Тербияба категорияи заминҳои вазнини нодир тааллуқ дорад, ки миқдори ками он дар қишри Замин ҳамагӣ 1,1 ppm мебошад.Оксиди тербиумкамтар аз 0,01% тамоми маъданҳои нодирро ташкил медиҳад. Ҳатто дар маъданҳои вазнини замини нодир бо навъи ионҳои баланди иттрий, ки дорои миқдори зиёди тербиум мебошанд, миқдори тербиум танҳо 1,1-1,2% -ро ташкил медиҳад.замини нодир, нишон медиҳад, ки он ба категорияи «шариф»-изамини нодирунсурҳо. Дар давоми зиёда аз 100 сол аз замони кашфи тербиум дар соли 1843 камёфт ва арзиши он муддати тӯлонӣ ба татбиқи амалии он халал расонд. Ин танҳо дар 30 соли охир асттербияистеъдоди беназири худро нишон дод.
Кашфи таърих
Химики шведӣ Карл Густаф Мосандер соли 1843 тербиумро кашф кард. Ӯ ифлосиҳои онро дароксиди иттрийваY2O3. Итриумба номи деҳаи Итби дар Шветсия номгузорӣ шудааст. Пеш аз пайдоиши технологияи мубодилаи ион тербиум дар шакли софи худ ҷудо карда нашудааст.
Моссадер аввал тақсим кардоксиди иттрийба се қисм, ки ҳама ба номи маъданҳо ном доранд:оксиди иттрий, оксиди эрбиум, ваоксиди тербиум. Оксиди тербиумаслан аз як қисми гулобӣ иборат буд, бинобар ин унсури ҳоло маълум астэрбиум. Оксиди эрбиум(аз он ҷумла он чизе, ки мо ҳоло тербия меномем) дар ибтидо як қисми беранг дар маҳлул буд. Оксиди ҳалнашавандаи ин элемент қаҳваранг ҳисобида мешавад.
Баъдтар коргарон мушоҳида кардани ночизи беранг душвор шуданд "оксиди эрбиум", аммо қисми гулобии ҳалшавандаро нодида гирифтан мумкин нест. Баҳс дар бораи мавҷудиятиоксиди эрбиумборхо ба миён омадааст. Дар бесарусомонӣ номи аслӣ баргардонида шуд ва табодули номҳо часпида шуд, аз ин рӯ қисми гулобӣ дар ниҳоят ҳамчун маҳлули дорои эрбиум зикр шуд (дар маҳлул гулобӣ буд). Ҳоло чунин мешуморанд, ки коргароне, ки дисульфиди натрий ё сулфати калийро барои хориҷ кардани диоксиди серий азоксиди иттрийнохост гардиштербияба преципитатхои серий дохил мешаванд. Айни замон бо номи'тербия', танҳо тақрибан 1% нусхаи аслӣоксиди иттриймавҷуд аст, аммо ин барои интиқоли ранги зарди равшан кифоя астоксиди иттрий. Бинобар ин,тербияҷузъи дуюмдараҷаест, ки дар аввал онро дар бар мегирад ва аз ҷониби ҳамсоягони бевоситаи он назорат карда мешавад,гадолиниумвадиспрозия.
Баъд, ҳар вақте ки дигарзамини нодирэлементҳо аз ин омехта ҷудо карда шуданд, новобаста аз таносуби оксид, номи terbium то ниҳоят, оксиди қаҳваранг нигоҳ дошта шуд.тербиядар шакли соф ба даст оварда шуд. Муҳаққиқон дар асри 19 технологияи флуорессенсияи ултрабунафшро барои мушоҳидаи гиреҳҳои дурахшон ё сабз (III) истифода набурданд, ки эътироф кардани тербиумро дар омехтаҳо ё маҳлулҳои сахт осонтар кард.
Конфигуратсияи электронӣ
Тарҳбандии электронӣ:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Тартиби электрониитербия[Xe] 6s24f9 аст. Одатан, танҳо се электронро пеш аз он ки заряди ядроӣ барои ионизатсияи минбаъда хеле калон шавад, хориҷ кардан мумкин аст. Аммо, дар суратитербия, ним пур шудтербияимкон медихад, ки электрони чорум дар мав-чуди оксиданти хеле пуркувват ба монанди гази фтор ионизатсияи минбаъдаи электрони чорум шавад.
