Prvky vzácnych zemínsú nevyhnutné pre rozvoj špičkových technológií, ako je nová energia a materiály, a majú širokú hodnotu aplikácií v oblastiach, ako je letectvo, národná obrana a vojenský priemysel. Výsledky modernej vojny naznačujú, že na bojisku dominujú zbrane vzácnych zemín, technologické výhody vzácnych Zeme predstavujú vojenské technologické výhody a zaručené zdroje sú zaručené. Preto sa zriedkavé Zeme stali strategickými zdrojmi, o ktoré hlavné ekonomiky na celom svete súťažia, a kľúčové stratégie surovín, ako sú vzácne Zem, často stúpajú na národné stratégie. Európa, Japonsko, Spojené štáty a ďalšie krajiny a regióny venujú väčšiu pozornosť kľúčovým materiálom, ako je vzácna Zem. V roku 2008 Ministerstvo energetiky Spojených štátov amerických uviedli materiály zriedkavých zemín ako „stratégia kľúčových materiálov“; Začiatkom roku 2010 Európska únia oznámila vytvorenie strategickej rezervy vzácnych zemín; V roku 2007 už japonské ministerstvo školstva, kultúry, vedy a techniky, ako aj ministerstvo hospodárstva, priemyslu a technológie, už navrhlo „plán stratégie prvkov“ a plán „zriedkavých kovových alternatívnych materiálov“. Prijali nepretržité opatrenia a politiky v rezerváciách zdrojov, technologickom pokroku, získavaní zdrojov a hľadaní alternatívnych materiálov. Od tohto článku editor podrobne predstaví dôležité a dokonca nevyhnutné historické rozvojové misie a úlohy týchto prvkov vzácnych zemín.
Trik patrí do kategórie ťažkých vzácnych zemín, s nízkou množstvom v zemskej kôre iba 1,1 ppm.Oxidpredstavuje menej ako 0,01% z celkových vzácnych zemín. Dokonca aj vo vysokej ťažkej rude vzácnych zemín s najvyšším obsahom terbia predstavuje obsah terbium iba 1,1-1,2% z celkovej vzácnej Zeme, čo naznačuje, že patrí do „vznešenej“ kategórie prvkov vzácnych zemín. Terbium je strieborný šedý kov s ťažnosťou a relatívne mäkkou textúrou, ktorú je možné otvoriť nožom; Bod topenia 1360 ℃, bod varu 3123 ℃, hustota 8229 4 kg/m3. Už viac ako 100 rokov od objavenia terbia v roku 1843 jeho nedostatok a hodnota bránili jeho praktickému uplatňovaniu už dlho. Až za posledných 30 rokov Terbium preukázala svoj jedinečný talent.
Objav terbia
V rovnakom období, keďlanthanumbol objavený, Karl G. Mosander zo Švédska analyzoval pôvodne objavenýytriaa uverejnila správu v roku 1842, v ktorej objasnila, že pôvodne objavená zemská zemská Zem nebola jediným elementárnym oxidom, ale oxidom troch prvkov. V roku 1843 Mossander objavil prvok terbium prostredníctvom svojho výskumu na Ytrium Earth. Stále vymenoval jedného z nich ytrium Earth a jeden z nichoxid erbium. Až v roku 1877 bolo oficiálne pomenované Terbium so symbolom prvkov TB. Jeho pomenovanie pochádza z rovnakého zdroja ako ytrium, pochádzajúce z dediny Ytterby neďaleko Štokholmu vo Švédsku, kde sa prvýkrát objavila ruda YTtrium. Objav Terbium a ďalších dvoch prvkov, Lanthanum a Erbium, otvoril druhé dvere objavu prvkov vzácnych zemín, čím označil druhú fázu ich objavu. Prvýkrát ho vyčistil G. Urban v roku 1905.
