Teirbiambaineann sé leis an gcatagóir tromcréanna neamhchoitianta, le flúirse íseal i screamh an Domhain ag 1.1 ppm amháin. Is ionann ocsaíd teirbiam agus níos lú ná 0.01% den chré neamhchoitianta iomlán. Fiú amháin sa mhianach cré neamhchoitianta trom de chineál ian itriam ard leis an cion teirbiam is airde, níl ach 1.1-1.2% den chré neamhchoitianta iomlán i gceist leis an gcion teirbiam, rud a léiríonn go mbaineann sé leis an gcatagóir “uasal” de dhúile cré neamhchoitianta. Le breis agus 100 bliain ó aimsíodh teirbiam i 1843, tá a ghanntanas agus a luach tar éis cosc a chur ar a chur i bhfeidhm praiticiúil ar feadh i bhfad. Níor léirigh teirbiam a thallann uathúil ach le 30 bliain anuas.
Ag Fionnachtain Stair
D'aimsigh an ceimiceoir Sualannach Carl Gustaf Mosander teirbiam sa bhliain 1843. Fuair sé a eisíontais iOcsaíd itriam(III)agusY2O3Ainmníodh itriam i ndiaidh shráidbhaile Ytterby sa tSualainn. Roimh theacht chun cinn na teicneolaíochta malartaithe ian, níor leithlisíodh teirbiam ina fhoirm íon.
Ar dtús, roinn Mosant ocsaíd itriam(III) ina thrí chuid, agus ainmníodh iad uile i ndiaidh mianta: ocsaíd itriam(III),Ocsaíd eirbiam(III), agus ocsaíd teirbiam. Bhí cuid bándearg in ocsaíd teirbiam ar dtús, mar gheall ar an dúil ar a dtugtar eirbiam anois. Ba é “ocsaíd eirbiam(III)” (lena n-áirítear an rud a thugaimid teirbiam air anois) an chuid gan dath den chuid is mó sa tuaslagán ar dtús. Meastar gur donn an ocsaíd dothuaslagtha den dúil seo.
Is ar éigean a d’fhéadfadh oibrithe níos déanaí an “ocsaíd Erbium(III)” beag bídeach gan dath a fheiceáil, ach níorbh fhéidir neamhaird a dhéanamh den chuid bándearg intuaslagtha. Tá díospóireachtaí faoi bheith ann ocsaíd Erbium(III) tagtha chun cinn arís agus arís eile. Sa chaos, cuireadh an t-ainm bunaidh ar ceal agus cuireadh bac ar an malartú ainmneacha, agus mar sin luadh an chuid bándearg sa deireadh mar thuaslagán ina raibh erbium (sa tuaslagán, bhí sé bándearg). Creidtear anois go nglacann oibrithe a úsáideann déshulfáit sóidiam nó sulfáit photaisiamOcsaíd cheiriam(IV)as ocsaíd Itriam(III) agus teirbiam a thiontú go neamhbheartaithe ina dhríodar ina bhfuil ceiriam. Níl ach thart ar 1% den ocsaíd Itriam(III) bhunaidh, ar a dtugtar “teirbiam” anois, leordhóthanach chun dath buí a thabhairt d’ocsaíd Itriam(III). Dá bhrí sin, is comhpháirt thánaisteach é teirbiam a raibh sé ann ar dtús, agus tá sé faoi rialú a chomharsana díreacha, gadolinium agus disprosium.
Ina dhiaidh sin, aon uair a scaradh dúile cré neamhchoitianta eile ón meascán seo, beag beann ar an gcion den ocsaíd, coinníodh an t-ainm teirbiam go dtí gur fuarthas ocsaíd donn teirbiam i bhfoirm íon sa deireadh. Níor úsáid taighdeoirí sa 19ú haois teicneolaíocht fluaraiseachta ultraivialait chun nóidíní geala buí nó glasa (III) a fheiceáil, rud a d’fhág go raibh sé níos fusa teirbiam a aithint i meascáin nó i dtuaslagáin sholadacha.
Cumraíocht leictreon
Cumraíocht leictreon:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Is é [Xe] 6s24f9 cumraíocht leictreon teirbiam. De ghnáth, ní féidir ach trí leictreon a bhaint sula mbíonn an muirear núicléach ró-mhór le go n-ianófar a thuilleadh é, ach i gcás teirbiam, ceadaíonn teirbiam leath-líonta don cheathrú leictreon a bheith ianaithe a thuilleadh i láthair ocsaídeoirí an-láidir amhail gás fluairín.
