Terbiyûmdikeve kategoriya giranerdên kêm, bi pirbûna kêm di qalikê Erdê de bi tenê 1.1 ppm. Oksîda terbiumê ji %0.01 kêmtir ji tevahîya erdên nadir pêk tîne. Heta di madenên giran ên erdên nadir ên celebê îyonên îttriumê yên bi rêjeya bilind de ku rêjeya herî bilind a terbiumê lê heye jî, rêjeya terbiumê tenê %1.1-1.2 ji tevahîya erdên nadir pêk tîne, ku nîşan dide ku ew aîdî kategoriya "esîl" a elementên erdên nadir e. Ji keşfa terbiumê di sala 1843an de zêdetirî 100 sal in, kêmbûn û nirxa wê ji bo demek dirêj rê li ber sepandina wê ya pratîkî girtiye. Tenê di 30 salên dawî de terbiumê jêhatîbûna xwe ya bêhempa nîşan daye.
Dîroka Vedîtinê
Kîmyagerê Swêdî Carl Gustaf Mosander di sala 1843an de terbium keşf kir. Wî qirêjiyên wê diOksîda Yttrium(III)ûY2O3Yttrium navê xwe ji gundê Ytterby li Swêdê digire. Berî derketina holê ya teknolojiya danûstandina îyonan, terbyum bi şêweyê xwe yê paqij nehatibû veqetandin.
Mosant pêşî oksîda Yttrium(III) dabeşî sê beşan kir, ku hemî bi navê madenan hatine binavkirin: Oksîda Yttrium(III),Oksîda Erbiyûm(III), û oksîda terbiumê. Oksîda terbiumê di destpêkê de ji beşek pembe pêk dihat, ji ber hêmana ku niha wekî erbium tê zanîn. "Oksîda Erbiyûm(III)" (di nav de tiştê ku em niha jê re terbium dibêjin) di destpêkê de beşa bêreng a di çareseriyê de bû. Oksîda neçareser a vê hêmanê wekî qehweyî tê hesibandin.
Karkerên paşê bi zorê dikarîn "oksîda Erbiyûm(III)" a bêreng a piçûk bibînin, lê beşa pembe ya çareserker nedikarî bê paşguhkirin. Nîqaşên li ser hebûna oksîda Erbiyûm(III) gelek caran derketine holê. Di nav kaosê de, navê orîjînal hate berevajîkirin û guhertina navan asê ma, ji ber vê yekê beşa pembe di dawiyê de wekî çareseriyek ku erbium tê de heye hate behs kirin (di çareseriyê de, ew pembe bû). Niha tê bawerkirin ku karkerên ku sodyûm bîsulfat an potasyûm sulfat bikar tîninOksîda Seryûmê (IV)ji oksîda Yttrium(III) derdikevin û bi nezanî terbiumê vediguherînin sedimentek ku seryûm tê de heye. Tenê nêzîkî %1ê oksîda Yttrium(III) ya orîjînal, ku niha wekî "terbium" tê zanîn, bes e ku rengek zer bide oksîda Yttrium(III). Ji ber vê yekê, terbium pêkhateyek duyemîn e ku di destpêkê de ew tê de hebû, û ew ji hêla cîranên xwe yên rasterast, gadolinium û dysprosium ve tê kontrol kirin.
Piştre, her gava ku hêmanên din ên erdên nadir ji vê tevlihevê hatin veqetandin, bêyî ku rêjeya oksîdê çi be, navê terbiumê heta ku di dawiyê de, oksîda qehweyî ya terbiumê bi şiklê xwe yê paqij hat bidestxistin, hat parastin. Lêkolînerên sedsala 19an teknolojiya fluoresansa ultraviyole bikar neanîn da ku girêkên zer an kesk ên geş (III) bibînin, ev yek jî hêsantir kir ku terbium di tevlihev an çareseriyên hişk de were naskirin.
Mîhengkirina elektronê
Mîhengkirina elektronê:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Şêweya elektronî ya terbiumê [Xe] 6s24f9 e. Bi gelemperî, tenê sê elektron dikarin werin rakirin berî ku barkirina navokî pir mezin bibe ku bêtir were iyonîzekirin, lê di rewşa terbiumê de, terbiuma nîv-dagirtî dihêle ku elektrona çaremîn di hebûna oksîdantên pir bihêz ên wekî gaza florîn de bêtir were iyonîzekirin.
