Retzemju elementiir nepieciešami augsto tehnoloģiju attīstībā, piemēram, jaunu enerģiju un materiāliem, un tām ir plaša pielietojuma vērtība tādās jomās kā aviācijas un kosmosa, valsts aizsardzība un militārā rūpniecība. Mūsdienu kara rezultāti norāda, ka kaujas laukā dominē retzemju ieroči, retzemju tehnoloģiskās priekšrocības ir militārās tehnoloģiskās priekšrocības, un resursi ir garantēti. Tāpēc retzemi ir kļuvuši arī par stratēģiskiem resursiem, par kuriem sacenšas lielākās ekonomikas visā pasaulē, un galvenās izejvielu stratēģijas, piemēram, retzemju zemes, bieži sastopamas nacionālās stratēģijās. Eiropa, Japāna, Amerikas Savienotās Valstis un citas valstis un reģioni pievērš lielāku uzmanību galvenajiem materiāliem, piemēram, retzemei. Amerikas Savienoto Valstu Enerģētikas departaments 2008. gadā retzemju materiālus uzskaitīja kā "galveno materiālu stratēģiju"; 2010. gada sākumā Eiropas Savienība paziņoja par retzemju stratēģiskas rezerves izveidi; Japānas Izglītības, kultūras, zinātnes un tehnoloģijas un ekonomikas, rūpniecības un tehnoloģijas ministrija 2007. gadā jau bija ierosinājusi plānu "elementu stratēģijas plāns" un "reto metāla alternatīvo materiālu" plānu. Viņi ir veikuši nepārtrauktus pasākumus un politikas resursu rezervēs, tehnoloģiskajā progresā, resursu iegūšanā un alternatīvu materiālu meklējumos. Sākot no šī raksta, redaktors detalizēti iepazīstinās ar svarīgajām un pat neaizstājamajām vēsturiskās attīstības misijām un šo retzemju elementu lomām.
Terbijs pieder smago retzemju kategorijai ar zemu daudzumu Zemes garozas pie tikai 1,1 ppm.Terbija oksīdsveido mazāk nekā 0,01% no kopējās retzemju zemes. Pat augstā yttrium jonu tipa smagas retzemju rūdas ar visaugstāko terbija saturu terbija saturs veido tikai 1,1–1,2% no kopējās retzemju zemes, norādot, ka tas pieder retu zemes elementu kategorijai “cēls”. Terbijs ir sudraba pelēks metāls ar elastību un samērā mīkstu tekstūru, ko var sagriezt ar nazi; Kušanas punkts 1360 ℃, viršanas temperatūra 3123 ℃, blīvums 8229 4kg/m3. Vairāk nekā 100 gadus kopš terbija atklāšanas 1843. gadā tā trūkums un vērtība ilgu laiku ir novērsusi tā praktisko pielietojumu. Tikai pēdējos 30 gados Terbijs ir parādījis savu unikālo talantu.
Terbija atklāšana
Tajā pašā laika posmā, kadlantānstika atklāts, Kārlis G. Mosanders no Zviedrijas analizēja sākotnēji atklātoyttriumun publicēja ziņojumu 1842. gadā, paskaidrojot, ka sākotnēji atklātā Yttrium Zeme nav viens elementārs oksīds, bet gan trīs elementu oksīds. 1843. gadā Mossander atklāja elementu terbiju, veicot savus pētījumus par Yttium Earth. Viņš joprojām nosauca vienu no viņiem Yttium Earth un vienu no viņiemerbija oksīdsApvidū Tikai 1877. gadā tas tika oficiāli nosaukts par Terbiju ar elementa simbolu TB. Tās nosaukšana nāk no tā paša avota kā Yttrium, kas cēlies no Ytterby ciemata netālu no Stokholmas, Zviedrijas, kur vispirms tika atklāts Yttrium Ore. Terbija un divu citu elementu atklāšana - Lanthanum un Erbium - atvēra otrās durvis retzemju elementu atklāšanai, atzīmējot viņu atklāšanas otro posmu. Pirmoreiz to attīrīja G. Urbans 1905. gadā.
