Рідкісні елементи Земліє незамінними для розвитку високотехнологічних, таких як нова енергія та матеріали, і мають широку цінність застосування в таких галузях, як аерокосмічна, національна оборона та військова промисловість. Результати сучасної війни свідчать про те, що рідкісна зброя домінує на полі бою, рідкісні технологічні переваги землі представляють військові технологічні переваги, а ресурси гарантуються. Тому рідкісні землі також стали стратегічними ресурсами, за які змагаються основні економіки у всьому світі, і ключові стратегії сировини, такі як рідкісні землі, часто піднімаються до національних стратегій. Європа, Японія, Сполучені Штати та інші країни та регіони приділяють більше уваги ключовим матеріалам, таким як рідкісна Земля. У 2008 році Міністерство енергетики США було вказано як "ключові стратегії матеріалів"; На початку 2010 року Європейський Союз оголосив про створення стратегічного заповідника рідкісних земель; У 2007 році Міністерство освіти, культури, науки, науки та технологій Японії, а також Міністерство економіки, промисловості та технологій вже запропонували план "Стратегії елементів" та план "Альтернативні матеріали рідкісних металів". Вони вживали постійних заходів та політики в резервах ресурсів, технологічному прогресу, збору ресурсів та пошуку альтернативних матеріалів. Починаючи з цієї статті, редактор детально представить важливі та навіть незамінні місії історичного розвитку та ролі цих рідкісних елементів Землі.
Тербій належить до категорії важких рідкісних земель, з низьким числом у земній корі - лише 1,1 проміле.Оксид тербіюприпадає менше 0,01% від загальної кількості рідкісних земель. Навіть у високому іонному іонному типі іона важкої рідкісної руди з найвищим вмістом тербію, вміст тербію припадає лише 1,1-1,2% від загальної рідкісної землі, що вказує на те, що вона належить до категорії «благородних» рідкісних елементів Землі. Тербій - це сріблястий сірий метал з пластичним та відносно м'якою текстурою, яку можна розрізати ножем; Точка плавлення 1360 ℃, температура кипіння 3123 ℃, щільність 8229 4 кг/м3. Понад 100 років з моменту відкриття тербіуму в 1843 році його дефіцит та цінність заважають його практичному застосуванню тривалий час. Лише за останні 30 років Terbium показав свій унікальний талант.
Відкриття тербію
За той самий період, колилантанбуло виявлено, Карл Г. Мосандер зі Швеції проаналізував спочатку виявленийітріумі опублікував звіт у 1842 році, уточнивши, що спочатку виявила земля ітрію не є одним елементарним оксидом, а оксидом трьох елементів. У 1843 році Моссандр виявив елемент Тербію через своє дослідження Іттрію Землі. Він все ще назвав один із них ітріум Земля і один з нихоксид ербію. Лише 1877 року його офіційно назвали Terbium, з символом елемента TB. Його іменування походить з того ж джерела, що і ітріум, що походить із села Іттербі поблизу Стокгольма, Швеція, де вперше було виявлено руду ітрію. Відкриття тербіуму та двох інших елементів, Lanthanum та Erbium, відкрили другу двері для відкриття рідкісних елементів Землі, відзначаючи другий етап їх відкриття. Вперше його очистив Г. Урбан у 1905 році.
Моссандер
Застосування тербію
ЗастосуваннятербійЗдебільшого включає високотехнологічні сфери, які є інтенсивними та інтенсивними знаннями передовими проектами, а також проектами зі значними економічними вигодами, з привабливими перспективами розвитку. Основні області застосування включають: (1) використання у вигляді змішаних рідкісних земель. Наприклад, він використовується як рідкісне сполучне добриво та кормові добавки для сільського господарства. (2) Активатор зеленого порошку в трьох первинних люмінесцентних порошках. Сучасні оптоелектронні матеріали потребують використання трьох основних кольорів фосфорів, а саме червоного, зеленого та синього, які можна використовувати для синтезу різних кольорів. І тербій-це незамінний компонент у багатьох високоякісних зелених люмінесцентних порошках. (3) Використовується як магніто оптичний матеріал для зберігання. Аморфні металеві тербієві перехідні металі тонкі плівки використовувались для виготовлення високоефективних оптичних дисків магніто. (4) Виробництво оптичного скла магніто. Робітко -скло, що містить тербій, є ключовим матеріалом для виготовлення ротаторів, ізоляторів та циркуляторів у лазерній технології. (5) Розробка та розвиток тербієвого диспрозію феромагнетостриктивного сплаву (терфенол) відкрила нові програми для тербіуму.
Для сільського господарства та тваринництва
Рідкісний земний тербійможе покращити якість культур та збільшити швидкість фотосинтезу в певному діапазоні концентрації. Комплекси тербій мають високу біологічну активність, а потрійні комплекси тербію, туберкульоз (ALA) 3BENIM (CLO4) 3-3H2O, мають хороший антибактеріальний та бактерікідний вплив на стафілокук з бакільовим субтилісом та ешаріхійською паличкою, з широко спектрутними антибактеріальними властивостями. Дослідження цих комплексів забезпечує новий напрямок дослідження сучасних бактерицидних препаратів.