Металл
Тербияметалли нуқраи сафеди нодири заминӣ буда, тобиш, сахтӣ ва нармӣ дорад, ки бо корд бурида мешавад. Нуқтаи обшавӣ 1360 ℃, нуқтаи ҷӯшиш 3123 ℃, зичӣ 8229 4кг/м3. Дар муқоиса бо унсурҳои барвақти лантанид, он дар ҳаво нисбатан устувор аст. Элементи нӯҳуми элементҳои лантанид, terbium, металли хеле заряднок аст, ки бо об реаксия карда, гази гидрогенро ба вуҷуд меорад.
Дар табиат,тербияҳеҷ гоҳ элементи озод пайдо нашудааст, ки ба миқдори кам дар реги торийи фосфории серий ва маъдани иттриуми кремний бериллий мавҷуд аст.Тербиядар реги монацитӣ бо дигар унсурҳои нодири замин якҷоя мавҷуд аст, ки дар маҷмӯъ 0,03% тербиум дорад. Манбаъҳои дигар фосфати иттрий ва тиллои замини нодирро дар бар мегиранд, ки ҳардуи онҳо омехтаи оксидҳо мебошанд, ки то 1% тербия доранд.
Ариза
Аризаитербияасосан соҳаҳои баландтехнологиро дар бар мегирад, ки лоиҳаҳои пешқадами технологияталаб ва доништалаб мебошанд, инчунин лоиҳаҳое, ки манфиатҳои назарраси иқтисодӣ доранд ва дурнамои ҷолиби рушд доранд.
Самтҳои асосии татбиқ иборатанд аз:
(1) Дар шакли омехтаи заминҳои нодир истифода мешавад. Масалан, он ҳамчун нуриҳои мураккаби заминии нодир ва иловаи ғизо барои кишоварзӣ истифода мешавад.
(2) Фаъолкунанда барои хокаи сабз дар се хокаи флуоресценти ибтидоӣ. Маводҳои оптоэлектроникии муосир истифодаи се ранги асосии фосфорҳоро талаб мекунанд, яъне сурх, сабз ва кабуд, ки онҳоро барои синтез кардани рангҳои гуногун истифода бурдан мумкин аст. Ватербияҷузъи ҷудонашавандаи бисёр хокаҳои флуоресцентии сабзи баландсифат мебошад.
(3) Ҳамчун маводи нигоҳдории оптикии магнитӣ истифода мешавад. Плёнкаҳои тунуки металли аморфӣ аз металлҳои гузаранда барои истеҳсоли дискҳои магнитии оптикии баландсифат истифода мешаванд.
(4) Истеҳсоли шишаи оптикии магнитӣ. Шишаи гардиши Фарадей, ки дорои тербиум аст, як маводи калидӣ барои истеҳсоли ротаторҳо, изоляторҳо ва циркуляторҳо дар технологияи лазерӣ мебошад.
(5) Таҳия ва рушди хӯлаи ферромагнетостриктивии тербиум (ТерФенол) барномаҳои навро барои тербиум кушод.
Барои зироаткорй ва чорводорй
Замини нодиртербиясифати зироатхоро бехтар карда, суръати фотосинтезро дар доираи муайяни концентрация зиёд карда метавонад. Комплексҳои тербиум дорои фаъолияти баланди биологӣ ва комплексҳои сегонаитербия, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, таъсири хуби бактериявӣ ва бактерицидӣ ба Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ва Escherichia coli доранд, ки дорои хосиятҳои антибактериалии васеъ мебошанд. Омӯзиши ин комплексҳо самти нави тадқиқотии доруҳои муосири бактерицидиро фароҳам меорад.
Дар соҳаи люминессенсия истифода мешавад
Маводҳои оптоэлектроникии муосир истифодаи се ранги асосии фосфорҳоро талаб мекунанд, яъне сурх, сабз ва кабуд, ки онҳоро барои синтез кардани рангҳои гуногун истифода бурдан мумкин аст. Ва terbium як ҷузъи ҷудонашаванда дар бисёр хокаҳои флуоресцентии сабзи баландсифат мебошад. Агар таваллуди замини нодир рангаи телевизиони хокаи флуоресценти сурх талаботро ба вуҷуд овардиттриумваевропиум, он гоҳ татбиқ ва рушди terbium аз ҷониби замини нодир се хокаи флуоресценти сабз барои лампаҳо мусоидат карданд. Дар ибтидои солҳои 1980-ум, Philips аввалин лампаи флуоресцентии каммасрафро дар ҷаҳон ихтироъ кард ва зуд онро дар саросари ҷаҳон таблиғ кард. Tb3 + ионҳо метавонанд нури сабзро бо дарозии мавҷи 545 нм бардоранд ва тақрибан ҳама хокаҳои флуоресцентии сабзи заминии нодирро истифода мебарандтербия, ҳамчун фаъолкунанда.
