Dúil Draíochtúil Neamhchoitianta: Teirbiam

TeirbiamBaineann sé leis an gcatagóir créanna troma neamhchoitianta, agus tá flúirse íseal ann i screamh an Domhain ag 1.1 ppm amháin.Ocsaíd teirbiamis ionann é agus níos lú ná 0.01% den iomlán créanna neamhchoitianta. Fiú amháin sa mhianach créanna neamhchoitianta troma de chineál ard-ian itriam leis an cion teirbiam is airde, níl ach 1.1-1.2% den iomlán san ábhar teirbiam.cré neamhchoitianta, rud a léiríonn go mbaineann sé leis an gcatagóir “uasal” decré neamhchoitiantaeilimintí. 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 tháinig sé ach le 30 bliain anuas ateirbiamtá a thallann uathúil léirithe aige.

Ag Fionnachtain Stair

D'aimsigh an ceimiceoir Sualannach Carl Gustaf Mosander teirbiam sa bhliain 1843. D'aimsigh sé a eisíontais iocsaíd itriamagusY2O3. ItriamAinmníodh é i ndiaidh shráidbhaile Itby sa tSualainn. Roimh theacht chun cinn na teicneolaíochta malartaithe ian, níor leithlisíodh teirbiam ina fhoirm íon.

Roinn Mossander ar dtúsocsaíd itriamina thrí chuid, ainmnithe i ndiaidh mianta:ocsaíd itriam, ocsaíd eirbiam, agusocsaíd teirbiam. Ocsaíd teirbiambhí sé comhdhéanta de chuid bándearg ar dtús, mar gheall ar an eilimint ar a dtugtar anoiseirbiam. Ocsaíd eirbiam(lena n-áirítear an rud a thugaimid teirbiam air anois) ba chuid gan dath i dtuaslagán é ar dtús. Meastar gur donn an ocsaíd dothuaslagtha den eilimint seo.

Fuair ​​oibrithe níos déanaí deacair breathnú ar “beaga gan dath”ocsaíd eirbiam", ach ní féidir neamhaird a dhéanamh den chuid bándearg intuaslagtha. An díospóireacht faoi bheith annocsaíd eirbiamtá sé 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 eirbiam (sa tuaslagán, bhí sé bándearg). Creidtear anois gur oibrithe a úsáideann déshuilfíd sóidiam nó sulfáit photaisiam chun dé-ocsaíd cheiriam a bhaint asocsaíd itriamcasadh gan choinneteirbiamisteach i gceiriam ina bhfuil deascáin. Ar a dtugtar faoi láthair 'teirbiam', thart ar 1% den bhunaidh amháinocsaíd itriami láthair, ach is leor é seo chun dath buí éadrom a tharchur chuigocsaíd itriamDá bhrí sin,teirbiamis comhpháirt thánaisteach í a raibh ann ar dtús, agus tá sí faoi rialú a comharsana díreacha,gadoliniumagusdisprósiam.

Ina dhiaidh sin, aon uair eilecré neamhchoitiantaScaradh eilimintí ón meascán seo, beag beann ar an gcion den ocsaíd, coinníodh ainm an teirbiam go dtí, sa deireadh, an ocsaíd donn deteirbiamfuarthas i bhfoirm íon é. Níor úsáid taighdeoirí sa 19ú haois teicneolaíocht fluaraiseachta ultraivialait chun nóidíní geala buí nó glasa (III) a bhreathnú, rud a fhágann go bhfuil sé níos fusa terbium a aithint i meascáin nó i dtuaslagáin sholadacha.

Cumraíocht leictreon

Leagan amach leictreonach:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9

An socrú leictreonach deteirbiamis [Xe] 6s24f9. De ghnáth, ní féidir ach trí leictreon a bhaint sula mbíonn an muirear núicléach ró-mhór le go n-ianófar a thuilleadh é. Mar sin féin, i gcásteirbiam, an leath-líontateirbiamceadaíonn sé tuilleadh ianúcháin ar an gceathrú leictreon i láthair ocsaídeoir an-láidir amhail gás fluairín.

