Unsur bumi jarangÉta indispensable pikeun ngembangkeun high-tech kayaning énergi jeung bahan anyar, sarta mibanda nilai aplikasi lega dina widang kayaning aerospace, pertahanan nasional, jeung industri militér. Hasil perang modern nunjukkeun yén pakarang rare earth ngadominasi medan perang, kaunggulan téhnologis rare earth ngagambarkeun kaunggulan téhnologis militér, sarta ngabogaan sumberdaya dijamin. Ku alatan éta, taneuh jarang ogé geus jadi sumberdaya strategis nu economies utama sakuliah dunya bersaing pikeun, sarta strategi bahan baku konci kayaning rare earths mindeng naek kana strategi nasional. Éropa, Jepang, Amérika Serikat sareng nagara-nagara sanés sareng daérah langkung nengetan bahan-bahan konci sapertos bumi jarang. Dina 2008, bahan bumi jarang didaptarkeun salaku "strategi bahan konci" ku Departemen Énergi Amérika Serikat; Dina awal 2010, Uni Éropa ngumumkeun ngadegna cagar strategis bumi jarang; Taun 2007, Kamentrian Pendidikan, Kabudayaan, Élmu sareng Téknologi Jepang, ogé Kamentrian Perekonomian, Industri sareng Téknologi, parantos ngusulkeun "Rencana Strategi Unsur" sareng rencana "Bahan Alternatif Logam Langka". Aranjeunna parantos nyandak ukuran sareng kawijakan kontinyu dina cadangan sumber daya, kamajuan téknologi, akuisisi sumberdaya, sareng milarian bahan alternatif. Mimitian tina tulisan ieu, redaktur bakal ngenalkeun sacara rinci misi pangwangunan sajarah anu penting sareng penting sareng peran unsur bumi jarang ieu.
Terbium kagolong kana katégori taneuh jarang beurat, kalayan kelimpahan lemah dina kerak bumi ukur 1,1 ppm.Terbium oksidakurang ti 0,01% tina total taneuh jarang. Malah dina jenis ion yttrium tinggi bijih bumi jarang beurat kalawan eusi terbium pangluhurna, eusi terbium ngan akun pikeun 1.1-1.2% tina total taneuh jarang, nunjukkeun yén éta milik kategori "mulya" unsur bumi jarang. Terbium mangrupakeun logam abu pérak kalawan ductility sarta tékstur rélatif lemes, nu bisa motong kabuka kalayan péso; Titik lebur 1360 ℃, titik golak 3123 ℃, dénsitas 8229 4kg/m3. Pikeun leuwih ti 100 taun saprak kapanggihna terbium dina 1843, kakurangan jeung nilai na geus nyegah aplikasi praktis na keur lila. Ngan dina 30 taun katukang terbium parantos nunjukkeun bakat unik na.
Papanggihan Terbium
Salila période sarua nalikalantanakapanggih, Karl G. Mosander Swédia dianalisis mimitina kapanggihyttriumsarta medalkeun laporan dina 1842, netelakeun yen bumi yttrium mimitina kapanggih lain oksida unsur tunggal, tapi hiji oksida tilu elemen. Taun 1843, Mossander manggihan unsur terbium ngaliwatan panalungtikanana ngeunaan bumi yttrium. Anjeunna masih ngaranna salah sahijina yttrium bumi jeung salah sahijinaerbium oksida. Nepi ka 1877 resmina dingaranan terbium, kalayan lambang unsur Tb. Ngaranna asalna tina sumber anu sarua jeung yttrium, asalna ti désa Ytterby deukeut Stockholm, Swédia, tempat bijih yttrium munggaran kapanggih. Kapanggihna terbium sareng dua unsur sanésna, lanthanum sareng erbium, muka panto kadua pikeun kapanggihna unsur-unsur bumi jarang, nandaan tahap kadua penemuanna. Ieu munggaran dimurnikeun ku G. Urban dina 1905.