Sīpolinieks
Terbija pielietojums
PielietojumsterbijsGalvenokārt ietilpst augsto tehnoloģiju lauki, kas ir tehnoloģiju intensīvi un zināšanu intensīvi progresīvi projekti, kā arī projekti ar ievērojamiem ekonomiskiem ieguvumiem, ar pievilcīgām attīstības izredzēm. Galvenās pieteikšanās zonas ir: (1) tiek izmantotas jauktu retzemju veidā. Piemēram, to izmanto kā retzemju savienojumu mēslojumu un barības piedevu lauksaimniecībai. (2) Zaļā pulvera aktivators trīs primāros dienasgaismas pulveros. Mūsdienu optoelektroniskajiem materiāliem ir jāizmanto trīs fosforu pamatkrāsas, proti, sarkanas, zaļas un zilas krāsas, kuras var izmantot dažādu krāsu sintezēšanai. Un terbijs ir neaizstājams komponents daudzos augstas kvalitātes zaļās dienasgaismas pulveros. (3) Izmanto kā magneto optisko uzglabāšanas materiālu. Augstas veiktspējas magnēto optisko disku ražošanai ir izmantotas amorfās metāla terbija pārejas metāla sakausējuma plānas plēves. (4) Magneto optiskais stikls. Faraday rotējošais stikls, kas satur terbiju, ir galvenais materiāls rotatoru, izolatoru un cirkulatoru ražošanai lāzera tehnoloģijā. (5) Terbija disprosija feromagnētiskā sakausējuma (terfenola) attīstība un attīstība ir atvērusi jaunas lietojumprogrammas terbium.
Lauksaimniecībai un lopkopībai dzīvniekiem
Retzemju terbijsvar uzlabot kultūru kvalitāti un palielināt fotosintēzes ātrumu noteiktā koncentrācijas diapazonā. Terbija kompleksiem ir augsta bioloģiskā aktivitāte, un terbija trīskāršie kompleksi, TB (Ala) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, ir laba antibakteriāla un baktericīda ietekme uz stafilokoku auceus, baktēriju subtilis un escherichia coli ar plašu spektruma pretbacterial properti. Šo kompleksu izpēte nodrošina jaunu pētījumu virzienu mūsdienu baktericīdu zālēm.
Izmanto luminiscences laukā
Mūsdienu optoelektroniskajiem materiāliem ir jāizmanto trīs fosforu pamatkrāsas, proti, sarkanas, zaļas un zilas krāsas, kuras var izmantot dažādu krāsu sintezēšanai. Un terbijs ir neaizstājams komponents daudzos augstas kvalitātes zaļās dienasgaismas pulveros. Ja retzemju krāsas TV sarkanā fluorescējošā pulvera dzimšana ir stimulējusi pieprasījumu pēc Yttium un Europium, retu zeme ir veicinājusi terbija pielietošanu un attīstību. Trīs primārās krāsas zaļā dienasgaismas pulvera lukturiem. Astoņdesmito gadu sākumā Philips izgudroja pasaulē pirmo kompakto enerģijas taupīšanas dienasgaismas lampu un ātri to reklamēja visā pasaulē. TB3+joni var izstarot zaļo gaismu ar viļņa garumu 545 nm, un gandrīz visi retzemju zaļās fluorescējošie pulveri izmanto terbiju kā aktivatoru.
Zaļais dienasgaismas pulveris, ko izmanto krāsu TV katodu staru caurulēm (CRT), vienmēr ir bijis galvenokārt balstīts uz lētu un efektīvu cinka sulfīdu, bet terbija pulveris vienmēr ir izmantots kā projekcijas krāsu televizora zaļais pulveris, piemēram, Y2Sio5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+un Laobr: TB3+. Izstrādājot liela ekrāna augstas izšķirtspējas televīziju (HDTV), tiek izstrādāti arī augstas veiktspējas zaļie dienasgaismas pulveri CRT. Piemēram, ārzemēs ir izstrādāts hibrīda zaļā dienasgaismas pulveris, kas sastāv no Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LaOCl: TB3+un Y2Sio5: TB3+, kuriem ir lieliska luminiscences efektivitāte ar lielu strāvas blīvumu.
Tradicionālais rentgenstaru fluorescējošais pulveris ir kalcija volframa. 70. un 1980. gados tika izstrādāti retzemju fluorescējoši pulveri sensibilizācijas ekrāniem, piemēram, terbija aktivizēts lantāna sulfīda oksīds, terbija aktivizēts lantāna bromīda oksīds (zaļiem ekrāniem) un terbium aktivizēts yttrium sulfīda oksīds. Salīdzinot ar kalcija volframa stāvokli, retzemju fluorescējošais pulveris var samazināt rentgena apstarošanas laiku pacientiem par 80%, uzlabot rentgenstaru plēvju izšķirtspēju, pagarināt rentgena cauruļu kalpošanas laiku un samazināt enerģijas patēriņu. Terbiju izmanto arī kā fluorescējošu pulvera aktivatoru medicīnisko rentgenstaru uzlabošanas ekrāniem, kas var ievērojami uzlabot rentgenstaru pārveidošanas jutīgumu optiskos attēlos, uzlabot rentgena plēvju skaidrību un ievērojami samazināt rentgenstaru iedarbības devu cilvēka ķermenim (par vairāk nekā 50%).
