Retos žemės elementaiyra būtini kuriant aukštųjų technologijas, tokias kaip nauja energija ir medžiagos, ir turi didelę taikymo vertę tokiose srityse kaip aviacijos ir kosmoso, nacionalinė gynyba ir karinė pramonė. Šiuolaikinio karo rezultatai rodo, kad mūšio lauke dominuoja retūs žemės ginklai, retos žemės technologiniai pranašumai rodo karinius technologinius pranašumus, o išteklių turi. Todėl retos žemės taip pat tapo strateginiais ištekliais, dėl kurių pagrindinė ekonomika visame pasaulyje konkuruoja, ir pagrindinės žaliavų strategijos, tokios kaip retos žemės, dažnai kyla į nacionalines strategijas. Europa, Japonija, JAV ir kitos šalys bei regionai daugiau dėmesio skiria pagrindinėms medžiagoms, tokioms kaip retas žemė. 2008 m. JAV Energetikos departamentas buvo nurodytas kaip „pagrindinių medžiagų strategija“; 2010 m. Pradžioje Europos Sąjunga paskelbė apie strateginio retųjų žemių rezervo įsteigimą; 2007 m. Japonijos švietimo, kultūros, mokslo ir technologijos ministerija, taip pat ekonomikos, pramonės ir technologijos ministerija jau pasiūlė „elementų strategijos planą“ ir „retųjų metalų alternatyvių medžiagų“ planą. Jie ėmėsi nuolatinių išteklių atsargų, technologinės pažangos, išteklių įsigijimo ir alternatyvių medžiagų paieškos priemonių ir politikos. Pradėjęs nuo šio straipsnio, redaktorius išsamiai pristatys svarbias ir net būtinas šių retųjų Žemės elementų istorinių vystymosi misijas ir vaidmenis.
Terbium priklauso sunkios retos žemės kategorijai, kurios žemės pluta yra maža tik 1,1 ppm.Terbio oksidassudaro mažiau nei 0,01% visų retųjų žemių. Net ir esant aukštam yttrium jonų tipui, sunkios retos žemės rūdos, turinčios didžiausią terbio kiekį, terbio kiekis sudaro tik 1,1–1,2% visos retos žemės, tai rodo, kad ji priklauso „kilniai“ retųjų žemės elementų kategorijai. „Terbium“ yra sidabro pilkos spalvos metalas su lankstumu ir santykinai minkšta tekstūra, kurią galima supjaustyti peiliu; Lydymo taškas 1360 ℃, virimo taškas 3123 ℃, tankis 8229 4 kg/m3. Nuo daugiau nei 100 metų nuo 1843 m. Terbium atradimo jo trūkumas ir vertė ilgą laiką užkirto kelią praktiniam pritaikymui. Tik per pastaruosius 30 metų Terbium parodė savo unikalų talentą.
Terbio atradimas
Tuo pačiu laikotarpiuLanthanumbuvo rastas, Karlas G. Mosanderis iš Švedijos išanalizavo iš pradžių atrastąyttriumir 1842 m. Paskelbė ataskaitą, paaiškindama, kad iš pradžių atrasta „Yttrium Earth“ nėra vienas elementinis oksidas, o trijų elementų oksidas. 1843 m. Mossanderis atrado elementą Terbium atlikdamas savo tyrimus apie „Yttrium Earth“. Jis vis dar pavadino vieną iš jųErbio oksidas. Tik 1877 m. Jis buvo oficialiai pavadintas Terbium su elemento simboliu TB. Jo pavadinimas yra iš to paties šaltinio kaip ir „Yttrium“, kilęs iš Ytterby kaimo netoli Stokholmo, Švedijos, kur pirmą kartą buvo rasta „Yttrium“ rūdos. Terbium ir dar dviejų elementų atradimas Lanthanum ir Erbium atvėrė antrąsias duris į retųjų žemės elementų atradimo duris, pažymėdami antrą jų atradimo etapą. Pirmiausia jį išgrynino G. Urbanas 1905 m.