Mossander
Aplikasi tina terbium
Aplikasi tinaterbiumlolobana ngalibatkeun widang teknologi tinggi, nu téhnologi intensif tur proyék motong-ujung intensif pangaweruh, kitu ogé proyék kalawan kauntungan ékonomi signifikan, kalawan prospek ngembangkeun pikaresepeun. Wewengkon aplikasi utama nyaéta: (1) dimangpaatkeun dina bentuk campuran taneuh jarang. Salaku conto, dianggo salaku pupuk majemuk bumi jarang sareng aditif pakan pikeun tatanén. (2) Aktivator pikeun bubuk héjo dina tilu bubuk fluoresensi primér. Bahan optoeléktronik modéren ngabutuhkeun panggunaan tilu warna dasar fosfor, nyaéta beureum, héjo, sareng biru, anu tiasa dianggo pikeun nyintésis sababaraha warna. Sareng terbium mangrupikeun komponén anu penting dina seueur bubuk fluoresensi héjo kualitas luhur. (3) Dipaké salaku bahan panyimpen optik magneto. Film ipis logam transisi terbium logam amorf geus dipaké pikeun nyieun cakram optik magneto berprestasi tinggi. (4) Manufaktur kaca optik magneto. Kaca rotasi Faraday anu ngandung terbium mangrupikeun bahan konci pikeun manufaktur rotator, isolator, sareng circulators dina téknologi laser. (5) Ngembangkeun sarta ngembangkeun terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) geus dibuka nepi aplikasi anyar pikeun terbium.
Pikeun tatanén jeung peternakan
Terbium bumi jarangtiasa ningkatkeun kualitas pepelakan sareng ningkatkeun laju fotosintésis dina kisaran konsentrasi anu tangtu. Kompléks terbium gaduh aktivitas biologis anu luhur, sareng komplék ternary terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, gaduh pangaruh antibakteri sareng baktéri anu hadé dina Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, sareng Escherichia coli, kalayan spéktrum luas antibakteri. sipat. Ulikan ngeunaan kompléx ieu nyadiakeun arah panalungtikan anyar pikeun ubar baktéri modern.
Dipaké dina widang luminescence
Bahan optoeléktronik modéren ngabutuhkeun panggunaan tilu warna dasar fosfor, nyaéta beureum, héjo, sareng biru, anu tiasa dianggo pikeun nyintésis sababaraha warna. Sareng terbium mangrupikeun komponén anu penting dina seueur bubuk fluoresensi héjo kualitas luhur. Lamun kalahiran langka bumi warna TV bubuk fluoresensi beureum geus dirangsang paménta pikeun yttrium jeung europium, teras aplikasi tur ngembangkeun terbium geus diwanohkeun ku jarang bumi tilu warna primér bubuk fluoresensi héjo pikeun lampu. Dina awal 1980-an, Philips nimukeun lampu fluoresensi hemat energi kompak munggaran di dunya sarta gancang ngapromosikeunana sacara global. Ion Tb3+ tiasa ngaluarkeun lampu héjo kalayan panjang gelombang 545nm, sareng ampir sadaya bubuk fluoresensi héjo bumi jarang nganggo terbium salaku aktivator.
Bubuk fluoresensi héjo dipaké pikeun tabung sinar katoda TV warna (CRTs) geus salawasna utamana dumasar kana murah jeung efisien séng sulfida, tapi bubuk terbium geus salawasna dipaké salaku proyéksi warna TV bubuk héjo, kayaning Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, jeung LaOBr: Tb3+. Kalayan pamekaran televisi definisi luhur layar ageung (HDTV), bubuk fluoresensi héjo berkinerja tinggi pikeun CRT ogé dikembangkeun. Salaku conto, bubuk fluoresensi héjo hibrida parantos dikembangkeun di luar negeri, diwangun ku Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, sareng Y2SiO5: Tb3+, anu gaduh efisiensi luminescence anu saé dina kapadetan arus anu luhur.
Bubuk fluoresensi sinar-X tradisional nyaéta kalsium tungstat. Dina taun 1970-an jeung 1980-an, bubuk fluoresensi bumi jarang pikeun layar sensitisasi dikembangkeun, kayaning terbium activated lanthanum sulfide oxide, terbium activated lanthanum bromide oxide (pikeun layar héjo), sarta terbium activated yttrium sulfide oxide. Dibandingkeun sareng kalsium tungstate, bubuk fluoresensi bumi jarang tiasa ngirangan waktos sinar-X pikeun pasien ku 80%, ningkatkeun résolusi film sinar-X, manjangkeun umur tabung sinar-X, sareng ngirangan konsumsi énergi. Terbium ogé dianggo salaku aktivator bubuk fluoresensi pikeun layar paningkatan sinar-X médis, anu tiasa ningkatkeun sensitipitas konversi sinar-X kana gambar optik, ningkatkeun kajelasan film sinar-X, sareng ngirangan dosis paparan sinar-X. sinar ka awak manusa (ku leuwih ti 50%).
