Тербияба категорияи вазнин мансуб астзаминхои нодир, бо фаровонии кам дар кишри Замин хамагй 1,1 ppm.Оксиди тербиум камтар аз 0,01% тамоми конҳои нодирро ташкил медиҳад.Ҳатто дар маъданҳои вазнини замини нодири навъи ионҳои баланди итрий, ки дорои миқдори зиёди тербия мебошанд, таркиби тербиум ҳамагӣ 1,1-1,2% аз ҳаҷми умумии замини нодирро ташкил медиҳад, ки он ба категорияи «наҷиб»-и элементҳои нодири замин тааллуқ дорад.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.Танҳо дар 30 соли охир тербиум истеъдоди беназири худро нишон дод.
Кашфи таърих
Химики шведӣ Карл Густаф Мосандер соли 1843 тербиумро кашф кард. Ӯ ифлосиҳои онро дарОксиди итрий (III).ваY2O3.Иттриум ба номи деҳаи Иттерби дар Шветсия гузошта шудааст.Пеш аз пайдоиши технологияи мубодилаи ион тербиум дар шакли софи худ ҷудо карда нашудааст.
Мосант аввал оксиди итрий (III)-ро ба се қисм тақсим кард, ки ҳама ба номи маъданҳо номгузорӣ шудаанд: оксиди итрий (III),Оксиди эрбиум (III)., ва оксиди тербиум.Оксиди тербиум дар ибтидо аз як қисми гулобӣ иборат буд, зеро элементе, ки ҳоло бо номи эрбиум маълум аст."Оксиди Эрбиум (III)" (аз он ҷумла он чизеро, ки мо ҳоло тербия меномем) дар ибтидо қисми аслан рангин дар маҳлул буд.Оксиди ҳалнашавандаи ин элемент қаҳваранг ҳисобида мешавад.
Дертар коргарон «оксиди Эрбиум (III)-и ночизи рангорангро базӯр мушоҳида карда метавонистанд, аммо қисми гулобии ҳалшавандаро нодида гирифтан мумкин набуд.Баҳсҳо дар бораи мавҷудияти оксиди Эрбиум (III) борҳо ба вуҷуд омадаанд.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 бисульфати натрий ё сулфати калийро истифода мебарандОксиди серий (IV).аз оксиди итрий (III) берун карда, беихтиёр тербийро ба тахшини дорои серий табдил медиҳад.Танҳо тақрибан 1% оксиди аслии Yttrium (III), ки ҳоло бо номи "terbium" маъруф аст, барои гузаштани ранги зард ба оксиди Итрий (III) кифоя аст.Аз ин рӯ, terbium як ҷузъи дуюмдараҷаест, ки дар аввал онро дар бар мегирад ва аз ҷониби ҳамсоягони наздики он, гадолиниум ва диспрозия назорат карда мешавад.
Баъдан, њар гоњ аз ин омехта дигар унсурњои нодири замин људо мешуданд, новобаста аз таносуби оксид, номи тербиум нигоњ дошта мешуд, то нињоят оксиди ќањранги тербиум дар шакли соф ба даст омад.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
Конфигуратсияи электрон:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Конфигуратсияи электронии terbium [Xe] 6s24f9 аст.Одатан, танҳо се электронро пеш аз он ки заряди ядроӣ хеле калон шавад, хориҷ кардан мумкин аст, аммо дар ҳолати тербия, тербияи нимпуршуда имкон медиҳад, ки электрони чорум дар ҳузури оксидантҳои хеле қавӣ ба монанди гази фтор минбаъд ионизатсия шавад.
Terbium як металли нуқраи сафеди нодирест, ки қобилият, сахтӣ ва нармӣ дорад, ки онро бо корд буридан мумкин аст.Нуқтаи обшавӣ 1360 ℃, нуқтаи ҷӯшиш 3123 ℃, зичӣ 8229 4кг/м3.Дар муқоиса бо лантаниди барвақт, он дар ҳаво нисбатан устувор аст.Ҳамчун элементи нӯҳуми лантанид, terbium як металлест, ки қувваи барқ дорад.Он бо об реаксия карда, гидрогенро ба вуҷуд меорад.
Дар табиат тербиум ҳеҷ гоҳ элементи озод пайдо нашудааст, ки миқдори ками он дар қумҳои торийи фосфоцерий ва гадолинит мавҷуд аст.Тербиум бо дигар унсурҳои нодири замин дар реги монацитӣ мавҷуд аст, ки дар маҷмӯъ 0,03% тербиум дорад.Сарчашмаҳои дигар маъданҳои нодири тиллои ксенотим ва сиёҳ мебошанд, ки ҳардуи онҳо омехтаи оксидҳо буда, то 1% тербия доранд.
Ариза
Татбиқи terbium асосан соҳаҳои баландтехнологиро дар бар мегирад, ки лоиҳаҳои пешқадами технология ва доништалаб мебошанд, инчунин лоиҳаҳое, ки манфиатҳои назарраси иқтисодӣ доранд, дурнамои ҷолиб 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.Ва terbium як ҷузъи ҷудонашаванда дар бисёр хокаҳои флуоресцентии сабзи баландсифат мебошад.
(3) Ҳамчун маводи нигоҳдории оптикии магнитӣ истифода мешавад.Плёнкахои тунуки металли аморфии тербиуми гузариш барои истехсоли дискхои магнитию оптикии сермахсул 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
Тербияи замини нодир метавонад сифати зироатҳоро беҳтар гардонад ва суръати фотосинтезро дар доираи муайяни консентратсия зиёд кунад.Комплексхои тербия фаъолияти баланди биологй доранд.Комплексҳои сегонаи terbium, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, ба Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis ва Escherichia coli таъсири хуби бактериявӣ ва бактерицидӣ доранд.Онҳо доираи васеи антибактериалӣ доранд.Омухтани чунин комплексхо самти нави тадкикотии дорухои хозиразамони бактерицидиро таъмин мекунад.