Is miotal cré-annamh bán airgid é teirbiam a bhfuil insínteacht, diana agus bogacht aige agus is féidir é a ghearradh le scian. Pointe leá 1360 ℃, fiuchphointe 3123 ℃, dlús 8229 4kg/m3. I gcomparáid leis an Lanthanide luath, tá sé réasúnta cobhsaí san aer. Mar an naoú heilimint de Lanthanide, is miotal le leictreachas láidir é teirbiam. Imoibríonn sé le huisce chun hidrigin a fhoirmiú.
Sa nádúr, níor aimsíodh riamh gur dúil shaor í teirbiam, agus tá méid beag de i ngaineamh fosfaicéiriam, tóiriam agus gadolinít. Bíonn teirbiam ann i gcomhthráth le dúile cré-annamha eile i ngaineamh monaisít, agus cion teirbiam de 0.03% ann de ghnáth. Is foinsí eile iad Xenotime agus mianta óir dhubh annamh, ar meascáin d'ocsaídí iad araon agus ina bhfuil suas le 1% teirbiam.
Feidhmchlár
Baineann cur i bhfeidhm terbium den chuid is mó le réimsí ardteicneolaíochta, ar tionscadail cheannródaíocha iad atá dian ar theicneolaíocht agus ar eolas, chomh maith le tionscadail a bhfuil buntáistí eacnamaíocha suntasacha acu, agus ionchais forbartha tarraingteacha acu.
Áirítear ar na príomhréimsí iarratais:
(1) Úsáidte i bhfoirm créanna neamhchoitianta measctha. Mar shampla, úsáidtear é mar leasachán cumaisc créanna neamhchoitianta agus mar bhreiseán beatha don talmhaíocht.
(2) Gníomhaitheoir le haghaidh púdair ghlasa i dtrí phríomhphúdar fluaraiseacha. Éilíonn ábhair optúlaictreonacha nua-aimseartha úsáid trí dhath bhunúsacha fosfair, eadhon dearg, glas agus gorm, ar féidir iad a úsáid chun dathanna éagsúla a shintéisiú. Agus is comhpháirt riachtanach é teirbiam i go leor púdair fluaraiseacha ghlasa ardchaighdeáin.
(3) Úsáidte mar ábhar stórála maighnéad-optúil. Baineadh úsáid as scannáin tanaí cóimhiotail trasdultacha miotail neamhchruthacha teirbiam chun dioscaí maighnéad-optúla ardfheidhmíochta a mhonarú.
(4) Gloine maighnéad-optúil a mhonarú. Is ábhar ríthábhachtach é gloine rothlach Faraday ina bhfuil teirbiam chun rothlóirí, aonraitheoirí agus imshruthaitheoirí a mhonarú i dteicneolaíocht léasair.
(5) Tá forbairt agus forbairt cóimhiotal ferromagnetostrictive disprosium terbium (TerFenol) tar éis feidhmeanna nua a oscailt do terbium.
Le haghaidh talmhaíochta agus feirmeoireachta ainmhithe
Is féidir le teirbiam cré-annamh feabhas a chur ar cháilíocht barra agus ráta na fótaisintéise a mhéadú laistigh de raon tiúchana áirithe. Tá gníomhaíocht bhitheolaíoch ard ag coimpléisc teirbiam. Tá éifeachtaí maithe antibacterial agus baictéaricídeacha ag coimpléisc thrínithe de theirbiam, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O, ar Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis agus Escherichia coli. Tá speictream leathan antibacterial acu. Soláthraíonn staidéar ar choimpléisc den sórt sin treo taighde nua do dhrugaí baictéaricídeacha nua-aimseartha.