Хокаи флуорессенти сабз, ки барои қубурҳои рентгении катодҳои телевизионии ранга (CRTs) истифода мешавад, ҳамеша асосан ба сулфиди руҳ арзон ва муассир асос ёфтааст, аммо хокаи тербиум ҳамеша ҳамчун хокаи сабзи телевизиони рангин, ба монанди Y2SiO5: Tb3 +, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+ ва LaOBr: Tb3+. Бо таҳияи телевизиони баланд-экрани баланд (HDTV), хокаҳои флуоресцентии сабзи баландсифат барои CRT низ таҳия карда мешаванд. Масалан, дар хориҷа як хокаи гибридии флуоресценти сабз таҳия шудааст, ки аз Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3 +, LaOCl: Tb3 + ва Y2SiO5: Tb3 + иборат аст, ки дар зичии баланди ҷорӣ самаранокии люминессенси аъло доранд.
Хокаи анъанавии флуоресцентии рентгенӣ вольфрати калсий мебошад. Дар солҳои 1970 ва 1980, хокаҳои флуоресцентии нодири замин барои экранҳои ҳассосият таҳия карда шуданд, ба монандитербия,оксиди сулфиди лантани фаъол, оксиди бромиди лантани фаъолшудаи тербий (барои экранҳои сабз) ва оксиди сулфиди итрий фаъолшуда. Дар муқоиса бо вольфрати калсий, хокаи флуоресцентии нодир метавонад вақти шуоъдиҳии рентгениро барои беморон 80% кам кунад, ҳалли филмҳои рентгениро беҳтар созад, умри найҳои рентгениро дароз кунад ва масрафи энергияро кам кунад. Terbium инчунин ҳамчун фаъолкунандаи хокаи флуоресцентӣ барои экранҳои такмилдиҳии рентгении тиббӣ истифода мешавад, ки метавонад ҳассосияти табдили рентгенро ба тасвирҳои оптикӣ беҳтар кунад, возеҳи филмҳои рентгениро беҳтар кунад ва миқдори экспозицияи рентгенро хеле кам кунад. нурҳо ба бадани инсон (зиёда аз 50%).
Тербияинчунин ҳамчун фаъолкунанда дар фосфори сафеди LED истифода мешавад, ки аз нури кабуд барои равшании нави нимноқил ба ҳаяҷон меояд. Онро барои истеҳсоли кристаллҳои кристаллҳои магнитии тербиуми алюминий истифода бурдан мумкин аст, бо истифода аз диодҳои нури кабуд ҳамчун манбаи нури барангезанда ва флуорессенсияи тавлидшуда бо нури ҳаяҷоновар барои тавлиди нури сафеди пок омехта мешавад.
Маводҳои электролюминесцентӣ, ки аз тербиум сохта шудаанд, асосан хокаи флуоресцентии сабз сулфиди руҳро дар бар мегиранд.тербияҳамчун фаъолкунанда. Дар зери шуоъҳои ултрабунафш комплексҳои органикии тербиум метавонанд флуорессенсияи пурқуввати сабзро ба вуҷуд оранд ва онҳоро ҳамчун маводи электролюминесцентии қабати тунук истифода бурдан мумкин аст. Хол он ки дар омузиши он муваффакиятхои калон ба даст оварда шудаандзамини нодирплёнкахои тунуки электролюминесцентии комплексии органикй, аз амалия хануз фосилаи муайян мавчуд аст ва тадкикот дар бораи плёнкахо ва аппаратхои тунуки электролюминесцентии комплекси органикии нодир замин хануз чукур аст.