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 хокаи сурхи флуоресцентии рангаи замини нодир талаботро ба иттриум ва европиум ҳавасманд карда бошад, пас татбиқ ва рушди тербиум аз ҷониби хокаи нодир се хокаи флуоресценти сабзи ранги сабз барои лампаҳо мусоидат кард.Дар ибтидои солҳои 1980-ум, Philips аввалин лампаи флуоресцентии каммасрафро дар ҷаҳон ихтироъ кард ва зуд онро дар саросари ҷаҳон таблиғ кард.Tb3+ionҳо метавонанд нури сабзро бо дарозии мавҷи 545 нм бардоранд ва қариб ҳама фосфорҳои сабзи замини нодир тербиумро ҳамчун фаъолкунанда истифода мебаранд.
Фосфори сабз барои найчаи рентгении катодҳои телевизионии ранга (CRT) ҳамеша ба сулфиди руҳ асос ёфтааст, ки арзон ва самаранок аст, аммо хокаи terbium ҳамеша ҳамчун фосфори сабз барои телевизионҳои рангаи проексия истифода мешуд, аз ҷумла 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 фосфорҳои нодир барои экранҳои пурқувваткунанда таҳия карда шуданд, аз қабили оксиди сулфури лантани тербиӣ, оксиди броми фаъолшудаи лантан (барои экранҳои сабз), оксиди сулфури тербиум фаъолшудаи итрий (III) бо оксиди статситӣ ва ғайра. хокаи флуоресцентии замини нодир метавонад вақти радиатсияи рентгениро барои беморон 80% кам кунад, ҳалли филмҳои рентгениро беҳтар созад, мӯҳлати 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%).
Terbium инчунин ҳамчун фаъолкунанда дар фосфори сафеди LED истифода мешавад, ки аз нури кабуд барои равшании нимноқилҳои нав ҳаяҷон мекунад.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 электролюминесцентии аз тербиум сохташуда асосан фосфори сабзи руҳ сулфиди бо тербиумро ҳамчун фаъолкунанда дар бар мегиранд.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.Гарчанде дар тадкики плёнкахои тунуки электролюминесцентии органикии комплекси нодири замин муваффакиятхои калон ба даст оварда шуда бошанд хам, дар кори амалй хануз фосилаи муайян мавчуд аст ва тадкикот дар бораи плёнкахо ва аппаратхои тунуки электролюминесцентии комплекси органикии нодири замин хануз чукур давом дорад.
Хусусиятҳои флуорессенси тербиум инчунин ҳамчун зондҳои флуоресцентӣ истифода мешаванд.Масалан, зонди флуорессенси Ofloxacin terbium (Tb3+) барои омӯзиши таъсири мутақобилаи байни комплекси Ofloxacin terbium (Tb3+) ва ДНК (ДНК) аз рӯи спектри флуоресцентӣ ва спектри азхудкунӣ истифода шуд, ки нишон медиҳад, ки Офлоксацин Tb3+ метавонад пайванди монекулиро бо ДНК, ва ДНК метавонад флуорессенси системаи Ofloxacin Tb3+-ро ба таври назаррас афзоиш диҳад.Дар асоси ин тағирот ДНК-ро муайян кардан мумкин аст.
Барои маводи оптикии магнитӣ
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, гранатҳои оҳании итрий 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 оптикии дорои кунҷи 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 магнитию оптикии дорои эффекти баланди Фарадей асосан айнакҳои камёфт бо 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.Барои истеҳсоли дискҳои магнитию оптикии сермахсули металлҳои аморфӣ плёнкаҳои хӯлаи металлии гузаранда 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 инқилоби илмию техникии ҷаҳонӣ, маводҳои нави татбиқшавандаи замини нодир босуръат пайдо мешаванд.Соли 1984 Донишгоҳи давлатии Айоваи Иёлоти Муттаҳида, Лабораторияи Эймс Департаменти Энергетикаи Иёлоти Муттаҳидаи Амрико ва Маркази тадқиқоти рӯизаминии силоҳи баҳрии ИМА (ҳайати асосии ширкати баъдтар таъсисёфтаи American Edge Technology (ET REMA)) аз марказ) якҷоя як маводи нави интеллектуалии замини нодир, яъне маводи бузурги магнитостриктивии оҳании диспрозиумро таҳия карданд.Ин маводи нави Smart дорои хусусиятҳои олии зуд табдил додани энергияи барқ 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, пас аз ба таври қобили мулоҳиза афзудани Қудрати Миллии Чин, талабот барои татбиқи стратегияи рақобати ҳарбӣ дар асри 21 ва баланд бардоштани 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 аълои terbium онро узви ҷудонашавандаи бисёр маводи функсионалӣ ва мавқеи ивазнашаванда дар баъзе соҳаҳои татбиқ мегардонад.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 камьёби замин низ бояд то хадди имкон кобальти охани диспрозия ё кобальти тербиуми гадолиниро камхарч истифода барад;Кӯшиш кунед, ки миқдори тербиумро дар хокаи флуоресценти сабз, ки бояд истифода шавад, кам кунед.Нарх омили муҳиме гардид, ки истифодаи васеи тербиумро маҳдуд мекунад.Аммо бисьёр материалхои функсионалй бе ин кор карда наметавонанд, бинобар ин мо бояд ба принципи «дар майса истифода бурдани пулоди хуб» риоя кунем ва кушиш кунем, ки истифодаи тербиумро харчи бештар сарфа кунем.
Вақти фиристодан: июл-05-2023