Elementet e rralla të Tokësjanë të domosdoshme për zhvillimin e teknologjisë së lartë siç janë energjia dhe materialet e reja, dhe kanë vlerë të gjerë aplikimi në fusha të tilla si hapësira ajrore, mbrojtja kombëtare dhe industria ushtarake. Rezultatet e luftës moderne tregojnë se armët e rralla të tokës mbizotërojnë fushën e betejës, avantazhet e rralla teknologjike të tokës paraqesin avantazhe teknologjike ushtarake dhe burimet janë të garantuara. Prandaj, tokat e rralla janë bërë gjithashtu burime strategjike për të cilat konkurrojnë ekonomitë kryesore në të gjithë botën, dhe strategjitë kryesore të lëndës së parë siç janë tokat e rralla shpesh rriten në strategji kombëtare. Evropa, Japonia, Shtetet e Bashkuara dhe vendet dhe rajonet e tjera i kushtojnë më shumë vëmendje materialeve kryesore siç është toka e rrallë. Në vitin 2008, materialet e rralla të tokës u renditën si "strategji kryesore e materialeve" nga Departamenti i Energjisë i Shteteve të Bashkuara; Në fillim të vitit 2010, Bashkimi Evropian njoftoi krijimin e një rezervë strategjike të tokave të rralla; Në vitin 2007, Ministria Japoneze e Arsimit, Kulturës, Shkencës dhe Teknologjisë, si dhe Ministria e Ekonomisë, Industrisë dhe Teknologjisë, kishte propozuar tashmë "planin e strategjisë së elementeve" dhe planin "Materiale të rralla metalike". Ata kanë marrë masa dhe politika të vazhdueshme në rezervat e burimeve, përparimin teknologjik, përvetësimin e burimeve dhe kërkimin e materialeve alternative. Duke u nisur nga ky artikull, redaktori do të prezantojë në detaje misionet e rëndësishme dhe madje të domosdoshme të zhvillimit historik të zhvillimit dhe rolet e këtyre elementeve të rrallë të Tokës.
Terbium I përket kategorisë së tokave të rënda të rralla, me një bollëk të ulët në koren e tokës në vetëm 1.1 ppm.Oksid terbiumiLliton më pak se 0.01% të tokave totale të rralla. Edhe në llojin e lartë jon jon ore të rrallë të rrallë të tokës me përmbajtjen më të lartë të terbiumit, përmbajtja e terbiumit përbën vetëm 1.1-1.2% të tokës totale të rrallë, duke treguar se i përket kategorisë "fisnike" të elementeve të rrallë të tokës. Terbium është një metal gri argjendi me duktilitet dhe cilësi relativisht e butë, e cila mund të pritet e hapur me thikë; Pika e shkrirjes 1360 ℃, pika e vlimit 3123 ℃, densiteti 8229 4kg/m3. Për mbi 100 vjet nga zbulimi i Terbium në 1843, mungesa dhe vlera e tij kanë parandaluar aplikimin e tij praktik për një kohë të gjatë. Vetëm në 30 vitet e fundit Terbium ka treguar talentin e tij unik.
Zbulimi i terbiumit
Gjatë së njëjtës periudhë kurlanthanumu zbulua, Karl G. Mosander i Suedisë analizoi fillimisht të zbuluaryttriumdhe publikoi një raport në 1842, duke sqaruar se toka e zbuluar fillimisht e Yttrium nuk ishte një oksid i vetëm elementar, por një oksid i tre elementeve. Në 1843, Mossander zbuloi elementin Terbium përmes hulumtimit të tij mbi tokën Yttrium. Ai ende emëroi një prej tyre Yttrium tokë dhe një prej tyreoksid i erbiumit. Vetëm 1877 u emërua zyrtarisht Terbium, me simbolin e elementit TB. Emërtimi i tij vjen nga i njëjti burim si Yttrium, me origjinë nga fshati i Ytterby afër Stokholmit, Suedi, ku u zbulua për herë të parë Yttrium Ore. Zbulimi i Terbiumit dhe dy elementëve të tjerë, Lanthanum dhe Erbium, hapën derën e dytë për zbulimin e elementeve të rrallë të Tokës, duke shënuar fazën e dytë të zbulimit të tyre. Ajo u pastrua për herë të parë nga G. Urban në 1905.