Використовується в полі люмінесценції
Сучасні оптоелектронні матеріали потребують використання трьох основних кольорів фосфорів, а саме червоного, зеленого та синього, які можна використовувати для синтезу різних кольорів. І тербій-це незамінний компонент у багатьох високоякісних зелених люмінесцентних порошках. Якщо народження рідкісного кольору земного кольору червоного флуоресцентного порошку стимулювало попит на іттрію та європію, то застосування та розвиток тербію сприяли рідкісним трьома кольоровим кольоровим флуоресцентним порошком для світильників. На початку 1980-х Philips винайшов першу в світі компактну енергозберігаючу флуоресцентну лампу і швидко пропагував її в усьому світі. Іони TB3+можуть випромінювати зелене світло за допомогою довжини хвилі 545 нм, і майже всі рідкісні зелені флуоресцентні порошки використовують тербій як активатор.
Зелений флуоресцентний порошок, що використовується для кольорових катодних променів (СРТ) завжди базувався в основному на дешевому та ефективному сульфіді цинку, але порошок тербію завжди використовувався як проекційний колір зелений порошок, наприклад, Y2sio5: Tb3+, Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+та LAOBR: TB3+. З розробкою телевізійного телебачення високої чіткості (HDTV) також розробляється високопродуктивні зелені флуоресцентні порошки для CRT. Наприклад, гібридний зелений флуоресцентний порошок був розроблений за кордоном, що складається з Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+та Y2SIO5: TB3+, які мають чудову ефективність люмінесценції при високій щільності струму.
Традиційний рентгенівський флуоресцентний порошок-це вольфамент кальцію. У 1970 -х та 1980 -х роках були розроблені рідкісні флуоресцентні порошки землі для екранів сенсибілізації, такі як оксид сульфіду сульфіду, активованого тербієм, оксид броміду лантанів (для зелених екранів) та оксид сульфіду ітрію. Порівняно з кальцієвим вольфасатом, рідкісний флуоресцентний порошок Землі може скоротити час рентгенівського опромінення для пацієнтів на 80%, покращити роздільну здатність рентгенівських плівок, продовжити термін експлуатації рентгенівських труб та зменшити споживання енергії. Тербій також використовується як флуоресцентний активатор порошку для медичних екранів рентгенівських променів, що може значно підвищити чутливість рентгенівської конверсії в оптичні зображення, покращити ясність рентгенівських плівок і значно зменшує дозу опромінення рентгенограми (більш ніж 50%).
Тербійтакож використовується як активатор у білому світлодіодному фосфорі, збудженому синім світлом для нового напівпровідникового освітлення. Він може бути використаний для отримання оптичних кристалічних фосфорів з алюмінієвим алюмінієвим магнієм, використовуючи діоди, що випромінюють синє світло, як джерела світла, а генерована флуоресценція змішується з світлом збудження для отримання чистого білого світла.
Електролюмінесцентні матеріали, виготовлені з тербію, в основному включають сульфідний зелений флуоресцентний порошок цинку з тербієм як активатор. Під ультрафіолетовим опроміненням органічні комплекси тербію можуть випромінювати сильну зелену флуоресценцію і можуть використовуватися як тонкі плівкові електролюмінесцентні матеріали. Хоча значний прогрес був досягнутий у дослідженні рідкісних органічних комплексних електролюмінесцентних тонких плівок, все ще існує певний проміжок практичності, і дослідження рідкісних органічних електролюмінесцентних тонких плівок та пристроїв досі є глибиною.
Характеристики флуоресценції також використовуються як зонди флуоресценції. Взаємодія міжлоксцин -тербієм (TB3+) комплексом та дезоксирибонуклеїновою кислотою (ДНК) вивчали за допомогою флуоресценційних та поглинальних спектрів, таких як флуоресцентний зонд Ofloxacin Terbium (TB3+). Результати показали, що зонд Ofloxacin TB3+може утворювати зв'язування канавки з молекулами ДНК, а дезоксирибонуклеїнова кислота може значно посилити флуоресценцію системи OFLOXACIN TB3+. На основі цієї зміни можна визначити дезоксирибонуклеїнову кислоту.
Для магніто оптичних матеріалів
Матеріали з ефектом Фарадея, також відомими як магніто-оптичні матеріали, широко використовуються в лазерах та інших оптичних пристроях. Існує два поширених типів оптичних матеріалів магнето: оптичні кристали магніто та оптичне скло магніто. Серед них магнітооптичні кристали (такі як залізний гранат Yttrium та гранат Terbium Gallium) мають переваги регульованої робочої частоти та високої термічної стійкості, але вони дорогі і важкі для виготовлення. Крім того, багато магніто-оптичних кристалів з високими кутами обертання Фарадея мають високе поглинання в діапазоні коротких хвиль, що обмежує їх використання. Порівняно з оптичними кристалами Magneto, оптичне скло магніто має перевагу високої пропускання і його легко перетворити у великі блоки або волокна. В даний час магнітооптичні окуляри з високим ефектом Фарадей-це в основному рідкісні окуляри іонні іонні.