Terbiumogé dipaké salaku aktivator dina fosfor LED bodas bungah ku lampu bulao pikeun cahaya semikonduktor anyar. Ieu bisa dipaké pikeun ngahasilkeun terbium aluminium magneto phosphors kristal optik, ngagunakeun lampu biru emitting diodes salaku sumber lampu éksitasi, sarta fluoresensi dihasilkeun dicampurkeun jeung lampu éksitasi pikeun ngahasilkeun lampu bodas murni.
Bahan electroluminescent dijieun tina terbium utamana ngawengku séng sulfida bubuk fluoresensi héjo kalawan terbium salaku aktivator. Dina irradiation ultraviolet, kompléx organik terbium bisa emit fluoresensi héjo kuat sarta bisa dipaké salaku bahan electroluminescent pilem ipis. Sanajan kamajuan signifikan geus dilakukeun dina ulikan ngeunaan film ipis electroluminescent kompléks organik bumi jarang, masih aya gap tangtu tina practicality, jeung panalungtikan dina film ipis electroluminescent kompléx organik bumi jarang jeung alat masih di jero.
Karakteristik fluoresensi terbium ogé dianggo salaku panyilidikan fluoresensi. Interaksi antara kompleks ofloxacin terbium (Tb3+) jeung asam déoksiribonukleat (DNA) diulik ngagunakeun spéktra fluoresensi jeung serapan, saperti usik fluoresensi ofloxacin terbium (Tb3+). Hasilna nunjukkeun yén usik ofloxacin Tb3+ tiasa ngabentuk alur anu ngariung sareng molekul DNA, sareng asam deoksiribonukleat tiasa sacara signifikan ningkatkeun fluoresensi sistem ofloxacin Tb3+. Dumasar kana parobahan ieu, asam déoksiribonukleat bisa ditangtukeun.
Pikeun bahan optik magneto
Bahan kalawan pangaruh Faraday, ogé katelah bahan magneto-optik, loba dipaké dina lasers jeung alat optik lianna. Aya dua jenis umum bahan optik magneto: kristal optik magneto jeung kaca optik magneto. Diantarana, kristal magneto-optik (sapertos yttrium iron garnet sareng terbium gallium garnet) gaduh kaunggulan frékuénsi operasi anu tiasa disaluyukeun sareng stabilitas termal anu luhur, tapi aranjeunna mahal sareng sesah diproduksi. Salaku tambahan, seueur kristal magneto-optik kalayan sudut rotasi Faraday anu luhur gaduh nyerep anu luhur dina rentang gelombang pondok, anu ngabatesan panggunaanana. Dibandingkeun sareng kristal optik magneto, kaca optik magneto gaduh kaunggulan transmitansi anu luhur sareng gampang didamel kana blok atanapi serat ageung. Ayeuna, kacamata magneto-optik sareng pangaruh Faraday anu luhur mangrupikeun gelas doped ion bumi jarang.
Dipaké pikeun bahan panyimpen optik magneto
Dina taun-taun ayeuna, kalayan gancangna perkembangan multimedia sareng otomatisasi kantor, paménta pikeun cakram magnét kapasitas luhur anyar parantos ningkat. Film ipis logam transisi terbium logam amorf geus dipaké pikeun nyieun cakram optik magneto berprestasi tinggi. Di antarana, film ipis alloy TbFeCo boga kinerja pangalusna. bahan magneto-optik dumasar Terbium geus dihasilkeun dina skala badag, sarta cakram magneto-optik dijieunna tina aranjeunna dipaké salaku komponén gudang komputer, kalawan kapasitas gudang ngaronjat ku 10-15 kali. Aranjeunna mibanda kaunggulan kapasitas badag sarta speed aksés gancang, sarta bisa ngusap tur coated puluhan rébu kali lamun dipaké pikeun cakram optik dénsitas tinggi. Aranjeunna bahan penting dina téhnologi gudang informasi éléktronik. Bahan magneto-optik anu paling sering dianggo dina pita anu katingali sareng caket-infra red nyaéta kristal tunggal Terbium Gallium Garnet (TGG), anu mangrupikeun bahan magneto-optik pangsaéna pikeun ngadamel rotator sareng isolator Faraday.