Miotal

""

TeirbiamIs miotal cré-annamh bán airgid é le insínteacht, diana agus bogacht is féidir a ghearradh le scian. Pointe leá 1360 ℃, fiuchphointe 3123 ℃, dlús 8229 4kg/m3. I gcomparáid le dúile lantanaíde luatha, tá sé réasúnta cobhsaí san aer. Is miotal an-luchtaithe é an naoú dúil de na dúile lantanaíde, teirbiam, a imoibríonn le huisce chun gás hidrigine a fhoirmiú.

Sa nádúr,teirbiamníor aimsíodh riamh gur dúil shaor í, atá i láthair i méideanna beaga i ngaineamh fosfarach ceiriam tóiriam agus méine sileacain beirilliam itriam.Teirbiambíonn sé ann i gcomhthráth le dúile cré-annamha eile i ngaineamh monaisít, agus cion teirbiam de 0.03% ann de ghnáth. I measc foinsí eile tá fosfáit itriam agus ór cré-annamh, agus is meascáin d'ocsaídí iad araon ina bhfuil suas le 1% teirbiam.

Feidhmchlár

Feidhmiúteirbiambaineann sé 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 leo, 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. Agusteirbiamis comhpháirt riachtanach í i go leor púdair fhluaraiseacha glasa 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

Cré neamhchoitiantateirbiamis féidir feabhas a chur ar cháilíocht barra agus ráta na fótaisintéise a mhéadú laistigh de raon tiúchana áirithe. Tá gníomhaíocht bhitheolaíoch ard ag coimpléisc teirbiam, agus ag coimpléisc thrínárthateirbiam, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, tá éifeachtaí maithe frithbhaictéaracha agus baictéaricídeacha acu ar Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, agus Escherichia coli, agus airíonna frithbhaictéaracha speictrim leathan acu. Soláthraíonn staidéar na gcoimpléasc seo treo taighde nua do dhrugaí baictéaricídeacha nua-aimseartha.

Úsáidte i réimse an lonrúcháin

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 fhluaraiseacha glasa ardchaighdeáin. Má spreag breith púdar fluaraiseach dearg teilifíse daite cré neamhchoitianta an t-éileamh aritriamaguseuropium, ansin cuireadh púdar fluaraiseach glas trí phríomhdhath cré neamhchoitianta le haghaidh lampaí chun cinn maidir 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 púdar fluaraiseach glas cré neamhchoitiantateirbiam, mar ghníomhachtóir.

Is ar shuilfíd since saor agus éifeachtach a úsáidtear an púdar fluaraiseach glas a úsáidtear le haghaidh feadáin chatóideacha teilifíse daite (CRTanna) den chuid is mó, ach úsáideadh púdar teirbiam i gcónaí mar phúdar glas teilifíse daite teilgean, amhail Y2SiO5:Tb3+, Y3 (Al, Ga)5O12:Tb3+, agus LaOBr:Tb3+. Le forbairt teilifíse ardghléine scáileáin mhóir (HDTV), tá púdair fluaraiseacha 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 púdair fluaraiseacha cré-annamh le haghaidh scáileáin íograithe, amhailteirbiam,ocsaíd sulfíde lantánaim gníomhachtaithe, ocsaíd lantánaim bróimíde gníomhachtaithe teirbiam (le haghaidh scáileáin ghlasa), agus ocsaíd sulfíde itriam gníomhachtaithe teirbiam. I gcomparáid le tungstáit chailciam, is féidir le púdar fluaraiseach cré neamhchoitianta am ionradaíochta X-ghathanna d'othair a laghdú 80%, réiteach scannán X-ghathanna a fheabhsú, saolré feadáin X-ghathanna a shíneadh, agus tomhaltas fuinnimh a laghdú. Úsáidtear teirbiam freisin mar ghníomhachtaitheoir púdair fluaraiseach do scáileáin feabhsúcháin X-ghathanna leighis, rud a fhéadann íogaireacht chomhshó X-ghathanna ina n-íomhánna optúla a fheabhsú go mór, soiléireacht scannán X-ghathanna a fheabhsú, agus dáileog nochta X-ghathanna don chorp daonna a laghdú go mór (níos mó ná 50%).