Machsander
Aplikácia terbia
UplatňovanietrikVäčšinou zahŕňa špičkové oblasti, ktoré sú náročné na technológie a sú najmodernejšie špičkové projekty, ako aj projekty s významnými ekonomickými výhodami, s atraktívnymi vyhliadkami na rozvoj. Medzi hlavné oblasti aplikácií patrí: (1) využívanie vo forme zmiešaných vzácnych zemín. Napríklad sa používa ako hnojivo zlúčeniny vzácnych zemín a prídavná prísada pre poľnohospodárstvo. (2) Aktivátor zeleného prášku v troch primárnych fluorescenčných práškoch. Moderné optoelektronické materiály vyžadujú použitie troch základných farieb fosforov, konkrétne červenej, zelenej a modrej farby, ktoré sa dajú použiť na syntézu rôznych farieb. A Terbium je nevyhnutnou zložkou mnohých vysoko kvalitných zelených fluorescenčných práškov. (3) Používa sa ako magneto optický skladovací materiál. Na výrobu vysoko výkonných magneto optických diskov sa používajú tenké filmy s amorfným kovom Terbium prechodné kovové zliatiny. (4) Výroba optického skla Magneto. Faraday Rotačné sklo obsahujúce terbium je kľúčovým materiálom na výrobu rotátorov, izolátorov a obehových cikulátorov v laserovej technológii. (5) Vývoj a vývoj terbium dysprosium feromagnetostrictívnej zliatiny (Terfenol) otvoril nové aplikácie pre terbium.
Pre poľnohospodárstvo a chov zvierat
Terbium vzácnych zemínMôže zlepšiť kvalitu plodín a zvýšiť mieru fotosyntézy v určitom rozsahu koncentrácie. Komplexy terbia majú vysokú biologickú aktivitu a ternárne komplexy terbia, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O majú dobré antibakteriálne a baktericídne účinky na staphylococcus aureus, Bacillus subtilis a Escherichia coli, so širokosrstupektovými antibakteriálnymi antibakteriálnymi propertami. Štúdia týchto komplexov poskytuje nový smer výskumu pre moderné baktericídne lieky.
Používa sa v oblasti luminiscencie
Moderné optoelektronické materiály vyžadujú použitie troch základných farieb fosforov, konkrétne červenej, zelenej a modrej farby, ktoré sa dajú použiť na syntézu rôznych farieb. A Terbium je nevyhnutnou zložkou mnohých vysoko kvalitných zelených fluorescenčných práškov. Ak sa narodenie red fluorescenčného prášku Rare Earth Color TV stimulovalo dopyt po YTTRIum a Europium, potom aplikácia a vývoj terbia boli propagované vzácnymi zelenými fluorescenčnými práškami pre žiarovky. Začiatkom osemdesiatych rokov spoločnosť Philips vynašiel prvú kompaktnú energetickú žiarovku na úsporu energie a globálne ju rýchlo propagoval. TB3+ióny môžu emitovať zelené svetlo s vlnovou dĺžkou 545 nm a takmer všetky fluorescenčné prášky so vzácnymi zelenými zelenými zemou používajú ako aktivátor terbium.
Zelený fluorescenčný prášok používaný pre katódové trubice katódy (CRT) bol vždy založený hlavne na lacnom a efektívnom sulfide zinočnatého, ale terbium prášku sa vždy používa ako projekcia farebná TV zelená prášok, ako je Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5o12: TB3+a LAOBR: TB3+. S vývojom televízie s vysokým rozlíšením na veľkom obrazovke (HDTV) sa vyvíjajú aj vysokovýkonné zelené fluorescenčné prášky pre CRT. Napríklad hybridný zelený fluorescenčný prášok bol vyvinutý v zahraničí, ktorý pozostáva z Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+a Y2SIO5: TB3+, ktoré majú vynikajúcu účinnosť luminiscencie pri vysokej hustote prúdu.
Tradičným röntgenovým fluorescenčným práškom je vápnikový volček. V sedemdesiatych a osemdesiatych rokoch boli vyvinuté fluorescenčné prášky vzácnych zemín pre senzibilizačné obrazovky, ako je napríklad oxid sulfid lantánu aktivovaný terbiam, oxid lantanum aktivovaný terbiam (pre zelené obrazovky) a oxid sulfid sulfidom aktivovaný terbiami (pre zelené obrazovky) a oxid sulfid sulfidom Terbium. V porovnaní s vápnikovým volcom môže fluorescenčný prášok vzácnych zemín skrátiť čas ožarovania röntgenového žiarenia u pacientov o 80%, zlepšiť rozlíšenie röntgenových filmov, predĺžiť životnosť röntgenových trubíc a znížiť spotrebu energie. Terbium sa tiež používa ako fluorescenčný prášok aktivátor na lekárske röntgenové vylepšovacie obrazovky, ktoré môžu výrazne zlepšiť citlivosť röntgenovej konverzie na optické obrazy, zlepšiť jasnosť röntgenových filmov a výrazne znížiť dávku expozície röntgenového tela (o viac ako 50%).
