جادویی نادره ځمکه عنصر: ټربیوم

ټربیومد درنو کټګورۍ پورې اړه لرينادره ځمکهد ځمکې په کرسټ کې یوازې په 1.1 ppm کې د ټیټ کثرت سره. ټربیوم اکسایډ د ټولې نادرې ځمکې له 0.01٪ څخه کم جوړوي. حتی په لوړ یټریوم آیون ډوله درانه نادره ځمکی ایسک کې چې د تربیم خورا لوړ مینځپانګه لري ، د ټربیوم مینځپانګه یوازې د ټولې نادرې ځمکې 1.1-1.2٪ برخه جوړوي ، دا په ګوته کوي چې دا د نادر ځمکې عناصرو "عظیم" کټګورۍ پورې اړه لري. په 1843 کې د ټربیوم له کشف راهیسې د 100 کلونو لپاره، د هغې کمښت او ارزښت د اوږدې مودې لپاره د عملي کار مخه نیولې ده. دا یوازې په تیرو 30 کلونو کې دی چې تربیم خپل ځانګړی استعداد ښودلی دی.

د تاریخ کشف

سویډني کیمیا پوه کارل ګوستاف موساندر په ۱۸۴۳ کال کې تربیوم کشف کړ.Yttrium(III) اکسایداوY2O3. Yttrium په سویډن کې د Ytterby د کلي په نوم نومول شوی. د آیون تبادلې ټیکنالوژۍ رامینځته کیدو دمخه ، ټربیوم په خپل خالص شکل کې جلا نه و.

Mosant لومړی د Yttrium (III) اکسایډ په دریو برخو ویشلی، چې ټول یې د کانونو په نوم نومول شوي: Yttrium (III) اکسایډ،ایربیوم (III) اکساید، او ټربیوم آکسایډ. ټربیوم اکسایډ په اصل کې د ګلابي برخې څخه جوړ شوی و، د عنصر له امله چې اوس د ایربیوم په نوم پیژندل کیږي. "Erbium(III) اکسایډ" (پشمول هغه څه چې موږ یې اوس terbium وایو) په اصل کې په محلول کې بې رنګه برخه وه. د دې عنصر نه حل کیدونکی اکسایډ نسواري ګڼل کیږي.

وروسته کارګرانو په سختۍ سره کوچني بې رنګ "Erbium(III) اکسایډ" لیدلی و، مګر محلول ګلابي برخه له پامه غورځول کیدی نشي. د ایربیوم (III) اکسایډ د شتون په اړه بحثونه په مکرر ډول راپورته شوي. په افراتفری کې، اصلي نوم بیرته واخیستل شو او د نومونو تبادله ودرول شوه، نو د ګلابي برخه په پای کې د حل په توګه یادونه وشوه چې erbium لري (په حل کې، دا ګلابي وه). اوس داسې انګیرل کیږي چې هغه کارګران چې سوډیم بیسلفیټ یا پوتاشیم سلفیټ کارويسیریم (IV) اکسایدد Yttrium (III) اکسایډ څخه بهر او په غیر ارادي ډول ټربیوم په سیریوم لرونکی سلایډ بدلوي. د اصلي Yttrium (III) اکساید یوازې 1٪، چې اوس د "ټربیوم" په نوم پیژندل کیږي، یو ژیړ رنګ Yttrium (III) اکساید ته انتقالولو لپاره کافي دی. له همدې امله، ټربیوم یوه ثانوي برخه ده چې په پیل کې دا لري، او دا د نږدې ګاونډیانو، ګدولینیم او ډیسپروسیم لخوا کنټرول کیږي.

وروسته بیا، کله چې د ځمکې نور نادر عناصر له دې مخلوط څخه جلا شول، د اکساید تناسب ته په پام سره، د تربیوم نوم پاتې شو تر دې چې په پای کې د تربیوم نسواري اکسایډ په خالص شکل کې ترلاسه شو. په 19 پیړۍ کې څیړونکو د روښانه ژیړ یا شنه نوډولونو (III) د لیدو لپاره د الټرا وایلیټ فلوروسینس ټیکنالوژي نه کارولې ، چې دا د ټربیوم لپاره اسانه کوي چې په جامد مرکبونو یا محلولونو کې پیژندل شي.
د الکترون ترتیب

د الکترون ترتیب:

1s2 2s2 2s6 3s2 3s2 3s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9

د ټربیوم الکترون ترتیب [Xe] 6s24f9 دی. په نورمال ډول، یوازې درې الیکترونونه لرې کیدی شي مخکې له دې چې اټومي چارج ډیر لوی شي ترڅو نور ionized شي، مګر د ټربیوم په صورت کې، نیم ډک ټربیوم څلورم الکترون ته اجازه ورکوي چې د ډیر قوي اکسیډنټ لکه فلورین ګاز په شتون کې نور ionized شي.