Pikeun kaca optik magneto
Kaca optik magneto Faraday boga transparansi alus tur isotropi di wewengkon katempo jeung infra red, sarta bisa ngabentuk rupa-rupa wangun kompléks. Ieu gampang pikeun ngahasilkeun produk badag-ukuran jeung bisa digambar kana serat optik. Ku sabab éta, éta ngagaduhan prospek aplikasi anu lega dina alat optik magneto sapertos isolator optik magneto, modulator optik magneto, sareng sensor arus serat optik. Alatan momen magnét badag sarta koefisien nyerep leutik dina rentang katempo jeung infra red, ion Tb3+ geus jadi ilahar dipaké ion bumi jarang dina gelas optik magneto.
Terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy
Dina ahir abad ka-20, kalawan deepening kontinyu tina revolusi téhnologis dunya, bahan aplikasi jarang bumi anyar anu gancang munculna. Dina 1984, Iowa State University, Laboratorium Ames Departemen Énergi AS, sareng Pusat Panaliti Senjata Permukaan Angkatan Laut AS (ti mana tanaga utama Edge Technology Corporation (ET REMA) sumping) gawé bareng pikeun ngembangkeun hiji anyar langka. bahan calakan bumi, nyaéta terbium dysprosium ferromagnetic magnetostrictive bahan. bahan calakan anyar ieu boga ciri alus teuing tina gancang ngarobah énérgi listrik kana énergi mékanis. Transduser jero cai sareng elektro-akustik anu didamel tina bahan magnetostrictive raksasa ieu parantos suksés dikonpigurasi dina alat angkatan laut, speaker deteksi sumur minyak, sistem kontrol bising sareng geter, sareng éksplorasi sagara sareng sistem komunikasi bawah tanah. Ku alatan éta, pas bahan magnetostrictive buta terbium dysprosium beusi dilahirkeun, éta narima perhatian lega ti nagara industrial sakuliah dunya. Edge Technologies di Amérika Serikat mimiti ngahasilkeun bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi dina taun 1989 sareng dingaranan Terfenol D. Salajengna, Swédia, Jepang, Rusia, Inggris, sareng Australia ogé ngembangkeun bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi.
Tina sajarah pangwangunan bahan ieu di Amérika Serikat, boh panemuan bahan sareng aplikasi monopolistik awalna aya hubunganana langsung sareng industri militer (sapertos angkatan laut). Sanaos departemén militér sareng pertahanan China laun-laun nguatkeun pamahaman kana bahan ieu. Nanging, kalayan ningkatna kakuatan nasional komprehensif Cina, paménta pikeun ngahontal strategi kompetitif militér abad ka-21 sareng ningkatkeun tingkat peralatan pasti bakal penting pisan. Ku alatan éta, pamakéan nyebar bahan magnetostrictive raksasa terbium dysprosium beusi ku departemén pertahanan militer jeung nasional bakal jadi kabutuhan sajarah.
Pondokna, loba sipat alus teuing tinaterbiumngajadikeun éta hiji anggota indispensable tina loba bahan fungsional jeung hiji posisi irreplaceable dina sababaraha widang aplikasi. Nanging, kusabab harga terbium anu luhur, masarakat parantos diajar kumaha cara ngahindarkeun sareng ngaminimalkeun panggunaan terbium pikeun ngirangan biaya produksi. Contona, bahan magneto-optik bumi langka ogé kedah nganggo béaya rendah kobalt beusi dysprosium atanapi gadolinium terbium kobalt saloba mungkin; Coba ngurangan kandungan terbium dina bubuk fluoresensi héjo nu kudu dipaké. Harga parantos janten faktor penting anu ngabatesan pamakean terbium. Tapi loba bahan hanca teu bisa ngalakukeun tanpa eta, jadi urang kudu taat kana prinsip "ngagunakeun baja alus dina sabeulah" jeung cobaan pikeun ngahemat pamakéan terbium saloba mungkin.
waktos pos: Aug-07-2023