Хусусиятҳои флуорессенси тербиум инчунин ҳамчун зондҳои флуоресцентӣ истифода мешаванд. Таъсири мутақобилаи комплекси офлоксацин terbium (Tb3+) ва кислотаи дезоксирибонуклеинӣ (ДНК) бо истифода аз спектрҳои флуоресцентӣ ва абсорбсия, ба монанди зондҳои флуорессенси тербиуми офлоксацин (Tb3+) омӯхта шуд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки зондҳои офлоксацин Tb3+ метавонад бо молекулаҳои ДНК пайванди чуқурӣ ба вуҷуд оранд ва кислотаи дезоксирибонуклеин метавонад флуорессенсияи системаи офлоксацин Tb3+ро ба таври назаррас афзоиш диҳад. Дар асоси ин тағирот кислотаи дезоксирибонуклеинро муайян кардан мумкин аст.
Барои маводи магнитии оптикӣ
Маводҳои дорои эффекти Фарадей, ки ҳамчун маводи магнитӣ-оптикӣ маъруфанд, дар лазерҳо ва дигар дастгоҳҳои оптикӣ васеъ истифода мешаванд. Ду намуди маъмули маводи магнитии оптикӣ мавҷуданд: кристаллҳои магнитӣ ва шишаи магнитии оптикӣ. Дар байни онҳо кристаллҳои магнитию оптикӣ (масалан, гранати оҳании иттрий ва гранати галлий тербий) бартариҳои басомади танзимшавандаи корӣ ва устувории баланди гармиро доранд, аммо истеҳсоли онҳо гарон ва душвор аст. Илова бар ин, бисёре аз кристаллҳои магнитию оптикӣ бо кунҷҳои гардиши Фарадей баланд дар диапазони мавҷҳои кӯтоҳ азхудкунии баланд доранд, ки истифодаи онҳоро маҳдуд мекунад. Дар муқоиса бо кристаллҳои магнитии оптикӣ, шишаи оптикии магнитӣ бартарии интиқоли баланд дорад ва ба осонӣ ба блокҳо ё нахҳои калон сохта мешавад. Дар айни замон, айнакҳои магнитӣ-оптикии дорои эффекти баланди Фарадей асосан айнакҳои камёфти ионҳои заминӣ мебошанд.
Барои маводи нигоҳдории магнитии оптикӣ истифода мешавад
Солҳои охир, бо рушди босуръати мултимедиявӣ ва автоматикунонии идораҳо, талабот ба дискҳои нави магнитии пуриқтидор меафзояд. Плёнкаҳои тунуки металли аморфӣ аз металлҳои гузаранда барои истеҳсоли дискҳои магнитии оптикии баландсифат истифода мешаванд. Дар байни онҳо плёнкаи тунуки хӯлаи TbFeCo беҳтарин нишондиҳанда дорад. Дар микьёси калон масолехи магнито-птикии тербия истехсол карда шуда, дискхои магнито-птикии аз онхо сохташуда ба сифати кисмхои нигохдории компютер истифода мешаванд, ки иктидори нигохдории он 10—15 баробар зиёд мешавад. Онҳо бартариҳои иқтидори калон ва суръати дастрасии зуд доранд ва ҳангоми истифодаи дискҳои оптикии зичии баланд даҳҳо ҳазор маротиба пок ва пӯшидан мумкин аст. Онҳо маводи муҳим дар технологияи нигоҳдории иттилооти электронӣ мебошанд. Маводи магнити-оптикии маъмултарин дар бандҳои намоён ва наздик-инфрасурх истифодашаванда як кристалл Terbium Gallium Garnet (TGG) мебошад, ки беҳтарин маводи магнито-оптикӣ барои сохтани ротаторҳо ва изоляторҳои Фарадей мебошад.
Барои шишаи магнитии оптикӣ
Шишаи оптикии магнитии Фарадей дар минтақаҳои намоён ва инфрасурх шаффофият ва изотропияи хуб дорад ва метавонад шаклҳои гуногуни мураккабро ташкил диҳад. Истеҳсоли маҳсулоти калонҳаҷм осон аст ва онро ба нахҳои оптикӣ кашидан мумкин аст. Аз ин рӯ, он дар дастгоҳҳои магнитии оптикӣ, аз қабили изоляторҳои магнитӣ, модуляторҳои магнитӣ ва сенсорҳои ҷараёни нахи оптикӣ дурнамои васеъ дорад. Аз сабаби лаҳзаи бузурги магнитӣ ва коэффисиенти хурди азхудкунӣ дар диапазони намоён ва инфрасурх, Tb3 + ионҳо дар айнакҳои магнитии оптикӣ ба ионҳои нодири замин табдил ёфтанд.