Úsáidte i réimse an lonrúcháin
Éilíonn ábhair optoelectronic nua-aimseartha úsáid trí dhath bhunúsacha fosfair, eadhon dearg, glas, agus gorm, ar féidir iad a úsáid chun dathanna éagsúla a shintéisiú. Agus is comhpháirt riachtanach é teirbiam i go leor púdair fluaraiseacha glasa ardchaighdeáin. Má spreag breith púdair fluaraiseacha dearga teilifíse daite cré-annamh an t-éileamh ar itriam agus europium, ansin tá púdar fluaraiseach glas trí phríomhdhath cré-annamh do lampaí curtha chun cinn le cur i bhfeidhm agus forbairt teirbiam. Go luath sna 1980idí, chum Philips an chéad lampa fluaraiseach dlúth coigilte fuinnimh ar domhan agus chuir sé chun cinn go domhanda é go tapa. Is féidir le hiain Tb3+ solas glas a astú le tonnfhad 545nm, agus úsáideann beagnach gach fosfar glas cré-annamh teirbiam mar ghníomhachtóir.
Bhí an fosfar glas le haghaidh feadán ga-chatóideach (CRT) teilifíse daite bunaithe i gcónaí ar shuilfíd since, atá saor agus éifeachtach, ach úsáideadh an púdar teirbiam i gcónaí mar an fosfar glas le haghaidh teilifíse daite teilgean, lena n-áirítear Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ agus LaOBr ∶ Tb3+. Le forbairt teilifíse ardghléine scáileáin mhóir (HDTV), tá púdair fhluaraiseacha glasa ardfheidhmíochta do CRTanna á bhforbairt freisin. Mar shampla, forbraíodh púdar fluaraiseach glas hibrideach thar lear, ina bhfuil Y3 (Al, Ga) 5O12:Tb3+, LaOCl:Tb3+, agus Y2SiO5:Tb3+, a bhfuil éifeachtúlacht lonrúil den scoth acu ag dlús reatha ard.
Is é tungstáit chailciam an púdar fluaraiseach traidisiúnta X-ghathaithe. Sna 1970idí agus sna 1980idí, forbraíodh fosfair chré neamhchoitianta le haghaidh scáileáin dianúcháin, amhail ocsaíd lantánaim sulfair gníomhachtaithe teirbiam, ocsaíd lantánaim bróimín gníomhachtaithe teirbiam (le haghaidh scáileáin ghlasa), ocsaíd itriam (III) sulfair gníomhachtaithe teirbiam, etc. I gcomparáid le tungstáit chailciam, is féidir le púdar fluaraiseach chré neamhchoitianta am ionradaíochta X-ghathaithe d'othair a laghdú 80%, réiteach scannán X-ghathaithe a fheabhsú, saolré feadáin X-ghathaithe a shíneadh, agus tomhaltas fuinnimh a laghdú. Úsáidtear teirbiam freisin mar ghníomhachtóir púdair fluaraiseach le haghaidh scáileáin feabhsúcháin X-ghathaithe leighis, rud a fhéadann íogaireacht chomhshó X-ghathaithe ina n-íomhánna optúla a fheabhsú go mór, soiléireacht scannán X-ghathaithe a fheabhsú, agus dáileog nochta X-ghathanna don chorp daonna a laghdú go mór (níos mó ná 50%).
Úsáidtear teirbiam freisin mar ghníomhachtóir sa fosfar LED bán a spreagtar ag solas gorm le haghaidh soilsiú leathsheoltóra nua. Is féidir é a úsáid chun fosfar criostail maighnéada-optúla alúmanaim teirbiam a tháirgeadh, ag baint úsáide as dé-óidí astaithe solais ghoirm mar fhoinsí solais spreagtha, agus measctar an fhluaraiseacht ghinte leis an solas spreagtha chun solas bán íon a tháirgeadh.
Is éard atá sna hábhair leictrealonrúla atá déanta as teirbiam den chuid is mó fosfar glas sulfíde since le teirbiam mar ghníomhachtóir. Faoi radaíocht ultraivialait, is féidir le coimpléisc orgánacha teirbiam fluaraiseacht ghlas láidir a astú agus is féidir iad a úsáid mar ábhair leictrealonrúla scannáin tanaí. Cé go bhfuil dul chun cinn suntasach déanta i staidéar scannán tanaí leictrealonrúla casta orgánacha cré-annamh, tá bearna áirithe ann fós ón praiticiúlacht, agus tá taighde ar scannáin tanaí leictrealonrúla casta orgánacha cré-annamh agus gléasanna fós faoi dhoimhneacht.