ټربیوم فلز

ټربیوم د سپینو زرو سپین نادر فلز دی چې د نرموالي، سختۍ او نرمۍ سره چې د چاقو سره پرې کیدی شي. د خړوبولو نقطه 1360 ℃، د جوش نقطه 3123 ℃، کثافت 8229 4kg/m3. د لومړني لینتانایډ په پرتله ، دا په هوا کې نسبتا مستحکم دی. د Lanthanide نهم عنصر په توګه، terbium یو فلز دی چې قوي بریښنا لري. دا د اوبو سره تعامل کوي ترڅو هایدروجن جوړ کړي.

په طبیعت کې، ټربیوم هیڅکله وړیا عنصر نه دی موندلی، چې لږ مقدار یې په فاسفوسیریم توریوم شګه او ګادولینایټ کې شتون لري. ټربیوم په مونازیټ شګه کې د ځمکې د نورو نادر عناصرو سره یوځای شتون لري، په عمومي ډول د 0.03٪ ټربیوم مینځپانګې سره. نورې سرچینې Xenotime او تور نادر سرو زرو کانونه دي، چې دواړه د اکسایدونو مخلوط دي او تر 1٪ پورې ټربیوم لري.

غوښتنلیک

د ټربیوم په تطبیق کې تر ډیره د لوړ ټیکنالوژۍ ساحې شاملې دي، کوم چې د ټیکنالوژۍ ژورې او د پوهې ژورې پروژې دي، او همدارنګه هغه پروژې چې د پام وړ اقتصادي ګټې لري، د پام وړ پراختیایي امکاناتو سره.

د غوښتنلیک اصلي ساحې شاملې دي:

(1) د مخلوط نادر ځمکې په بڼه کارول کیږي. د مثال په توګه، دا د کرنې لپاره د ځمکې د نایاب مرکب سرې او تغذیه اضافه کونکي په توګه کارول کیږي.

(2) په دریو لومړني فلوروسینټ پوډر کې د شنه پوډر لپاره فعالونکی. عصري آپټو الکترونیکي توکي د فاسفورس درې اصلي رنګونو کارولو ته اړتیا لري، لکه سور، شنه او نیلي، چې د مختلفو رنګونو ترکیب لپاره کارول کیدی شي. او ټربیوم په ډیری لوړ کیفیت شنه فلوروسینټ پوډرونو کې لازمي برخه ده.

(3) د مقناطیسي نظری ذخیره کولو موادو په توګه کارول کیږي. Amorphous فلزي terbium انتقالي فلزي مصر پتلي فلمونه د لوړ فعالیت مقناطیسي-نظری ډیسکونو جوړولو لپاره کارول شوي.

(4) د مقناطیسي نظری شیشې تولید. د فاراډې روټریټري شیشې چې ټربیوم لري د لیزر ټیکنالوژۍ کې د روټیټرونو ، جلا کونکو او سرکولیټرونو جوړولو لپاره کلیدي مواد دي.

(5) د terbium dysprosium ferromagnetostrictive alloy (TerFenol) پراختیا او پراختیا د terbium لپاره نوي غوښتنلیکونه خلاص کړي دي.

د کرنې او مالدارۍ لپاره

د ځمکې نادره ټربیوم کولی شي د فصل کیفیت ښه کړي او د فوټوسنتیز کچه په یو ټاکلي غلظت کې لوړه کړي. د Terbium کمپلیکس لوړ بیولوژیکي فعالیت لري. د ترنري کمپلیکس د terbium، Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3 · 3H2O، په Staphylococcus aureus، Bacillus subtilis او Escherichia coli باندې ښه باکتریا ضد او باکتریا ضد اغیزې لري. دوی د باکتریا ضد پراخه سپیکٹرم لري. د دې ډول کمپلکسونو مطالعه د عصري باکتریا وژونکو درملو لپاره د څیړنې نوې لار وړاندې کوي.