Terbiyûm metalek zîvîn û spî yê nadir e ku xwedan nermî, hişkî û rijandinê ye ku bi kêrê dikare were birîn. Xala helandinê 1360 ℃, xala kelandinê 3123 ℃, densite 8229 4kg/m3. Li gorî Lantanîdên destpêkê, di hewayê de nisbeten sabît e. Wekî hêmana nehemîn a Lantanîdê, terbyûm metalek bi elektrîkek bihêz e. Bi avê re reaksiyon dike û hîdrojenê çêdike.
Di xwezayê de, terbium qet wekî elementek azad nehatiye dîtin, ku mîqdarek piçûk ji wê di qûma fosfoseryûm, toriyûm û Gadolînît de heye. Terbium bi elementên din ên erdên nadir re di qûma monazîtê de bi gelemperî bi rêjeya terbiumê ya 0,03% re hevdem e. Çavkaniyên din Xenotime û kanên zêrê nadir ên reş in, ku her du jî tevliheviyên oksîdan in û heta 1% terbium dihewînin.
Bikaranînî
Bikaranîna terbiumê bi piranî qadên teknolojiya bilind digire nav xwe, ku ew projeyên pêşkeftî yên teknolojîk û zanîn-dijwar in, û her weha projeyên bi feydeyên aborî yên girîng, bi perspektîfên pêşkeftina balkêş in.
Herêmên serlêdana sereke ev in:
(1) Bi şiklê erdî yên nadir ên tevlihev tê bikaranîn. Bo nimûne, ew wekî gubreyek pêkhatî ya erdî ya nadir û lêzêdekirina xwarinê ji bo çandiniyê tê bikaranîn.
(2) Aktîvator ji bo toza kesk di sê tozên floresan ên sereke de. Materyalên optoelektronîk ên nûjen hewceyê karanîna sê rengên bingehîn ên fosforan dikin, ango sor, kesk û şîn, ku dikarin ji bo sentezkirina rengên cûrbecûr werin bikar anîn. Û terbyûm di gelek tozên floresan ên kesk ên bi kalîte de pêkhateyek girîng e.
(3) Wekî materyalek hilanîna magneto optîkî tê bikar anîn. Fîlmên zirav ên hevbendiya metala veguhêz a terbium a metala amorf ji bo çêkirina dîskên magneto-optîkî yên performansa bilind hatine bikar anîn.
(4) Çêkirina cama magneto optîkî. Cama zivirî ya Faraday ku terbium dihewîne, materyalek sereke ye ji bo çêkirina zivirî, îzoleker û gerokên di teknolojiya lazerê de.
(5) Pêşvebirin û pêşvebirina hevbendiya ferromagnetostriktive ya terbium dysprosium (TerFenol) ji bo terbiumê sepanên nû vekiriye.
Ji bo çandinî û xwedîkirina heywanan
Terbiyûma erdên kêm dikare kalîteya berheman baştir bike û rêjeya fotosentezê di nav rêzek diyarkirî ya konsantrasyonê de zêde bike. Kompleksên terbiumê xwedî çalakiya biyolojîkî ya bilind in. Kompleksên sêalî yên terbiumê, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, bandorên antîbakteriyal û bakterîdoks ên baş li ser Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis û Escherichia coli hene. Ew xwedî spektrumek fireh a antîbakteriyal in. Lêkolîna kompleksên weha rêyek lêkolînê ya nû ji bo dermanên bakterîdoks ên nûjen peyda dike.