Хӯлаи ферромагнетостриктивии диспрозияи terbium
Дар охири асри 20, бо амиқтар шудани муттасили инқилоби технологии ҷаҳонӣ, маводҳои нави истифодаи замини нодир босуръат пайдо шуданд. Соли 1984 Донишгоҳи давлатии Айова, Лабораторияи Эймс дар Вазорати энергетикаи ИМА ва Маркази тадқиқотии силоҳи рӯизаминии Нерӯи баҳрии ИМА (кормандони асосии Корпоратсияи баъдтар таъсисёфтаи Edge Technology (ET REMA) аз он иборат буданд) барои таҳияи як дастгоҳи нави нодир ҳамкорӣ карданд. маводи интеллектуалии замин, яъне маводи магнитостриктивии ферромагнитӣ диспрозияи terbium. Ин маводи нави интеллектуалӣ дорои хусусиятҳои аълои зуд табдил додани энергияи электрикӣ ба энергияи механикӣ мебошад. Табдилдиҳандаҳои зериобӣ ва электроакустикӣ, ки аз ин маводи азими магнитостриктивӣ сохта шудаанд, дар техникаи баҳрӣ, динамикҳои муайянкунандаи чоҳҳои нафт, системаҳои назорати садо ва ларзиш, системаҳои кашфи укёнус ва алоқаи зеризаминӣ бомуваффақият конфигуратсия карда шудаанд. Бинобар ин, баробари ба дуньё омадани материали бузурги магнитострикивии охани диспрозияи тербиум, ба он аз мамлакатхои саноатй тараккикардаи чахон диккати васеъ пайдо кард. Ширкати Edge Technologies дар Иёлоти Муттаҳида дар соли 1989 истеҳсоли маводи бузурги магнитостриквии оҳани диспрозиуми тербиумро оғоз кард ва онҳоро Terfenol D номиданд. Баъдан, Шветсия, Ҷопон, Русия, Британияи Кабир ва Австралия инчунин маводи бузурги магнитостриквии оҳани тербиумро таҳия карданд.
Аз таърихи инкишофи ин мавод дар Иёлоти Муттаҳида, ҳам ихтирои мавод ва ҳам татбиқи аввалини монополистии он мустақиман ба саноати ҳарбӣ (масалан, флот) алоқаманданд. Ҳарчанд вазоратҳои низомӣ ва дифои Чин тадриҷан фаҳмиши худро дар бораи ин мавод тақвият медиҳанд. Бо вуҷуди ин, бо афзоиши назарраси қудрати ҳамаҷонибаи миллии Чин, талабот барои ноил шудан ба стратегияи рақобатпазирии низомии асри 21 ва беҳтар кардани сатҳи таҷҳизот бешубҳа хеле таъхирнопазир хоҳад буд. Аз ин рӯ, ба таври васеъ истифода бурдани маводи бузурги магнитострикии оҳани диспрозияи тербиумӣ аз ҷониби шӯъбаҳои мудофиаи ҳарбӣ ва миллӣ як зарурати таърихӣ хоҳад буд.
Хулоса, бисёр хосиятҳои аълоитербияонро узви ҷудонашавандаи бисёр маводҳои функсионалӣ ва мавқеи ивазнашаванда дар баъзе соҳаҳои татбиқ гардонад. Аммо аз сабаби гарон будани нархи тербиум, одамон барои кам кардани хароҷоти истеҳсолот чӣ гуна пешгирӣ ва кам кардани истифодаи тербиумро меомӯзанд. Масалан, масолехи магнито-птикии нодири замин низ бояд камхарч истифода шавадоҳани диспрозиумба қадри имкон кобальт ё гадолиниум тербиум; Кӯшиш кунед, ки миқдори тербиумро дар хокаи флуоресценти сабз, ки бояд истифода шавад, кам кунед. Нарх омили муҳимест, ки истифодаи васеъро маҳдуд мекунадтербия. Аммо бисёр маводҳои функсионалӣ бе ин кор карда наметавонанд, аз ин рӯ мо бояд ба принсипи «истифодаи пӯлоди хуб дар майса» риоя кунем ва кӯшиш кунем, ки истифодаи онро сарфа кунем.тербияба қадри имкон.
Вақти фиристодан: октябр-25-2023