Triksa tiež používa ako aktivátor v bielej LED fosforii excitovanej modrým svetlom pre nové polovodičové osvetlenie. Môže sa použiť na výrobu terbium hliníkového magnetického optického kryštalického fosforu, pričom ako zdroje excitačného svetla emitujúce modré svetlo a generovaná fluorescencia sa zmieša s excitačným svetlom, aby sa vytvorila čisté biele svetlo.
Elektroluminiscenčné materiály vyrobené z terbia zahŕňajú hlavne zinočnatý fluorescenčný fluorescenčný prášok s terbia ako aktivátor. Pri ultrafialovom ožarovaní môžu organické komplexy terbia emitovať silnú zelenú fluorescenciu a môžu sa použiť ako elektroluminiscenčné materiály tenkého filmu. Aj keď sa dosiahol významný pokrok v štúdiu elektroluminiscenčných tenkých filmov zriedkavých Zeme, stále existuje určitá medzera z praktickosti a výskum organického komplexu zriedkavých ekologických komplexov zriedkavých zemín je stále v hĺbke.
Fluorescenčné charakteristiky terbia sa tiež používajú ako fluorescenčné sondy. Interakcia medzi komplexom Ofloxacín terbia (TB3+) a kyselinou deoxyribonukleová (DNA) sa študovala s použitím fluorescenčných a absorpčných spektier, ako je fluorescenčná sonda OfLoxacínu terbium (TB3+). Výsledky ukázali, že sonda Ofloxacín Tb3+môže tvoriť drážkovú väzbu s molekulami DNA a kyselina deoxyribonukleová môže významne zvýšiť fluorescenciu systému Ofloxacín Tb3+. Na základe tejto zmeny je možné určiť kyselinu deoxyribonukleovú.
Pre magneto optické materiály
Materiály s faradayovým efektom, známe tiež ako magnetooptické materiály, sa široko používajú v laseroch a iných optických zariadeniach. Existujú dva bežné typy magneto optických materiálov: magneto optické kryštály a optické sklo magneto. Medzi nimi majú magneto-optické kryštály (ako je YTRIUM železný granát a terbium gallium granát) výhody nastaviteľnej prevádzkovej frekvencie a vysokej tepelnej stability, ale je to drahé a ťažko sa vyrábajú. Okrem toho má mnoho magnetooptických kryštálov s vysokými uhlami rotácie Faraday vysokú absorpciu v rozsahu krátkych vĺn, čo obmedzuje ich použitie. V porovnaní s Magneto optickým kryštálom má optické optické sklo Magneto výhodu vysokej priepustnosti a ľahko sa dá vyrobiť do veľkých blokov alebo vlákien. V súčasnosti sú magnetoptické okuliare s vysokým faradayovým efektom hlavne okuliare dopované iónmi vzácnych zemín.
Používa sa na optické skladovacie materiály Magneto
V posledných rokoch, s rýchlym vývojom multimédií a automatizácie kancelárskych zariadení, sa zvyšuje dopyt po nových vysokokapacitných magnetických diskoch. Na výrobu vysoko výkonných magneto optických diskov sa používajú tenké filmy s amorfným kovom Terbium prechodné kovové zliatiny. Medzi nimi má tenký film TBFeco Alloy tenký film. Magnetooptické materiály na báze terbium boli vyrobené vo veľkom meradle a magneto-optické disky z nich sa používajú ako komponenty skladovania počítača, pričom úložná kapacita sa zvýšila o 10-15 krát. Majú výhody veľkej kapacity a rýchlosti rýchleho prístupu a môžu byť utreté a potiahnuté desiatky tisíckrát, keď sa používajú pre optické disky s vysokou hustotou. Sú to dôležité materiály v elektronickej technológii ukladania informácií. Najčastejšie používaným magnetooptickým materiálom vo viditeľných a blízkych infračervených pásmach je monokryštál Terbium gallium (TGG), ktorý je najlepším magnetooptickým materiálom na výrobu rotátorov a izolátorov Faraday.