Di warê luminescence de tê bikar anîn
Materyalên optoelektronîkî yên nûjen hewceyê sê rengên bingehîn ên fosforan dikin, ango sor, kesk û şîn, ku dikarin ji bo sentezkirina rengên cûrbecûr werin bikar anîn. Û terbyûm di gelek tozên floresan ên kesk ên bi kalîte bilind de pêkhateyek girîng e. Ger jidayikbûna toza floresan a sor a televîzyona rengîn a erdên kêm daxwaza îtrîyûm û ewropyûmê zêde kiribe, wê hingê sepandin û pêşkeftina terbyûmê ji hêla toza floresan a sê rengên sereke yên kesk a erdên kêm ji bo çirayan ve hatiye pêşve xistin. Di destpêka salên 1980-an de, Philips yekem çira floresan a kompakt a teserûfa enerjiyê ya cîhanê îcad kir û bi lez li çaraliyê cîhanê belav kir. Îyonên Tb3+ dikarin ronahiya kesk bi dirêjahiya pêlê ya 545nm derxin, û hema hema hemî fosforên kesk ên erdên kêm terbyûmê wekî çalakkerek bikar tînin.
Fosfora kesk ji bo lûleya tîrêjên katodê (CRT) ya TV-ya rengîn her gav li ser bingeha sulfîda zincê hatiye çêkirin, ku erzan û bikêrhatî ye, lê toza terbium her gav wekî fosfora kesk ji bo TV-ya rengîn a projeksiyonê hatiye bikar anîn, di nav de Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ û LaOBr ∶ Tb3+. Bi pêşkeftina televîzyona ekrana mezin a pênaseya bilind (HDTV), tozên floresan ên kesk ên performansa bilind ji bo CRT-yan jî têne pêşve xistin. Mînakî, tozek floresan a kesk a hîbrîd li derveyî welêt hatiye pêşve xistin, ku ji Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, û Y2SiO5: Tb3+ pêk tê, ku di dendika bilind a herikê de xwedan karîgeriya lûmînesansê ya hêja ne.
Toza floresan a kevneşopî ya tîrêjên X tungstateya kalsiyûmê ye. Di salên 1970 û 1980an de, fosforên erdên kêm ji bo ekranên tûjker hatin pêşxistin, wek oksîda Lanthanum a sulfurê ya bi terbiumê çalakkirî, oksîda Lanthanum a bromîn a bi terbiumê çalakkirî (ji bo ekranên kesk), oksîda Yttrium(III) a sulfurê ya bi terbiumê çalakkirî, û hwd. Li gorî tungstateya kalsiyûmê, toza floresan a erdên kêm dikare dema tîrêjkirina tîrêjên X ji bo nexweşan ji sedî 80 kêm bike, çareseriya fîlmên tîrêjên X baştir bike, temenê lûleyên tîrêjên X dirêj bike, û xerckirina enerjiyê kêm bike. Terbiyûm her weha wekî çalakkerek toza floresan ji bo ekranên zêdekirina tîrêjên X ên bijîşkî tê bikar anîn, ku dikare hesasiyeta veguherîna tîrêjên X bo wêneyên optîkî pir baştir bike, zelaliya fîlmên tîrêjên X baştir bike, û doza rûbirûbûna tîrêjên X li ser laşê mirov pir kêm bike (ji sedî 50 zêdetir).
Terbiyûm her wiha wekî çalakkerek di fosfora LED-a spî de ku ji hêla ronahiya şîn ve tê teşwîqkirin ji bo ronîkirina nîvconductor a nû tê bikar anîn. Ew dikare ji bo hilberandina fosforên krîstala magneto-optîkî yên aluminiumê terbium were bikar anîn, bi karanîna dîodên ku ronahiya şîn derdixin wekî çavkaniyên ronahiya teşwîqkirinê, û fluoresansa çêkirî bi ronahiya teşwîqkirinê re tê tevlihev kirin da ku ronahiya spî ya paqij çêbike.
Materyalên elektrolumînesansê yên ji terbiumê hatine çêkirin bi giranî fosfora kesk a sulfîda zînkê bi terbiumê wekî çalakker vedihewîne. Di bin tîrêjên ultraviyole de, kompleksên organîk ên terbiumê dikarin fluoresansa kesk a bihêz derxînin û dikarin wekî materyalên elektrolumînesansê yên fîlmên tenik werin bikar anîn. Her çend di lêkolîna fîlmên tenik ên elektrolumînesansê yên kompleksên organîk ên erdên kêm de pêşkeftinek girîng çêbûbe jî, hîn jî ji pratîkbûnê ve valahiyek heye, û lêkolîna li ser fîlm û cîhazên tenik ên elektrolumînesansê yên kompleksên organîk ên erdên kêm hîn jî kûr e.