TeirbiamÚsáidtear é 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 optúla maighnéada 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 leictrealúmanacha a dhéantar as teirbiam den chuid is mó ná púdar fluaraiseach glas sulfíde since leteirbiammar an gníomhachtóir. Faoi radaíocht ultraivialait, is féidir le coimpléisc orgánacha teirbiam fluaraiseacht ghlas láidir a astú agus is féidir iad a úsáid mar ábhair leictrea-lonrúla scannáin tanaí. Cé go bhfuil dul chun cinn suntasach déanta i staidéar arcré neamhchoitiantascannáin thanaí leictrealonrúla casta orgánacha, tá bearna áirithe fós ón praiticiúlacht, agus tá taighde ar scannáin thanaí leictrealonrúla casta orgánacha cré-annamh agus gléasanna fós faoi dhoimhneacht.

Úsáidtear tréithe fluaraiseachta teirbiam mar tóireadóirí fluaraiseachta freisin. Rinneadh staidéar ar an idirghníomhaíocht idir coimpléasc ofloxacin terbium (Tb3+) agus aigéad dí-ocsairibonúicléasach (DNA) ag baint úsáide as speictrim fluaraiseachta agus ionsúcháin, amhail tóireadóir fluaraiseachta ofloxacin terbium (Tb3+). Léirigh na torthaí gur féidir leis an tóireadóir ofloxacin Tb3+ ceangal groove a fhoirmiú le móilíní DNA, agus gur féidir le haigéad dí-ocsairibonúicléasach feabhas suntasach a chur ar fhluaraiseacht chóras ofloxacin Tb3+. Bunaithe ar an athrú seo, is féidir aigéad dí-ocsairibonúicléasach 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 uillinneacha rothlaithe Faraday arda 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 ian cré-annamh den chuid is mó iad gloiní maighnéada-optúla a bhfuil éifeacht Faraday ard acu.

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 tanaí cóimhiotail trasdultacha miotail neamhchruthacha teirbiam chun dioscaí maighnéad-optúla ardfheidhmíochta a mhonarú. Ina measc, tá an fheidhmíocht is fearr ag an scannán tanaí cóimhiotail TbFeCo. Tá ábhair mhaighnéad-optúla bunaithe ar theirbiam táirgthe ar scála mór, agus úsáidtear dioscaí maighnéad-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 Garnet Gailliam Teirbiam (TGG) an t-ábhar maighnéad-optúil is coitianta a úsáidtear sna bandaí infheicthe agus gar-infridhearg, arb é an t-ábhar maighnéad-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 doimhniú leanúnach na réabhlóide teicneolaíocha domhanda, bhí ábhair nua chun cré-anna a chur i bhfeidhm ag teacht chun cinn go mear. Sa bhliain 1984, chomhoibrigh Ollscoil Stáit Iowa, Saotharlann Ames de chuid Roinn Fuinnimh na Stát Aontaithe, agus Ionad Taighde Arm Dromchla Chabhlach na Stát Aontaithe (as ar tháinig príomhphearsanra Edge Technology Corporation (ET REMA) a bunaíodh níos déanaí) chun ábhar cliste nua cré-anna a fhorbairt, eadhon ábhar maighnéadastriantach feirmhaighnéadach 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 atá déanta as an ábhar maighnéadastriantach 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 maighnéadastriantach 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 fheidhmchláir mhonaplachta 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, le feabhas suntasach ar neart náisiúnta cuimsitheach na Síne, is cinnte go mbeidh géarghá le straitéis iomaíoch mhíleata don 21ú haois a bhaint amach agus leibhéil trealaimh a fheabhsú. Dá bhrí sin, beidh úsáid fhorleathan ábhar maighnéadastríoch ollmhór iarainn disprósiam teirbiam ag ranna míleata agus cosanta náisiúnta ina riachtanas stairiúil.

Go hachomair, na hairíonna den scoth iomadúla atá agteirbiamrud a fhágann gur ball riachtanach de go leor ábhar feidhmiúil é agus go bhfuil 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 ábhair mhaighnéada-optúla cré neamhchoitianta a úsáid ar chostas íseal freisin.iarann ​​disprósiamcóbalt nó gadolinium terbium cóbalt a oiread agus is féidir; Déan iarracht an cion terbium sa phúdar fluaraiseach glas a chaithfear a úsáid a laghdú. Tá an praghas ina fhachtóir tábhachtach a chuireann srian ar úsáid fhorleathanteirbiamAch 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 a shábháilteirbiaman oiread agus is féidir.

 


Am an phoist: 25 Deireadh Fómhair 2023