Mossanderis
Terbium taikymas
TaikymasterbiumDažniausiai apima aukštųjų technologijų sritis, kurios yra daug technologijos ir daug žinių reikalaujantys pažangiausi projektai, taip pat didelę ekonominę naudą turintys projektai, turintys patrauklių vystymosi perspektyvų. Pagrindinėse taikymo srityse yra: (1) naudojama mišrių retų žemių pavidalu. Pavyzdžiui, jis naudojamas kaip retos žemės jungtinės trąšos ir pašarų priedas žemės ūkiui. (2) Žaliųjų miltelių aktyvatorius trijuose pirminiuose fluorescenciniuose milteliuose. Šiuolaikinėms optoelektroninėms medžiagoms reikia naudoti tris pagrindines fosforų spalvas, būtent raudoną, žalią ir mėlyną, kuris gali būti naudojamas įvairioms spalvoms sintetinti. „Terbium“ yra nepakeičiamas daugelio aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių miltelių komponentas. (3) naudojama kaip magneto optinė laikymo medžiaga. Amorfinio metalo „Terbium“ pereinamojo metalo lydinio plonos plėvelės buvo naudojamos gaminant aukštos kokybės magneto optinius diskus. (4) Magneto optinio stiklo gamyba. „Faraday“ rotacinis stiklas, kuriame yra terbiumas, yra pagrindinė medžiaga rotatoriams, izoliatoriams ir cirkuliatoriams lazerio technologijoje. (5) Terbium disprozio feromagnetostrictictictictictive lydinio (terfenolis) vystymasis ir vystymasis atvėrė naujas Terbium programas.
Žemės ūkiui ir gyvulininkystei
Retas Žemės terbiumasGali pagerinti pasėlių kokybę ir padidinti fotosintezės greitį tam tikrame koncentracijos diapazone. Terbium kompleksai turi didelį biologinį aktyvumą, o trišakiai Terbium kompleksai, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, turi gerą antibakterinį ir baktericidinį poveikį Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ir Escherichia coli, su plačiojo spektro antibakterinėmis savybėmis. Šių kompleksų tyrimas pateikia naują šiuolaikinių baktericidinių vaistų tyrimų kryptį.
Naudojamas liuminescencijos lauke
Šiuolaikinėms optoelektroninėms medžiagoms reikia naudoti tris pagrindines fosforų spalvas, būtent raudoną, žalią ir mėlyną, kuris gali būti naudojamas įvairioms spalvoms sintetinti. „Terbium“ yra nepakeičiamas daugelio aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių miltelių komponentas. Jei retos žemės spalvos TV raudonos fluorescencinių miltelių gimimas paskatino yttrium ir europium paklausą, tada terbio panaudojimą ir vystymąsi buvo skatinami „Reth Earth“ trijų pirminių spalvų žalios spalvos fluorescencinių miltelių lempoms. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje „Philips“ išrado pirmąjį pasaulyje kompaktišką energiją taupančią fluorescencinę lempą ir greitai ją reklamavo visame pasaulyje. TB3+jonai gali skleisti žalią šviesą, kai bangos ilgis yra 545 nm, ir beveik visi retos žemės žalios fluorescenciniai milteliai naudoja terbiumą kaip aktyvatorių.
Žaliojo fluorescenciniai milteliai, naudojami spalvotoms televizoriaus katodinių spindulių vamzdeliams (CRT), visada buvo pagrįsti pigiu ir efektyviu cinko sulfidu, tačiau terbio milteliai visada buvo naudojami kaip projekcinė spalvų televizoriaus žalios spalvos milteliai, tokie kaip y2Sio5: tb3+, y3 (al, ga) 5o12: tb3+ir laobr: tb3+. Kuriant didelę ekrano aukštos raiškos televiziją (HDTV), taip pat kuriama aukštos kokybės žaliųjų fluorescencinių CRT miltelių. Pavyzdžiui, užsienyje buvo sukurta hibridinių žalių fluorescencinių miltelių, susidedančių iš Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LaOCL: TB3+ir Y2SiO5: TB3+, kurie turi puikų liuminescencijos efektyvumą esant dideliam srovės tankiui.
Tradiciniai rentgeno spindulių fluorescenciniai milteliai yra kalcio volfratas. Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose buvo sukurtos retos žemės fluorescenciniai milteliai jautriems ekranams, tokiems kaip terbio aktyvuotas lantano sulfido oksidas, terbio aktyvuotas lantano bromido oksidas (žaliems ekranams) ir terbium aktyvuoto YTtrium sulfido oksido. Palyginus su kalcio volframtetu, retos žemės fluorescenciniai milteliai gali sumažinti pacientų rentgeno spinduliuotės laiką 80%, pagerinti rentgeno plėvelės skiriamąją gebą, prailginti rentgeno vamzdžių gyvenimo trukmę ir sumažinti energijos suvartojimą. „Terbium“ taip pat naudojamas kaip fluorescencinis miltelių aktyvatorius medicininiams rentgeno spindulių patobulinimo ekranams, o tai gali žymiai pagerinti rentgeno spindulių virsmo į optinius vaizdus jautrumą, pagerinti rentgeno plėvelių aiškumą ir žymiai sumažinti rentgeno spindulių dozę žmogaus kūnui (daugiau nei 50%).