Pre magneto optické sklo
Optické optické sklo Faraday má dobrú priehľadnosť a izotropiu vo viditeľných a infračervených oblastiach a môže tvoriť rôzne zložité tvary. Je ľahké vyrábať veľké výrobky a dá sa vtiahnuť do optických vlákien. Preto má rozsiahle vyhliadky na aplikáciu v Magneto optických zariadeniach, ako sú Magneto optické izolátory, magneto optické modulátory a senzory vlákna z optického prúdu. Vďaka svojmu veľkému magnetickému momentu a malým absorpčným koeficientom vo viditeľnom a infračervenom rozsahu sa ióny TB3+bežne používajú ióny vzácnych zemín v magneto optických okuliaroch.
Terbium dysprosium feromagnetostriktívna zliatina
Na konci 20. storočia, s nepretržitým prehĺbením svetovej technologickej revolúcie, sa rýchlo objavili nové materiály na aplikáciu vzácnych zemín. V roku 1984 Iowa State University, Ames Laboratory Ministerstva energetiky USA a výskumné zbrane amerického námorníctva pre výskum povrchových zbraní (z ktorého prišiel hlavný personál neskoršej etablovanej technologickej spoločnosti (ET REMA)) spolupracoval na vývoji nového inteligentného materiálu vzácnych zemín, konkrétne terbium feromagnetického magnetického magnetického materiálu. Tento nový inteligentný materiál má vynikajúce vlastnosti rýchleho premeny elektrickej energie na mechanickú energiu. Podvodné a elektroakustické prevodníky vyrobené z tohto obrovského magnetostriktívneho materiálu boli úspešne nakonfigurované v námorných zariadeniach, reproduktoroch detekcie ropy, systémov riadenia hluku a vibrácií a prieskumných a podzemných komunikačných systémov. Akonáhle sa zrodil, že železný magnetostriktívny materiál Terbium dysprosium železa, získala rozsiahlu pozornosť od industrializovaných krajín po celom svete. Edge Technologies v Spojených štátoch začala v roku 1989 vyrábať terbium dysprosium železné magnetostriktívne materiály v roku 1989 a vymenovali ich Terfenol D. Následne švédsko, Japonsko, Rusko, Spojené kráľovstvo a Austrália tiež vyvinuli terbium dysprosium železné gigantné magnetostriktívne materiály.
Z histórie vývoja tohto materiálu v Spojených štátoch sú vynález materiálu a jeho rané monopolné aplikácie priamo spojené s vojenským priemyslom (napríklad Navy). Aj keď čínske vojenské a obranné oddelenia postupne posilňujú ich pochopenie tohto materiálu. Avšak s významným vylepšením komplexnej národnej sily Číny bude dopyt po dosiahnutí vojenskej konkurenčnej stratégie 21. storočia a zlepšovanie úrovne zariadení určite veľmi naliehavý. Preto bude historickou nevyhnutnosťou rozšírené využívanie terbium dysprosium železného magnetického magnetostriktívneho materiálu vojenskými a národnými obrannými oddeleniami.
Stručne povedané, veľa vynikajúcich vlastnostítrikUrobte z neho nevyhnutný člen mnohých funkčných materiálov a nenahraditeľnú pozíciu v niektorých aplikačných oblastiach. Z dôvodu vysokej ceny terbia však ľudia študujú, ako sa vyhnúť a minimalizovať používanie terbia s cieľom znížiť výrobné náklady. Napríklad magnetooptické materiály vzácnej zeme by mali čo najviac používať lacný kobalt železa dysprosium alebo gadolinium terbium kobaltu; Pokúste sa znížiť obsah terbia v zelenom fluorescenčnom prášku, ktorý sa musí použiť. Cena sa stala dôležitým faktorom obmedzujúcim rozšírené používanie terbia. Ale veľa funkčných materiálov sa bez toho nedokáže obísť, takže musíme dodržiavať princíp „používania dobrej ocele na čepele“ a snažiť sa čo najviac ušetriť používanie terbium.
Čas príspevku: august-07-2023