Úsáidtear tréithe fluaraiseachta teirbiam mar tóireadóirí fluaraiseachta freisin. Mar shampla, úsáideadh tóireadóir fluaraiseachta Ofloxacin terbium (Tb3+) chun an t-idirghníomhú idir coimpléasc Ofloxacin terbium (Tb3+) agus DNA (DNA) a imscrúdú trí speictream fluaraiseachta agus speictream ionsúcháin, rud a léiríonn gur féidir leis an tóireadóir Ofloxacin Tb3+ nascadh groove le móilíní DNA, agus gur féidir leis an DNA fluaraiseacht chóras Ofloxacin Tb3+ a fheabhsú go suntasach. Bunaithe ar an athrú seo, is féidir DNA a chinneadh.
Le haghaidh ábhair mhaighnéadoptúla
Úsáidtear ábhair a bhfuil éifeacht Faraday acu, ar a dtugtar ábhair mhaighnéada-optúla freisin, go forleathan i léasair agus i bhfeistí optúla eile. Tá dhá chineál coitianta ábhar maighnéada-optúla ann: criostail mhaighnéada-optúla agus gloine maighnéada-optúil. Ina measc, tá buntáistí minicíochta oibriúcháin inchoigeartaithe agus cobhsaíocht theirmeach ard ag criostail mhaighnéada-optúla (amhail gairnéad iarainn itriam agus gairnéad gailliam teirbiam), ach tá siad costasach agus deacair a mhonarú. Ina theannta sin, tá ionsú ard ag go leor criostail mhaighnéada-optúla a bhfuil uillinn rothlaithe Faraday ard acu sa raon tonnta gearra, rud a chuireann teorainn lena n-úsáid. I gcomparáid le criostail mhaighnéada-optúla, tá buntáiste ag gloine maighnéada-optúil go bhfuil tarchur ard acu agus is furasta bloic nó snáithíní móra a dhéanamh de. Faoi láthair, is gloiní dópáilte le hian cré-annamh iad gloiní maighnéada-optúla a bhfuil éifeacht Faraday ard acu den chuid is mó.
Úsáidte le haghaidh ábhar stórála maighnéad-optúil
Le blianta beaga anuas, le forbairt thapa na n-ilmheán agus uathoibriú oifige, tá méadú tagtha ar an éileamh ar dhioscaí maighnéadacha nua ardacmhainne. Baineadh úsáid as scannáin chóimhiotail trasdultacha miotail neamhchruthacha teirbiam chun dioscaí maighnéada-optúla ardfheidhmíochta a mhonarú. Ina measc, tá an fheidhmíocht is fearr ag an scannán tanaí cóimhiotail TbFeCo. Tá ábhair mhaighnéada-optúla bunaithe ar theirbiam táirgthe ar scála mór, agus úsáidtear dioscaí maighnéada-optúla a dhéantar astu mar chomhpháirteanna stórála ríomhaireachta, agus méadaítear an cumas stórála 10-15 uair. Tá na buntáistí a bhaineann le cumas mór agus luas rochtana tapa acu, agus is féidir iad a ghlanadh agus a sciathú na mílte uair nuair a úsáidtear iad le haghaidh dioscaí optúla ard-dlúis. Is ábhair thábhachtacha iad i dteicneolaíocht stórála faisnéise leictreonacha. Is é criostal aonair Teirbiam Gallium Garnet (TGG) an t-ábhar maighnéada-optúil is coitianta a úsáidtear sna bandaí infheicthe agus gar-infridhearg, arb é an t-ábhar maighnéada-optúil is fearr é chun rothlóirí agus aonraitheoirí Faraday a dhéanamh.
Le haghaidh gloine maighnéadoptúil
Tá trédhearcacht agus iseatrópacht mhaith ag gloine maighnéad-optúil Faraday sna réigiúin infheicthe agus infridhearg, agus is féidir léi cruthanna casta éagsúla a chruthú. Is furasta táirgí móra a tháirgeadh agus is féidir í a tharraingt i snáithíní optúla. Dá bhrí sin, tá ionchais leathana feidhmchláir aici i bhfeistí maighnéad-optúla amhail aonraitheoirí maighnéad-optúla, modúlóirí maighnéad-optúla, agus braiteoirí reatha snáithíní optúla. Mar gheall ar a nóiméad maighnéadach mór agus a chomhéifeacht ionsúcháin beag sa raon infheicthe agus infridhearg, is iain chré-annamh a úsáidtear go coitianta i ngloine maighnéad-optúla i ngloine maighnéad-optúla.