د luminescence په ساحه کې کارول کیږي

عصري آپټو الکترونیکي توکي د فاسفورس درې اصلي رنګونو کارولو ته اړتیا لري، لکه سور، شنه او نیلي، چې د مختلفو رنګونو ترکیب لپاره کارول کیدی شي. او ټربیوم په ډیری لوړ کیفیت شنه فلوروسینټ پوډرونو کې لازمي برخه ده. که چیرې د نادر ځمکې رنګ تلویزیون سور فلوروسینټ پاؤډر زیږون د یتریوم او یوروپیم غوښتنې هڅولې وي ، نو د ټربیم غوښتنلیک او پراختیا د څراغونو لپاره د نادر ځمکې درې لومړني رنګ شنه فلوروسینټ پاؤډ لخوا هڅول شوې. د 1980 لسیزې په لومړیو کې، فیلیپس د نړۍ لومړی کمپیکٹ د انرژۍ سپمولو فلوروسینټ څراغ اختراع کړ او په چټکۍ سره یې په نړیواله کچه وده ورکړه. Tb3 + آیون کولی شي شنه رڼا د 545nm طول موج سره خارج کړي، او نږدې ټول نادره ځمکه شنه فاسفورس د فعالونکي په توګه ټربیوم کاروي.

د رنګین تلویزیون کیتوډ رې ټیوب (CRT) لپاره شنه فاسفور تل د زینک سلفایډ پراساس دی ، کوم چې ارزانه او مؤثره دی ، مګر د ټربیوم پاؤډ تل د پروجیکشن رنګ تلویزیون لپاره د شنه فاسفور په توګه کارول شوی ، پشمول Y2SiO5 ∶ Tb3+, Y3 ( Al, Ga) 5O12 ∶ Tb3+ او LaOBr ∶ Tb3+. د لوی سکرین لوړ تعریف تلویزیون (HDTV) پراختیا سره ، د CRTs لپاره د لوړ فعالیت شنه فلوروسینټ پوډر هم رامینځته کیږي. د مثال په توګه، یو هایبرډ شنه فلوروسینټ پاؤډ په بهر کې رامینځته شوی، چې پکې شامل دي Y3 (Al، Ga) 5O12: Tb3+، LaOCl: Tb3+، او Y2SiO5: Tb3+، کوم چې په لوړ اوسني کثافت کې د غوره لومینیسینس موثریت لري.

دودیز ایکس رے فلوروسینټ پوډر د کلسیم ټنګسټیټ دی. په 1970 او 1980 لسیزو کې، د سختو سکرینونو لپاره د ځمکې نادر فاسفورسونه رامینځته شوي، لکه ټربیوم فعال سلفر لینتانوم اکسایډ، ټربیم فعال شوي برومین لینتانوم اکسایډ (د شنو سکرینونو لپاره)، د ټربیوم فعال سلفر یوټریوم (III)، کمپلیکیټینګ اکساید او نور. نادره ځمکه فلوروسینټ پاؤډر کولی شي د ناروغانو لپاره د ایکس رے شعاع 80٪ کم کړي ، د ایکس رے فلمونو حل ته وده ورکړي ، د ایکس رے ټیوبونو عمر اوږدوي ، او د انرژي مصرف کم کړي. ټربیم د طبي ایکس رے لوړولو سکرینونو لپاره د فلوروسینټ پاؤډ فعالونکي په توګه هم کارول کیږي ، کوم چې کولی شي په نظري عکسونو کې د ایکس رے تبادلې حساسیت خورا ښه کړي ، د ایکس رے فلمونو وضاحت ته وده ورکړي ، او د ایکس رې د افشا کولو دوز خورا کم کړي. د انسان بدن ته وړانګې (له 50٪ څخه ډیر).

ټربیوم د نوي سیمیکمډکټر ر lightingا لپاره د نیلي ر lightا لخوا په جوش شوي سپین LED فاسفور کې د فعال کونکي په توګه هم کارول کیږي. دا د ټربیوم المونیم میګنیټو آپټیکل کرسټال فاسفورس تولید لپاره کارول کیدی شي ، د نیلي ر lightا اییټینګ ډایډونه د حوصلې وړ رڼا سرچینې په توګه کاروي ، او رامینځته شوي فلوروسینس د جوش ر lightا سره مخلوط کیږي ترڅو خالص سپین ر lightا تولید کړي.

د ټربیوم څخه جوړ شوي الکترولومینیسینټ مواد په عمده ډول د زنک سلفایډ شنه فاسفور د ټربیوم سره د فعالونکي په توګه شامل دي. د الټرا وایلیټ شعاع لاندې ، د ټربیوم عضوي پیچلتیاوې کولی شي قوي شنه فلوروسینس خارج کړي او د پتلي فلم الیکټروومینیسینټ موادو په توګه وکارول شي. که څه هم د ځمکې د نادر عضوي پیچلي الکترولومینسینټ پتلي فلمونو په مطالعې کې د پام وړ پرمختګ شوی ، لاهم د عملي کیدو څخه یو ځانګړی تشه شتون لري ، او د نادر ځمکې عضوي پیچلي الکترولومینیسینټ پتلی فلمونو او وسیلو په اړه څیړنې لاهم ژورې دي.