Terbiumtaip pat naudojamas kaip baltojo LED fosforo aktyvatorius, kurį sužadina mėlyna šviesa naujam puslaidininkio apšvietimui. Jis gali būti naudojamas „Terbium“ aliuminio magneto optinių kristalų fosforams gaminti, naudojant mėlyną šviesą, skleidžiančius diodus kaip sužadinimo šviesos šaltinius, o generuota fluorescencija sumaišoma su sužadinimo šviesa, kad būtų gryna balta šviesa.
Iš terbio pagamintos elektroliuminescencinės medžiagos daugiausia apima cinko sulfido žalią fluorescencinį miltelius, kurių aktyvatorius yra terbis. Esant ultravioletiniam švitinimui, organiniai terbio kompleksai gali skleisti stiprią žalią fluorescenciją ir gali būti naudojami kaip plonos plėvelės elektroliuminescencinės medžiagos. Nors tiriant retųjų žemių organinių kompleksinių elektroliuminescencinių plonų plėvelių tyrimą buvo padaryta reikšminga pažanga, vis dar yra tam tikras atotrūkis nuo praktiškumo, o tyrimai, susiję su retųjų žemių organinių kompleksinių elektroliuminescencinėmis plonomis plėvelėmis ir prietaisais, vis dar yra išsamiai.
Terbio fluorescencijos charakteristikos taip pat naudojamos kaip fluorescencijos zondai. Ofloksacino terbio (TB3+) komplekso ir deoksibonukleorūgšties (DNR) sąveika buvo tiriama naudojant fluorescencijos ir absorbcijos spektrus, tokius kaip ofloxacin terbium (TB3+) fluorescencinis zondas. Rezultatai parodė, kad Ofloxacin TB3+zondas gali sudaryti griovelį surišant su DNR molekulėmis, o deoksiribonukleorūgštis gali žymiai sustiprinti Ofloxacin TB3+sistemos fluorescenciją. Remiantis šiuo pokyčiu, galima nustatyti dezoksiribonukleorūgštį.
Magneto optinėms medžiagoms
Medžiagos, turinčios „Faraday“ efektą, dar žinomas kaip magneto-optinės medžiagos, yra plačiai naudojamos lazeriuose ir kituose optiniuose prietaisuose. Yra du įprasti magneto optinių medžiagų tipai: magneto optiniai kristalai ir magneto optinis stiklas. Tarp jų magneto-optiniai kristalai (tokie kaip „YTTrium“ geležies granatas ir terbium galilio granatas) turi reguliuojamo veikimo dažnio ir didelio šiluminio stabilumo pranašumus, tačiau juos yra brangu ir sunku gaminti. Be to, daugelyje magneto-optinių kristalų, turinčių didelius Faradėjaus sukimosi kampus, trumpų bangų diapazonas absorbuoja didelę absorbciją, o tai riboja jų naudojimą. Palyginti su „Magneto“ optiniais kristalais, „Magneto“ optinis stiklas turi didelį pralaidumą ir jį lengva paversti dideliais blokais ar pluoštais. Šiuo metu magneto optiniai akiniai, turintys didelį Faradėjaus efektą, daugiausia yra retos žemės jonų ruožo akiniai.
Naudojamas magneto optinėms saugojimo medžiagoms
Pastaraisiais metais, sparčiai plėtojant daugialypės terpės ir biurų automatizavimą, padidėjo naujų didelės talpos magnetinių diskų paklausa. Amorfinio metalo „Terbium“ pereinamojo metalo lydinio plonos plėvelės buvo naudojamos gaminant aukštos kokybės magneto optinius diskus. Tarp jų geriausia „TBFECO“ lydinio plono lydinio plona plėvelė. „Terbium“ pagrindu pagamintos magneto-optinės medžiagos buvo pagamintos dideliu mastu, o iš jų pagaminti magneto-optiniai diskai naudojami kaip kompiuterio laikymo komponentai, o laikymo talpa padidėjo 10–15 kartų. Jie turi didelės talpos ir greito prieigos greičio pranašumus ir gali būti nušluostytos ir padengtos dešimtimis tūkstančių kartų, kai jie naudojami didelio tankio optiniams diskams. Tai yra svarbi elektroninės informacijos saugojimo technologijos medžiaga. Dažniausiai naudojama magneto-optinės medžiagos matomose ir beveik infraraudonųjų spindulių juostose yra „Terbium“ gallio granatas (TGG) vienas kristalas, kuris yra geriausia magneto-optinės medžiagos, skirtos gaminti faraday rotatorius ir izoliatorius.
