge Absorptiounskoeffizient am siichtbaren an Infraroutberäich sinn Tb3 + Ionen allgemeng benotzt rar Äerdionen a magnetooptesch Brëller.
Terbium Dysprosium ferromagnetostriktive Legierung
Um Enn vum 20. Joerhonnert, mat der kontinuéierlecher Verdéifung vun der technologescher Weltrevolutioun, goufen nei selten Äerdapplikatiounsmaterialien séier entstanen. Am Joer 1984 hunn d'Iowa State University, den Ames Laboratory vum US Department of Energy, an den US Navy Surface Weapons Research Center (aus deem d'Haaptpersonal vun der spéider etabléierter Edge Technology Corporation (ET REMA) koumen) zesummegeschafft fir en neie rare z'entwéckelen. Äerd intelligent Material, nämlech terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive Material. Dëst neit intelligent Material huet exzellent Charakteristiken fir séier elektresch Energie a mechanesch Energie ëmzewandelen. D'Underwater an elektroakustesch Transducer aus dësem riesegen magnetostriktive Material sinn erfollegräich a Marineausrüstung konfiguréiert, Uelegbrunnen Detektiounslauter, Kaméidi a Schwéngungskontrollsystemer, an Ozean Exploratioun an ënnerierdesch Kommunikatiounssystemer. Dofir, soubal d'Terbium Dysprosium Eisen Ris magnetostrictive Material gebuer gouf, krut et verbreet Opmierksamkeet vun industrialiséierte Länner ronderëm d'Welt. Edge Technologies an den USA ugefaang Terbium Dysprosium Eisen Ris magnetostrictive Materialien an 1989 an genannt hinnen Terfenol D. Duerno, Schweden, Japan, Russland, Groussbritannien, an Australien entwéckelt och Terbium Dysprosium Eisen Ris magnetostrictive Materialien.
Aus der Geschicht vun der Entwécklung vun dësem Material an den USA, souwuel d'Erfindung vum Material an hir fréi monopolistic Uwendungen sinn direkt un der militäresch Industrie (wéi der Marine) Zesummenhang. Obwuel d'chinesesch militäresch a verteidegungsdepartementer stäerken hir Verständnis vun dësem Material lues a lues. Wéi och ëmmer, mat der bedeitender Verbesserung vun der ëmfaassender nationaler Kraaft vu China, ass d'Demande fir eng militäresch Konkurrenzstrategie vum 21. Joerhonnert z'erreechen an d'Ausrüstungsniveauen ze verbesseren definitiv ganz dréngend. Dofir ass déi verbreet Notzung vun Terbium Dysprosium Eisen Riesemagnetostrictive Materialien vu militäreschen an nationale Verteidegungsdepartementer eng historesch Noutwennegkeet.
Bref, déi vill excellent Eegeschafte vunterbiummaachen et en onverzichtbare Member vu ville funktionnelle Materialien an eng irreplaceable Positioun an e puer Applikatiounsfelder. Wéi och ëmmer, wéinst dem héije Präis vum Terbium, hunn d'Leit studéiert wéi d'Benotzung vun Terbium ze vermeiden an ze minimiséieren fir d'Produktiounskäschte ze reduzéieren. Zum Beispill, seelen Äerd magneto-optesch Materialien sollen och niddereg-Käschten Dysprosium Eisen Kobalt oder Gadolinium Terbium Kobalt sou vill wéi méiglech benotzen; Probéiert den Inhalt vum Terbium am grénge Leuchtstoffpulver ze reduzéieren, dee benotzt muss ginn. Präis ass e wichtege Faktor ginn, deen déi verbreet Notzung vun Terbium beschränkt. Awer vill funktionell Materialien kënnen net ouni et maachen, also musse mir un de Prinzip vun "benotzen gutt Stol op der viischt" halen a probéieren d'Benotzung vun Terbium esou vill wéi méiglech ze retten.
Post Zäit: Aug-07-2023