Myshk
Zbatimi i terbiumit
Zbatimi iterbiumKryesisht përfshin fusha të teknologjisë së lartë, të cilat janë projekte intensive të teknologjisë dhe njohuri intensive, si dhe projekte me përfitime të rëndësishme ekonomike, me perspektivë tërheqëse të zhvillimit. Zonat kryesore të aplikimit përfshijnë: (1) duke u përdorur në formën e tokave të rralla të përziera. Për shembull, përdoret si një pleh i rrallë i përbërë nga toka dhe aditiv i ushqimit për bujqësi. (2) Aktivizuesi për pluhurin e gjelbër në tre pluhurat kryesorë fluoreshente. Materialet moderne optoelektronike kërkojnë përdorimin e tre ngjyrave themelore të fosforëve, përkatësisht të kuq, jeshile dhe blu, të cilat mund të përdoren për të sintetizuar ngjyra të ndryshme. Dhe terbiumi është një komponent i domosdoshëm në shumë pluhur fluoreshente jeshile me cilësi të lartë. (3) Përdoret si një material ruajtës optik magneto. Filmat e hollë të aliazhit metalik të Terbiumit Metal Metal Metal Terbium Aliazh janë përdorur për të prodhuar disqe optike të performancës së lartë Magneto. (4) Prodhimi i qelqit optik magneto. Glass rrotulluese Faraday që përmban terbium është një material kryesor për prodhuesit e rotatorëve, izoluesit dhe qarkulluesit në teknologjinë lazer. (5) Zhvillimi dhe zhvillimi i aliazhit feromagnetostriktiv të terbium disprosium (Terfenol) ka hapur aplikime të reja për terbium.
Për bujqësinë dhe blegtoritë
Terbium i rrallë i tokësmund të përmirësojë cilësinë e të lashtave dhe të rrisë shkallën e fotosintezës brenda një diapazoni të caktuar përqendrimi. Komplekset e terbiumit kanë aktivitet të lartë biologjik, dhe komplekset ternare të terbiumit, Tb (Ala) 3benim (CLO4) 3-3H2O, kanë efekte të mira antibakteriale dhe baktericide në stafilokokun aureus, Bacillus subtilis, dhe Escherichia coli, me prona të gjera antibakteriale. Studimi i këtyre komplekseve siguron një drejtim të ri kërkimor për ilaçet moderne baktericid.
Përdoret në fushën e luminescencës
Materialet moderne optoelektronike kërkojnë përdorimin e tre ngjyrave themelore të fosforëve, përkatësisht të kuq, jeshile dhe blu, të cilat mund të përdoren për të sintetizuar ngjyra të ndryshme. Dhe terbiumi është një komponent i domosdoshëm në shumë pluhur fluoreshente jeshile me cilësi të lartë. Nëse lindja e pluhurit të rrallë me ngjyra TV, pluhur fluoreshente i kuq ka stimuluar kërkesën për yttrium dhe europium, atëherë aplikimi dhe zhvillimi i terbiumit janë promovuar nga toka e rrallë tre pluhur fluoreshente jeshile me ngjyra të rralla për llambat. Në fillim të viteve 1980, Philips shpiku llambën fluoreshente të parë kompakte të kursimit të energjisë në botë dhe e promovoi shpejt atë globalisht. Jonet TB3+mund të lëshojnë dritë jeshile me një gjatësi vale 545nm, dhe pothuajse të gjitha pluhurat fluoreshente të gjelbërta të rralla të tokës përdorin terbiumin si një aktivizues.
Pluhuri i gjelbër fluoreshente i përdorur për tubat me rreze katodike me ngjyra TV (CRT) ka qenë gjithmonë e bazuar kryesisht në sulfid të lirë dhe efikas të zinkut, por pluhuri terbium është përdorur gjithmonë si pluhur jeshil me ngjyra projektimi, siç është Y2SIO5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, dhe LAOBR: TB3+. Me zhvillimin e televizionit me definicion të lartë me ekran të madh (HDTV), po zhvillohen edhe pluhurat fluoreshente jeshile me performancë të lartë për CRT-të. Për shembull, një pluhur fluoreshente e gjelbër hibrid është zhvilluar jashtë vendit, i përbërë nga Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+, dhe Y2SIO5: TB3+, të cilat kanë efikasitet të shkëlqyeshëm të luminescencës në densitet të lartë të rrymës.
Pluhuri tradicional fluoreshente me rreze X është tungstati i kalciumit. Në vitet 1970 dhe 1980, u zhvilluan pluhura fluoreshente të rralla të tokës për ekranet e sensibilizimit, të tilla si oksidi i sulfidit Lanthanum të aktivizuar me terbium, dhe oksidi i sulfidit të sulfidit të aktivizuar nga terbiumi. Krahasuar me tungstatin e kalciumit, pluhuri i rrallë fluoreshente në tokë mund të zvogëlojë kohën e rrezatimit me rreze X për pacientët me 80%, të përmirësojë rezolucionin e filmave me rreze X, të zgjasë jetëgjatësinë e tubave me rreze X dhe të zvogëlojë konsumin e energjisë. Terbium përdoret gjithashtu si një aktivizues pluhur fluoreshente për ekranet mjekësore të përmirësimit të rrezeve X, të cilat mund të përmirësojnë shumë ndjeshmërinë e konvertimit me rreze X në imazhe optike, të përmirësojnë qartësinë e filmave me rreze X, dhe të zvogëlojnë shumë dozën e ekspozimit të rrezeve X ndaj trupit të njeriut (me më shumë se 50%).