Magneto optiniam stiklui
„Faraday Magneto“ optinis stiklas turi gerą skaidrumą ir izotropiją matomuose ir infraraudonųjų spindulių regionuose ir gali sudaryti įvairias sudėtingas formas. Tai lengva gaminti didelio dydžio produktus ir gali būti įtrauktas į optinius pluoštus. Todėl jis turi plačias „Magneto“ optinių įrenginių, tokių kaip magneto optiniai izoliatoriai, magneto optiniai moduliatoriai ir šviesolaidinės srovės jutikliai, taikymo perspektyvos. Dėl didelio magnetinio momento ir nedidelio absorbcijos koeficiento matomame ir infraraudonųjų spindulių diapazone TB3+jonai tapo dažniausiai naudojami retųjų žemės jonai magneto optiniuose stikluose.
Terbium disprozium feromagnetostrictive lydinys
XX amžiaus pabaigoje, nuolat gilinant pasaulio technologinę revoliuciją, greitai atsirado naujos retos žemės taikymo medžiagos. 1984 m. Ajovos valstijos universitetas, JAV Energetikos departamento ir JAV karinio jūrų laivyno paviršiaus ginklų tyrimų centro (iš kurio atėjo pagrindiniai vėlesnės „Edge Technology Corporation“ (ET REMA) darbuotojai) bendradarbiavo kurti naują retos žemės intelektualią medžiagą, būtent Terbium disprozio feromagnetinę magnetostricinę medžiagą. Ši nauja intelektuali medžiaga pasižymi puikiomis savybėmis greitai paversti elektros energiją į mechaninę energiją. Iš šios milžiniškos magnetostricto medžiagos pagaminti povandeniniai ir elektroakustiniai keitikliai buvo sėkmingai sukonfigūruoti jūrų įrangoje, naftos šulinių aptikimo garsiakalbiuose, triukšmo ir vibracijos kontrolės sistemose, vandenynų tyrinėjimo ir požeminių ryšių sistemose. Todėl, kai tik gimė Terbium disprozio geležies milžinė magnetostrictactive medžiaga, ji sulaukė plačiai paplitusio pramoninių pasaulio šalių dėmesio. „Edge Technologies“ JAV pradėjo gaminti Terbium dispozės geležies milžinišką magnetostricto medžiagą 1989 m. Ir pavadino jas Terfenol D. Vėliau Švedija, Japonija, Rusija, Jungtinė Karalystė ir Australija taip pat sukūrė Terbium dispozės geležies gianto magnetostricinės medžiagos.
Remiantis šios medžiagos plėtros istorija JAV, tiek medžiagos išradimas, tiek jos ankstyvosios monopolinės pritaikymai yra tiesiogiai susiję su karine pramone (pvz., Kariniu jūrų laivynu). Nors Kinijos kariniai ir gynybos skyriai pamažu stiprina jų supratimą apie šią medžiagą. Tačiau, labai padidinus Kinijos išsamią nacionalinę jėgą, paklausa siekti XXI amžiaus karinės konkurencinės strategijos ir tobulinant įrangos lygį tikrai bus labai skubus. Todėl karinių ir Nacionalinių gynybos departamentų Terbium disprozio geležies milžiniškos magnetostricto medžiagos naudojimas bus istorinis būtinybė.
Trumpai tariant, daugybė puikių savybiųterbiumPadarykite tai nepakeičiamu daugelio funkcinių medžiagų nariu ir nepakeičiama padėtimi kai kuriuose taikymo laukuose. Tačiau dėl didelės „Terbium“ kainos žmonės tyrinėjo, kaip išvengti ir sumažinti terbio naudojimą, kad sumažintų gamybos sąnaudas. Pvz., Retos žemės magneto-optinės medžiagos taip pat turėtų kiek įmanoma naudoti nebrangų disprozio geležies kobalto arba gadolinio terbio kobalto; Pabandykite sumažinti terbio kiekį žaliuose fluorescenciniuose milteliuose, kurie turi būti naudojami. Kaina tapo svarbiu veiksniu, ribojančiu plačiai paplitusią Terbium. Tačiau daugelis funkcinių medžiagų negali išsiversti be jos, todėl turime laikytis principo „naudoti gerą plieną ant peiliuko“ ir pabandyti kiek įmanoma labiau išsaugoti terbio naudojimą.
Pašto laikas: 2012 m. Rugpjūčio 07 d