Terbijstiek izmantots arī kā aktivators baltajā LED fosforā, ko ierosina zilā gaisma jaunam pusvadītāju apgaismojumam. To var izmantot, lai ražotu terbija alumīnija magnēto optisko kristāla fosforas, kā ierosmes gaismas avotus izmantojot zilās gaismas diodes, un ģenerētā fluorescence tiek sajaukta ar ierosmes gaismu, lai iegūtu tīru baltu gaismu.
Elektroluminiscējošie materiāli, kas izgatavoti no terbija, galvenokārt ir cinka sulfīda zaļā dienasgaismas pulveris ar terbiju kā aktivators. Ultravioletās apstarošanas laikā terbija organiskie kompleksi var izstarot spēcīgu zaļu fluorescenci un tos var izmantot kā plānas plēves elektroluminiscējošus materiālus. Lai arī retzemju organiskā kompleksa elektroluminiscējošo plānu plēvju izpētē ir panākts ievērojams progress, no praktiskuma joprojām pastāv zināma plaisa, un retzemju organiskā kompleksa elektroluminiscējošās plānas plēves un ierīces joprojām ir padziļināti.
Terbija fluorescences īpašības tiek izmantotas arī kā fluorescences zondes. Mijiedarbība starp ofloksacīna terbija (TB3+) kompleksu un dezoksiribonukleīnskābi (DNS) tika pētīta, izmantojot fluorescences un absorbcijas spektrus, piemēram, ofloksacīna terbija fluorescences zondi (TB3+). Rezultāti parādīja, ka ofloksacīna TB3+zonde var veidot rievu saistīšanos ar DNS molekulām, un dezoksiribonukleīnskābe var ievērojami pastiprināt ofloksacīna TB3+sistēmas fluorescenci. Balstoties uz šīm izmaiņām, var noteikt dezoksiribonukleīnskābi.
Magneto optiskajiem materiāliem
Materiāli ar Faraday efektu, kas pazīstams arī kā magneto-optiskie materiāli, plaši izmanto lāzeros un citās optiskajās ierīcēs. Ir divi izplatīti magnēto optisko materiālu veidi: magneto optiskie kristāli un magneto optiskais stikls. Starp tiem magneto-optiskajiem kristāliem (piemēram, Yttium dzelzs granātam un terbija gallija granātam) ir regulējamas darbības frekvences un augstas termiskās stabilitātes priekšrocības, taču tie ir dārgi un grūti ražojami. Turklāt daudziem magneto-optiskajiem kristāliem ar augstiem Faraday rotācijas leņķiem ir augsta absorbcija īsā viļņu diapazonā, kas ierobežo to izmantošanu. Salīdzinot ar magneto optiskajiem kristāliem, magneto optiskā stikla priekšrocība ir augstas caurlaidības priekšrocība, un to ir viegli izgatavot lielos blokos vai šķiedrās. Pašlaik magneto-optiskās glāzes ar augstu Faraday efektu galvenokārt ir retzemju jonu leģētas glāzes.
Izmanto magneto optiskās uzglabāšanas materiāliem
Pēdējos gados, strauji attīstoties multimediju un biroja automatizācijai, pieauga pieprasījums pēc jauniem augstas ietilpības magnētiskajiem diskiem. Augstas veiktspējas magnēto optisko disku ražošanai ir izmantotas amorfās metāla terbija pārejas metāla sakausējuma plānas plēves. Starp tiem TBFECO sakausējuma plānai filmai ir vislabākais priekšnesums. Terbija bāzes magneto-optiskie materiāli ir ražoti plašā mērogā, un no tiem izgatavotie magneto-optiskie diski tiek izmantoti kā datoru uzglabāšanas komponenti, un atmiņas ietilpība palielinās par 10-15 reizes. Viņiem ir lielas ietilpības un ātras piekļuves ātruma priekšrocības, un tos var noslaucīt un pārklāt desmitiem tūkstošu reižu, ja tos izmanto augstas blīvuma optiskajiem diskiem. Tie ir svarīgi materiāli elektroniskās informācijas glabāšanas tehnoloģijā. Visbiežāk izmantotais magneto-optiskais materiāls redzamās un tuvu infrasarkanās joslās ir terbija gallija granāta (TGG) viena kristāla, kas ir labākais magnēto-optiskais materiāls Faraday rotatoru un izolatoru izgatavošanai.