Cóimhiotal ferromagnetostrictive disprosium teirbiam
Ag deireadh an 20ú haois, le dul i méid réabhlóid eolaíoch agus theicneolaíoch an domhain, tá Ábhair Fheidhmeacha nua cré-annamh ag teacht chun cinn go tapa. Sa bhliain 1984, d'fhorbair Ollscoil Stáit Iowa sna Stáit Aontaithe, Saotharlann Ames de chuid Roinn Fuinnimh na Stát Aontaithe agus Ionad Taighde Arm Dromchla Chabhlach na Stát Aontaithe (tháinig príomhphearsanra na Cuideachta Teicneolaíochta Imeall Meiriceánach (ET REMA) a bunaíodh níos déanaí ón ionad) ábhar Cliste nua cré-annamh, eadhon ábhar maighnéadastrinneach ollmhór iarainn disprosium teirbiam. Tá tréithe den scoth ag an ábhar Cliste nua seo maidir le fuinneamh leictreach a thiontú go fuinneamh meicniúil go tapa. Tá na trasduchtóirí faoi uisce agus leictrea-acústacha déanta as an ábhar maighnéadastrinneach ollmhór seo cumraithe go rathúil i dtrealamh cabhlaigh, cainteoirí braite tobair ola, córais rialaithe torainn agus creatha, agus córais taiscéalaíochta aigéin agus cumarsáide faoi thalamh. Dá bhrí sin, a luaithe a rugadh an t-ábhar maighnéadastrinneach ollmhór iarainn disprosium teirbiam, fuair sé aird fhorleathan ó thíortha tionsclaithe ar fud an domhain. Thosaigh Edge Technologies sna Stáit Aontaithe ag táirgeadh ábhair mhaighnéadastriantacha ollmhóra iarainn disprosium terbium sa bhliain 1989 agus thug siad Terfenol D orthu. Ina dhiaidh sin, d'fhorbair an tSualainn, an tSeapáin, an Rúis, an Ríocht Aontaithe, agus an Astráil ábhair mhaighnéadastriantacha ollmhóra iarainn disprosium terbium freisin.
Ó stair fhorbairt an ábhair seo sna Stáit Aontaithe, tá baint dhíreach ag aireagán an ábhair agus a fheidhmeanna monaplachta luatha leis an tionscal míleata (amhail an cabhlach). Cé go bhfuil ranna míleata agus cosanta na Síne ag neartú a dtuiscint ar an ábhar seo de réir a chéile. Mar sin féin, tar éis méadú suntasach a bheith tagtha ar Chumhacht Náisiúnta Chuimsitheach na Síne, is cinnte go mbeidh práinn mhór leis na riachtanais chun straitéis iomaíoch mhíleata a bhaint amach sa 21ú haois agus feabhas a chur ar leibhéal an trealaimh. Dá bhrí sin, beidh úsáid fhorleathan ábhar maighnéadastríoch ollmhór iarainn disprósiam teirbiam ag ranna míleata agus cosanta náisiúnta ina riachtanas stairiúil.
Go hachomair, mar gheall ar na hairíonna den scoth iomadúla atá ag teirbiam, is ball riachtanach de go leor ábhar feidhmiúil é agus tá seasamh dosheachanta aige i roinnt réimsí feidhmchláir. Mar sin féin, mar gheall ar phraghas ard teirbiam, tá daoine ag déanamh staidéir ar conas úsáid teirbiam a sheachaint agus a íoslaghdú chun costais táirgthe a laghdú. Mar shampla, ba cheart d'ábhair mhaighnéada-optúla cré neamhchoitianta cóbalt iarainn disprósiam ar chostas íseal nó cóbalt gadoliniam teirbiam a úsáid a oiread agus is féidir; déan iarracht cion an teirbiam sa phúdar fluaraiseach glas a chaithfear a úsáid a laghdú. Tá an praghas ina fhachtóir tábhachtach a chuireann srian ar úsáid fhorleathan teirbiam. Ach ní féidir le go leor ábhar feidhmiúil maireachtáil gan é, mar sin caithfimid cloí leis an bprionsabal "cruach mhaith a úsáid ar an lann" agus iarracht a dhéanamh úsáid teirbiam a shábháil a oiread agus is féidir.
Am an phoist: 05 Iúil 2023