Taybetmendiyên fluoresansa terbiumê wekî sondajên fluoresansê jî têne bikar anîn. Bo nimûne, sonda fluoresansa Ofloxacin terbium (Tb3+) ji bo lêkolîna têkiliya di navbera kompleksa Ofloxacin terbium (Tb3+) û DNA (DNA) de bi rêya spektruma fluoresansê û spektruma vegirtinê hate bikar anîn, ku nîşan dide ku sonda Ofloxacin Tb3+ dikare bi molekulên DNAyê re girêdanek çêbike, û DNA dikare fluoresansa pergala Ofloxacin Tb3+ bi girîngî zêde bike. Li ser bingeha vê guhertinê, DNA dikare were destnîşankirin.
Ji bo materyalên magneto optîkî
Materyalên bi bandora Faraday, ku wekî materyalên magneto-optîkî jî têne zanîn, bi berfirehî di lazer û cîhazên din ên optîkî de têne bikar anîn. Du cureyên hevpar ên materyalên magneto-optîkî hene: krîstalên magneto-optîkî û cama magneto-optîkî. Di nav wan de, krîstalên magneto-optîkî (wek garneta hesinî ya Yttrium û garneta terbium gallium) xwedî avantajên frekansa xebitandinê ya verastkirî û aramiya germî ya bilind in, lê ew biha ne û çêkirina wan dijwar e. Wekî din, gelek krîstalên magneto-optîkî yên bi goşeya zivirîna Faraday ya bilind di rêza pêlên kurt de xwedî vegirtina bilind in, ku karanîna wan sînordar dike. Li gorî krîstalên magneto-optîkî, cama magneto-optîkî xwedî avantajên veguhestina bilind e û hêsan e ku meriv bibe blokên mezin an fîberan. Niha, camên magneto-optîkî yên bi bandora Faraday ya bilind bi giranî camên dopîngkirî yên îyonên erdên kêm in.
Ji bo materyalên hilanîna magneto optîkî tê bikar anîn
Di salên dawî de, bi pêşveçûna bilez a multimedia û otomasyona nivîsgehê re, daxwaza dîskên magnetîkî yên kapasîteya bilind ên nû zêde bûye. Fîlmên hevbendiya metala veguhêz a terbium a metala amorf ji bo çêkirina dîskên magneto-optîkî yên performansa bilind hatine bikar anîn. Di nav wan de, fîlma zirav a hevbendiya TbFeCo xwedî performansa çêtirîn e. Materyalên magneto-optîkî yên li ser bingeha terbiumê di pîvanek mezin de hatine hilberandin, û dîskên magneto-optîkî yên ji wan hatine çêkirin wekî pêkhateyên hilanîna komputerê têne bikar anîn, ku kapasîteya hilanînê 10-15 caran zêde bûye. Ew xwedî avantajên kapasîteya mezin û leza gihîştina bilez in, û dema ku ji bo dîskên optîkî yên dendika bilind têne bikar anîn, dikarin bi deh hezaran caran werin paqijkirin û pêçandin. Ew materyalên girîng in di teknolojiya hilanîna agahdariya elektronîkî de. Materyalê magneto-optîkî yê herî zêde tê bikar anîn di bandên xuya û nêzîk-infrared de krîstala yekane ya Terbium Gallium Garnet (TGG) ye, ku çêtirîn materyalê magneto-optîkî ye ji bo çêkirina rotator û îzolekerên Faraday.
Ji bo cama optîkî ya magneto
Cama magneto optîkî ya Faraday di herêmên xuya û înfrared de şefafî û îzotropiyeke baş heye, û dikare gelek şeklên tevlihev çêbike. Hilberîna berhemên mezin hêsan e û dikare di nav fîberên optîkî de were kişandin. Ji ber vê yekê, di cîhazên magneto optîkî yên wekî îzolekerên magneto optîkî, modulatorên magneto optîkî û sensorên herikê yên fîber optîk de derfetên serîlêdanê yên berfireh hene. Ji ber momenta xwe ya magnetîkî ya mezin û katsayiya xwe ya piçûk a vegirtinê di rêza xuya û înfrared de, îyonên Tb3+ bûne îyonên erdên nadir ên ku bi gelemperî di camên magneto optîkî de têne bikar anîn.