Terbiumpërdoret gjithashtu si një aktivizues në fosforin e bardhë LED të ngacmuar nga drita blu për ndriçimin e ri gjysmëpërçues. Mund të përdoret për të prodhuar fosforë kristal optik të aluminit të aluminit Terbium, duke përdorur dioda që lëshojnë dritën blu si burime të dritës ngacmuese, dhe fluoreshenca e gjeneruar është e përzier me dritën e ngacmimit për të prodhuar dritë të pastër të bardhë.
Materialet elektrolumineshente të bëra nga terbium kryesisht përfshijnë pluhur fluoreshente të gjelbër të zinkut me terbium si aktivizues. Nën rrezatimin ultravjollcë, komplekset organike të terbiumit mund të lëshojnë fluoreshencë të fortë jeshile dhe mund të përdoren si materiale elektrolumineshente të filmit të hollë. Megjithëse është bërë përparim domethënës në studimin e filmave të hollë elektrolumineshentë të rrallë të kompleksit elektrolumineshen, ka ende një hendek të caktuar nga prakticiteti, dhe hulumtimi mbi filma të hollë elektrolumineshentë dhe pajisjet e rralla të kompleksit të tokës janë akoma në thellësi.
Karakteristikat e fluoreshencës së terbiumit përdoren gjithashtu si sonda fluoreshencë. Ndërveprimi midis kompleksit të kompleksit të ofloxacin terbium (Tb3+) dhe acidit deoksiribonukleik (ADN) u studiua duke përdorur spektër fluoreshencë dhe thithje, siç është sonda fluoreshencë e ofloxacin terbium (TB3+). Rezultatet treguan se sonda e Ofloxacin TB3+mund të formojë një brazdë që lidhet me molekula të ADN -së, dhe acidi deoksiribonukleik mund të përmirësojë ndjeshëm fluoreshencën e sistemit Ofloxacin TB3+. Bazuar në këtë ndryshim, acidi deoksiribonukleik mund të përcaktohet.
Për materialet optike magneto
Materialet me efekt Faraday, të njohura edhe si materiale magneto-optike, përdoren gjerësisht në lazer dhe pajisje të tjera optike. Ekzistojnë dy lloje të zakonshme të materialeve optike magneto: kristale optike magneto dhe qelqi optik magneto. Midis tyre, kristalet magneto-optike (të tilla si garneta e hekurit Yttrium dhe garneta terbium gallium) kanë avantazhet e frekuencës së rregullueshme të funksionimit dhe stabilitetit të lartë termik, por ato janë të shtrenjta dhe të vështira për t'u prodhuar. Për më tepër, shumë kristale magneto-optike me kënde të larta të rrotullimit të Faraday kanë thithje të lartë në intervalin e valës së shkurtër, gjë që kufizon përdorimin e tyre. Krahasuar me kristalet optike magneto, xhami optik magneto ka avantazhin e transmetimit të lartë dhe është i lehtë për tu bërë në blloqe ose fibra të mëdha. Aktualisht, syzet magneto-optike me efekt të lartë Faraday janë kryesisht syze të rralla të jonit të tokës.
Përdoret për materialet e ruajtjes optike magneto
Vitet e fundit, me zhvillimin e shpejtë të multimedia dhe automatizimit të zyrës, kërkesa për disqe të reja magnetike me kapacitet të lartë është në rritje. Filmat e hollë të aliazhit metalik të Terbiumit Metal Metal Metal Terbium Aliazh janë përdorur për të prodhuar disqe optike të performancës së lartë Magneto. Midis tyre, filmi i hollë aliazh TBFECO ka performancën më të mirë. Materialet magneto-optike të bazuara në terbium janë prodhuar në një shkallë të gjerë, dhe disqet magneto-optike të bëra prej tyre përdoren si përbërës të ruajtjes së kompjuterit, me kapacitetin e ruajtjes u rrit me 10-15 herë. Ata kanë avantazhet e kapaciteteve të mëdha dhe shpejtësisë së shpejtë të qasjes, dhe mund të fshihen dhe të veshura dhjetëra mijëra herë kur përdoren për disqe optike me densitet të lartë. Ato janë materiale të rëndësishme në teknologjinë e ruajtjes së informacionit elektronik. Materiali magneto-optik më i përdorur në bandat e dukshme dhe me infra të kuqe është kristali i vetëm i Terbium gallium Garnet (TGG), i cili është materiali më i mirë magneto-optik për të bërë rotatorët dhe izoluesit e Faraday.