Використовується для оптичних матеріалів для зберігання магніто
Останніми роками, при швидкому розвитку мультимедіа та автоматизації офісу, попит на нові магнітні диски з високою ємністю зростає. Аморфні металеві тербієві перехідні металі тонкі плівки використовувались для виготовлення високоефективних оптичних дисків магніто. Серед них тонка плівка сплаву Tbfeco має найкращу виставу. Магнітооптичні матеріали на основі тербіуму були виготовлені у великих масштабах, а магнітооптичні диски, виготовлені з них, використовуються як компоненти для зберігання комп'ютера, при цьому ємність зберігання збільшується на 10-15 разів. Вони мають переваги великої ємності та швидкої швидкості доступу, і їх можна витерти та покрити десятки тисяч разів при використанні для оптичних дисків високої щільності. Вони є важливими матеріалами в електронній технології зберігання інформації. Найпоширеніший магніто-оптичний матеріал у видимих і майже інфрачервоних смугах-це монокристал з гранатом Terbium Gallium (TGG), який є найкращим магнітооптичним матеріалом для виготовлення ротаторів Фарадея та ізоляторів.
Для оптичного скла магнето
Оптичне скло Faraday Magneto має хорошу прозорість та ізотропію у видимих та інфрачервоних областях, і може утворювати різні складні форми. Легко виробляти продукти великого розміру і його можна втягнути в оптичні волокна. Тому він має широкі перспективи застосування в оптичних пристроях Magneto, таких як оптичні ізолятори Magneto, оптичні модулятори магніто та датчики волоконно -оптичного струму. Через свій великий магнітний момент та невеликий коефіцієнт поглинання у видимому та інфрачервоному діапазоні, іони TB3+стали зазвичай використовуваними рідкісними іонами землі в оптичних окулярах магніто.
Тербій Діспроніум Ферромагнетостриктивний сплав
Наприкінці 20 століття з безперервним поглибленням світової технологічної революції швидко з'являлися нові матеріали про застосування в рідкісних землях. У 1984 році Державний університет штату Айова, лабораторія Еймса Міністерства енергетики США та Центр досліджень зброї ВМС США (з якого прийшов головний персонал пізнішої створеної корпорації Edge Technology (ET Rema)), щоб розробити новий рідкісний інтелектуальний матеріал Terbium Dysprosium. Цей новий інтелектуальний матеріал має чудові характеристики швидко перетворення електричної енергії в механічну енергію. Підводні та електроакустичні перетворювачі, виготовлені з цього гігантського магнітостриктивного матеріалу, були успішно налаштовані в військово-морському обладнанні, динаміках виявлення нафтових свердловин, системах управління шумом та вібрацією та системами розвідки океану та підземних зв'язків. Тому, як тільки народився магітостриктивне матеріал з тербієм -диспозій заліза, він приділяв широку увагу з боку індустріалізованих країн світу. Edge Technologies у Сполучених Штатах почали виробляти тербіум -диспронію залізо гігантських магнітостриктивних матеріалів у 1989 році і назвали їх Терфенол Д. Згодом Швеція, Японія, Росія, Великобританія та Австралія також розробили тербійні гігантські магнітостриктивні матеріали.
З історії розвитку цього матеріалу в Сполучених Штатах як винахід матеріалу, так і його ранні монополістичні програми безпосередньо пов'язані з військовою промисловістю (наприклад, ВМС). Хоча військові та оборонні відділи Китаю поступово зміцнюють своє розуміння цього матеріалу. Однак, зі значним посиленням всебічної національної сили Китаю, попит на досягнення військової конкурентної стратегії 21 століття та покращення рівня обладнання, безумовно, буде дуже нагальним. Тому широко розповсюджене використання гігантських магнітостриктивних матеріалів, що належать до боротьби з тербієм, військовими та національними оборонними департаментами, буде історичною необхідністю.
Коротше кажучи, багато чудових властивостейтербійЗробіть його незамінним членом багатьох функціональних матеріалів та незамінним положенням у деяких полях застосування. Однак через високу ціну тербію люди вивчали, як уникнути та мінімізувати використання тербію з метою зменшення виробничих витрат. Наприклад, рідкісні земляні магніто-оптичні матеріали також повинні використовувати недорогий кобальт із залізом з недорогими або гадоліній тербіум кобальт; Спробуйте зменшити вміст тербія в зеленому флуоресцентному порошку, який необхідно використовувати. Ціна стала важливим фактором, що обмежує широке використання тербію. Але багато функціональних матеріалів не можуть обійтися без нього, тому ми повинні дотримуватися принципу "використання хорошої сталі на лезі" і намагатися максимально зберегти використання тербій.
Час посади: 07-2023