Alava ferromagnetostriktive ya Terbium dysprosium
Di dawiya sedsala 20an de, bi kûrbûna şoreşa zanistî û teknolojîk a cîhanê re, Materyalên Bikaranînî yên Erdê yên Nadir ên nû bi lez derdikevin holê. Di sala 1984an de, Zanîngeha Dewleta Iowa ya Dewletên Yekbûyî, Laboratuwara Ames a Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê û Navenda Lêkolînê ya Çekên Rûyê Deryavaniya Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê (personelên sereke yên Şîrketa Teknolojiya Edge ya Amerîkî (ET REMA) ya ku paşê hate damezrandin ji navendê hatin) bi hev re materyalek nû ya Smart a erdê ya nadir, bi navê materyalê magnetostrîk ê hesinê terbium dysprosium a gewre, pêş xistin. Ev materyalê nû yê Smart xwedî taybetmendiyên hêja ye ku enerjiya elektrîkê bi lez vediguherîne enerjiya mekanîkî. Veguhezkarên binavî û elektro-akustîk ên ku ji vê materyalê magnetostrîk ê gewre hatine çêkirin bi serkeftî di alavên deryayî, axaftvanên tespîtkirina bîrên petrolê, pergalên kontrolkirina deng û lerzînê, û pergalên keşfkirina okyanûsan û ragihandinê yên bin erdê de hatine mîheng kirin. Ji ber vê yekê, gava ku materyalê magnetostrîk ê hesinê terbium dysprosium a gewre ji dayik bû, bala berfireh kişand ser xwe ji welatên pîşesazî yên li çaraliyê cîhanê. Edge Technologies li Dewletên Yekbûyî di sala 1989an de dest bi hilberîna materyalên magnetostriktîf ên hesinê terbium dysprosium kir û navê wan kir Terfenol D. Piştre, Swêd, Japonya, Rûsya, Keyaniya Yekbûyî û Avusturalya jî materyalên magnetostriktîf ên hesinê terbium dysprosium pêş xistin.
Ji dîroka pêşveçûna vê materyalê li Dewletên Yekbûyî, hem dahênana materyalê û hem jî sepandinên wê yên yekdestdar ên destpêkê rasterast bi pîşesaziya leşkerî ve girêdayî ne (wek mînak hêza deryayî). Her çend wezaretên leşkerî û parastinê yên Çînê hêdî hêdî têgihîştina xwe ya li ser vê materyalê xurt dikin. Lêbelê, piştî ku Hêza Neteweyî ya Berfireh a Çînê bi girîngî zêde bûye, bê guman pêdiviyên ji bo pêkanîna stratejiya reqabetê ya leşkerî di sedsala 21-an de û baştirkirina asta alavan dê pir lezgîn bin. Ji ber vê yekê, karanîna berfireh a materyalên magnetostriktîf ên hesinî yên gewr ên terbium dysprosium ji hêla wezaretên parastina neteweyî û leşkerî ve dê pêdivîyek dîrokî be.
Bi kurtasî, gelek taybetmendiyên hêja yên terbiumê wê dikin endamek neçar ê gelek materyalên fonksiyonel û di hin warên serîlêdanê de cihekî bêhempa. Lêbelê, ji ber bihayê bilind ê terbiumê, mirov lêkolîn dikin ka meriv çawa ji karanîna terbiumê dûr dikeve û kêm dike da ku lêçûnên hilberînê kêm bike. Mînakî, materyalên magneto-optîkî yên erdên kêm divê kobaltê hesinê dysprosium an jî kobaltê terbium gadolinium bi qasî ku pêkan be bikar bînin; Hewl bidin ku naveroka terbiumê di toza fluoresansa kesk de ku divê were bikar anîn kêm bikin. Biha bûye faktorek girîng ku karanîna berfireh a terbiumê sînordar dike. Lê gelek materyalên fonksiyonel bêyî wê nikarin bikin, ji ber vê yekê divê em pabendî prensîba "bikaranîna pola baş li ser kêrê" bibin û hewl bidin ku karanîna terbiumê bi qasî ku pêkan be xilas bikin.
Dema şandinê: Tîrmeh-05-2023