Për xhamin optik magneto
Glass optike Faraday Magneto ka transparencë dhe izotropi të mirë në rajonet e dukshme dhe infra të kuqe, dhe mund të formojnë forma të ndryshme komplekse. Shtë e lehtë për të prodhuar produkte me madhësi të madhe dhe mund të tërhiqet në fibra optike. Prandaj, ajo ka perspektivë të gjerë të aplikimit në pajisjet optike magneto siç janë izoluesit optikë magneto, moduluesit optikë magneto dhe sensorët e rrymës optike të fibrave. Për shkak të momentit të tij të madh magnetik dhe koeficientit të vogël të thithjes në rangun e dukshëm dhe infra të kuqe, jonet TB3+janë bërë zakonisht të përdorura jonet e rralla të tokës në syzet optike magneto.
Terbium disprosium ferromagnetostrict aliazh
Në fund të shekullit të 20 -të, me thellimin e vazhdueshëm të revolucionit teknologjik botëror, po shfaqeshin me shpejtësi materiale të reja të aplikimit të rrallë të tokës. Në vitin 1984, Universiteti Shtetëror i Iowa, Laboratori Ames i Departamentit të Energjisë së SHBA dhe Qendra e Kërkimit të Armëve Sipërfaqësore të Marinës amerikane (nga i cili erdhi personeli kryesor i Korporatës së Teknologjisë së Edge Teknologjisë së mëvonshme (ET REMA) bashkëpunoi për të zhvilluar një material të ri inteligjent të rrallë të Tokës, pa marrë parasysh materialin magnetostriktiv të feromagnetikës. Ky material i ri inteligjent ka karakteristika të shkëlqyera të shndërrimit të shpejtë të energjisë elektrike në energji mekanike. Shndërruesit nënujorë dhe elektro-akustikë të bërë nga ky material gjigant magnetostriktiv janë konfiguruar me sukses në pajisjet detare, altoparlantët e zbulimit të puseve të vajit, sistemet e kontrollit të zhurmës dhe dridhjes, dhe eksplorimin e oqeanit dhe sistemet e komunikimit nëntokësor. Prandaj, sa më shpejt që lindi materiali gjigant magnetostriktiv i hekurit terbium, ai mori vëmendje të gjerë nga vendet e industrializuara në të gjithë botën. Teknologjitë e Edge në Shtetet e Bashkuara filluan të prodhojnë materiale gjigande magnetostriktive të hekurit terbium dysprosium në 1989 dhe i emëruan ata terfenol D. Më pas, Suedi, Japoni, Rusi, Mbretëria e Bashkuar, dhe Australia gjithashtu zhvilloi materiale gjigande të hekurit terbium dysprosium.
Nga historia e zhvillimit të këtij materiali në Shtetet e Bashkuara, si shpikja e materialit ashtu edhe aplikimet e tij të hershme monopoliste lidhen drejtpërdrejt me industrinë ushtarake (siç është Marina). Megjithëse departamentet ushtarake dhe mbrojtëse të Kinës gradualisht po forcojnë të kuptuarit e tyre për këtë material. Sidoqoftë, me përmirësimin e rëndësishëm të forcës gjithëpërfshirëse kombëtare të Kinës, kërkesa për të arritur një strategji konkurruese ushtarake të shekullit XXI dhe përmirësimin e niveleve të pajisjeve do të jetë padyshim shumë urgjente. Prandaj, përdorimi i gjerë i materialeve magnetostriktive gjigande të hekurit terbium dysprosium nga departamentet e mbrojtjes ushtarake dhe kombëtare do të jetë një domosdoshmëri historike.
Me pak fjalë, shumë veti të shkëlqyera tëterbiumBëni atë një anëtar të domosdoshëm të shumë materialeve funksionale dhe një pozicion të pazëvendësueshëm në disa fusha aplikimi. Sidoqoftë, për shkak të çmimit të lartë të terbiumit, njerëzit kanë studiuar se si të shmangin dhe minimizojnë përdorimin e terbiumit në mënyrë që të ulin kostot e prodhimit. Për shembull, materialet e rralla magneto-optike të tokës gjithashtu duhet të përdorin kobalt hekuri me kosto të ulët ose kobalt gadolinium terbium sa më shumë që të jetë e mundur; Mundohuni të zvogëloni përmbajtjen e terbiumit në pluhurin e gjelbër fluoreshente që duhet të përdoret. Pricemimi është bërë një faktor i rëndësishëm që kufizon përdorimin e gjerë të terbiumit. Por shumë materiale funksionale nuk mund të bëjnë pa të, kështu që ne duhet t'i përmbahemi parimit të "përdorimit të çelikut të mirë në teh" dhe të përpiqemi të ruajmë përdorimin e terbiumit sa më shumë që të jetë e mundur.
Koha e postimit: Gusht-07-2023