Magneto optiskajam stiklam
Faraday Magneto optiskajam stiklam ir laba caurspīdīgums un izotropija redzamajos un infrasarkanajos reģionos, un tas var veidot dažādas sarežģītas formas. Ir viegli ražot liela izmēra produktus, un to var ievilkt optiskajās šķiedrās. Tāpēc tai ir plašas pielietojuma iespējas magneto optiskajās ierīcēs, piemēram, magneto optiskajos izolatoros, magneto optiskajos modulatoros un optiskās šķiedras strāvas sensoros. Sakarā ar lielo magnētisko momentu un mazo absorbcijas koeficientu redzamajā un infrasarkanajā diapazonā, TB3+joni ir kļuvuši parasti izmantoti retzemju joni magneto optiskajās brillēs.
Terbija disprosija feromagnetosticīvs sakausējums
20. gadsimta beigās, nepārtraukti padziļinot pasaules tehnoloģisko revolūciju, strauji parādījās jauni retzemju pielietojuma materiāli. 1984. gadā Aiovas štata universitāte, ASV Enerģētikas departamenta Ames laboratorija un ASV Jūras spēku virsmas ieroču pētījumu centrs (no kura ieradās vēlākas izveidoto Edge Technology Corporation (ET REMA) galvenais personāls) sadarbojās, lai izstrādātu jaunu retzemju inteliģentu materiālu, proti, terbija disprosija feromaginētisko magnetostrikcijas materiālu. Šim jaunajam inteliģentajam materiālam ir lieliskas īpašības, ātri pārveidojot elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Zemūdens un elektroakustisko pārveidotāji, kas izgatavoti no šī milzu magnetostriktīvā materiāla, ir veiksmīgi konfigurēti jūras aprīkojumā, eļļas urbuma noteikšanas skaļruņos, trokšņa un vibrācijas kontroles sistēmās, kā arī okeāna izpētes un pazemes sakaru sistēmās. Tāpēc, tiklīdz dzimis terbija disprozija dzelzs giganta magnetostrictīvais materiāls, tas pievērsa plašu uzmanību no rūpnieciski attīstītām valstīm visā pasaulē. Edge Technologies Amerikas Savienotajās Valstīs 1989. gadā sāka ražot terbija disprozija dzelzs gigantu magnetostriktīvos materiālus un pēc tam tos nosauca par terfenolu D. Zviedrijā, Japānā, Krievijā, Apvienotajā Karalistē un Austrālijā arī izstrādāja terbija disprozija irongiant magnetosticējošus materiālus.
No šī materiāla attīstības vēstures Amerikas Savienotajās Valstīs gan materiāla izgudrojums, gan tā agrīnie monopolistiskie pielietojumi ir tieši saistīti ar militāro rūpniecību (piemēram, Jūras spēku). Lai gan Ķīnas militārie un aizsardzības departamenti pakāpeniski stiprina savu izpratni par šo materiālu. Tomēr ar ievērojamu Ķīnas visaptverošā nacionālā spēka uzlabošanu pieprasījums sasniegt 21. gadsimta militārās konkurences stratēģijas un aprīkojuma līmeņa uzlabošanu noteikti būs ļoti steidzams. Tāpēc vēsturiska nepieciešamība būs plaša terbija disprozija dzelzs milzu magnetostriktīvo materiālu izmantošana, ko veic militārie un nacionālie aizsardzības departamenti.
Īsāk sakot, daudzās izcilās īpašībasterbijsPadariet to par neaizstājamu daudzu funkcionālu materiālu locekli un neaizvietojamu pozīciju dažos lietojumprogrammu laukos. Tomēr, ņemot vērā augsto terbija cenu, cilvēki ir pētījuši, kā izvairīties un samazināt terbija izmantošanu, lai samazinātu ražošanas izmaksas. Piemēram, retzemju magneto-optiskajiem materiāliem, cik vien iespējams, jāizmanto arī lētu disprozija dzelzs kobalta vai gadolīnija terbija kobalts; Centieties samazināt terbija saturu zaļajā dienasgaismas pulverī, kas jāizmanto. Cena ir kļuvusi par svarīgu faktoru, kas ierobežo plaši izplatīto terbija izmantošanu. Bet daudzi funkcionālie materiāli nevar iztikt bez tā, tāpēc mums ir jāievēro princips, ka “laba tērauda lietošana uz asmens” un jācenšas pēc iespējas saglabāt terbija izmantošanu.
Pasta laiks: Aug-07-2023