د ټربیوم د فلوروسینس ځانګړتیاوې هم د فلوروسینس تحقیقاتو په توګه کارول کیږي. د مثال په توګه، د Ofloxacin terbium (Tb3+) فلوروسینس تحقیقات د فلوروسینس سپیکٹرم او جذب سپیکٹرم په واسطه د Ofloxacin terbium (Tb3+) کمپلیکس او DNA (DNA) ترمنځ تعامل مطالعه کولو لپاره کارول شوي، دا په ګوته کوي چې د Ofloxacin Tb3 + تحقیقات کولی شي د نالی سره د نالی، ټی بی 3 + پروب جوړ کړي. او DNA کولی شي د پام وړ وده وکړي د Ofloxacin Tb3 + سیسټم فلوروسینس. د دې بدلون پر بنسټ، DNA ټاکل کیدی شي.

د مقناطیسي نظری موادو لپاره

د Faraday اغیزې سره مواد، چې د مقناطیسي-نظری موادو په نوم هم پیژندل کیږي، په پراخه توګه په لیزرونو او نورو نظری وسایلو کې کارول کیږي. د مقناطیسي نظري موادو دوه عام ډولونه شتون لري: مقناطیسي آپټیکل کرسټالونه او مقناطیسي آپټیکل شیشې. د دوی په منځ کې، مقناطیسي-نظری کرسټالونه (لکه د Yttrium اوسپنې ګارنټ او terbium gallium garnet) د تعدیل وړ عملیاتي فریکونسۍ او لوړ حرارتي ثبات ګټې لري، مګر دوی ګران دي او تولید یې ستونزمن دی. برسېره پردې، ډیری مقناطیسي-نظری کرسټالونه د لوړ فاراډې گردش زاویه سره د لنډ څپې رینج کې لوړ جذب لري، کوم چې د دوی کارول محدودوي. د میګنیټو آپټیکل کرسټالونو په پرتله ، مقناطیسي آپټیکل شیشې د لوړ لیږد ګټې لري او په لوی بلاکونو یا فایبرونو کې رامینځته کیدل اسانه دي. په اوس وخت کې، د لوړ فاراډې اغیزې سره مقناطیسي-نظری شیشې په عمده توګه نادره ځمکه ایون ډوپ شوي شیشې دي.

د مقناطیسي نظری ذخیره کولو موادو لپاره کارول کیږي

په وروستي کلونو کې، د ملټي میډیا او دفتر اتوماتیک چټک پرمختګ سره، د نوي لوړ ظرفیت مقناطیسي ډیسکونو غوښتنه مخ په زیاتیدو ده. د امورفوس فلزي تربیوم لیږد فلزي مصر فلمونه د لوړ فعالیت مقناطیسي نظری ډیسکونو جوړولو لپاره کارول شوي. د دوی په منځ کې، د TbFeCo الیایټ پتلی فلم غوره فعالیت لري. د Terbium پر بنسټ مقناطسي-نظري مواد په لویه پیمانه تولید شوي، او له دوی څخه جوړ شوي مقناطیسي-نظری ډیسکونه د کمپیوټر ذخیره کولو اجزاوو په توګه کارول کیږي، د ذخیره کولو ظرفیت 10-15 ځله زیات شوی. دوی د لوی ظرفیت او ګړندي لاسرسي سرعت ګټې لري ، او د لوړ کثافت نظری ډیسکونو لپاره کارول شوي په لسګونو زره ځله پاک او پوښل کیدی شي. دوی د بریښنایی معلوماتو ذخیره کولو ټیکنالوژۍ کې مهم توکي دي. په ښکاره او نږدې انفراریډ بانډونو کې ترټولو عام کارول شوي مقناطیسي نظري مواد د Terbium Gallium Garnet (TGG) واحد کرسټال دی، کوم چې د Faraday rotators او isolators د جوړولو لپاره غوره مقناطیسي-نظری مواد دی.

د مقناطیسي نظری شیشې لپاره

Faraday magneto optical glass په ښکاره او انفراریډ سیمو کې ښه روڼتیا او isotropy لري، او کولی شي مختلف پیچلي شکلونه جوړ کړي. د لوی اندازې محصولاتو تولید کول اسانه دي او په نظری فایبرونو کې راښکته کیدی شي. له همدې امله، دا د میګنیټو آپټیکل وسیلو لکه میګنیټو آپټیکل جلا کونکي ، میګنیټو آپټیکل ماډلیټرونو ، او فایبر آپټیک اوسني سینسرونو کې د پراخه غوښتنلیک امکانات لري. د دې لوی مقناطیسي شیبې او د لید او انفراریډ رینج کې د کوچني جذب ضعیف له امله ، Tb3 + آیونونه په عام ډول د مقناطیسي نظری شیشې کې د ځمکې نادر آئنونو کارول شوي.

Terbium dysprosium ferromagnetostrictive مصر

د شلمې پیړۍ په پای کې، د نړۍ د ساینسي او ټیکنالوژیکي انقلاب په ژوریدو سره، د ځمکې نوي نادره توکي په چټکۍ سره راڅرګندیږي. په 1984 کې، د متحده ایالاتو د آیوا ایالت پوهنتون، د متحده ایالاتو د متحده ایالاتو د انرژۍ د څانګې د امیس لابراتوار او د متحده ایالاتو د سمندري سطحې وسلو د څیړنې مرکز (د وروسته تاسیس شوي امریکایی ایج ټیکنالوژۍ شرکت اصلي پرسونل (ET REMA) څخه راغلی. مرکز) په ګډه سره یو نوی نادر ځمکه سمارټ مواد رامینځته کړي ، د بیلګې په توګه ټربیم ډیسپروسیم اوسپنه لوی مقناطیسي ماده. دا نوی سمارټ مواد په چټکۍ سره د بریښنا انرژي په میخانیکي انرژي بدلولو عالي ځانګړتیاوې لري. د دې لوی مقناطیسي موادو څخه جوړ شوي د اوبو لاندې او الیکٹرو اکوسټیک ټرانسډوسر په بریالیتوب سره په بحري تجهیزاتو، د تیلو څاه کشف کولو سپیکرونو، شور او کمپن کنټرول سیسټمونو، او د سمندر اکتشاف او د ځمکې لاندې مخابراتي سیسټمونو کې ترتیب شوي. له همدې امله، هرڅومره ژر چې د terbium dysprosium د اوسپنې لوی مقناطیسي مواد پیدا شو، دا د نړۍ په کچه د صنعتي هیوادونو پراخه پاملرنه ترلاسه کړه. په متحده ایالاتو کې د Edge ټیکنالوژیو په 1989 کې د terbium dysprosium اوسپنې لوی مقناطیسي موادو تولید پیل کړ او ورته یې Terfenol D نوم ورکړ. وروسته سویډن، جاپان، روسیه، انګلستان او استرالیا هم د terbium dysprosium اوسپنې لوی مقناطیسي موادو ته وده ورکړه.

په متحده ایالاتو کې د دې موادو د پراختیا له تاریخ څخه، د موادو اختراع او د هغې لومړني انحصاري غوښتنلیکونه په مستقیم ډول د نظامي صنعت (لکه سمندري) پورې تړاو لري. که څه هم د چین پوځي او دفاعي څانګې په تدریجي ډول د دې موادو په اړه خپله پوهه پیاوړې کوي. خو له هغه وروسته چې د چين د هراړخيز ملي ځواک د پام وړ زياتوالی راغلی، په ٢١مه پېړۍ کې د پوځي سيالۍ د تګلارې د تحقق او د تجهيزاتو د کچې د لوړولو اړتياوې به خامخا ډېر عاجل وي. له همدې امله، د پوځي او ملي دفاع څانګو لخوا د terbium dysprosium اوسپنې لوی مقناطیسي موادو پراخه کارول به یوه تاریخي اړتیا وي.

په لنډه توګه، د ټربیوم ډیری غوره ملکیتونه دا د ډیری فعال موادو یو لازمي غړی او د غوښتنلیک په ځینو برخو کې د نه بدلیدونکي موقعیت جوړوي. په هرصورت، د ټربیوم د لوړې بیې له امله، خلک په دې اړه زده کړه کوي چې څنګه د تولید لګښتونو کمولو لپاره د تربیوم کارولو څخه مخنیوی او کم کړي. د بیلګې په توګه، د ځمکې نادر مقناطیسي-نظری مواد باید د ټیټ لګښت ډیسپروسیم اوسپنې کوبالټ یا ګدولینیم تربیوم کوبالټ د امکان تر حده کار واخلي؛ هڅه وکړئ په شنه فلوروسینټ پوډر کې د ټربیوم مینځپانګه کمه کړئ چې باید وکارول شي. نرخ یو مهم فکتور ګرځیدلی چې د ټربیوم پراخه کارول محدودوي. مګر ډیری فعال توکي پرته له دې نشي کولی، نو موږ باید د "په تیغ کې د ښه فولادو کارولو" اصولو ته غاړه کیږدو او هڅه وکړو چې د ټربیم کارول د امکان تر حده خوندي کړو.