Terbioalur arraro astunen kategorian sartzen da, Lurraren lurrazalean ugaritasun txikia duelarik, 1,1 ppm-tan soilik.Terbio oxidoalur arraro guztien % 0,01 baino gutxiago da. Terbio edukiera handiena duen itrio ioi handiko lur arraro astun motako mea ere, terbio edukia guztizkoaren % 1,1-1,2 baino ez da.lur arraroa, "noble" kategorian sartzen dela adierazizlur arraroaelementuak. Terbioa 1843an aurkitu zenetik 100 urte baino gehiagoz, bere urritasunak eta balioak denbora luzez eragotzi dute bere aplikazio praktikoa. Azken 30 urteetan bakarrik izan daterbioabere talentu paregabea erakutsi du.
Historia ezagutzen
Carl Gustaf Mosander kimikari suediarrak terbioa aurkitu zuen 1843an. Bere ezpurutasunak aurkitu zituenitrio oxidoaetaY2O3. ItrioaSuediako Itby herriaren izena darama. Ioi-trukearen teknologia agertu aurretik, terbioa ez zen bere forma puruan isolatzen.
Mossanderrek lehenik banatu zuenitrio oxidoahiru zatitan banatuta, guztiak mearen izena dutenak:itrio oxidoa, erbio oxidoa, etaterbio oxidoa. Terbio oxidoajatorriz zati arrosa batez osatuta zegoen, gaur egun ezagutzen den elementuagatikerbioa. Erbio oxidoa(gaur egun terbio deitzen duguna barne) jatorriz disoluzioan zegoen zati koloregabea zen. Elementu honen oxido disolbaezina marroitzat hartzen da.
Geroagoko langileek zaila izan zuten kolorerik gabeko txikiak behatzea.erbio oxidoa«, baina ezin da alde batera utzi disolbagarria den zati arrosa. honen existentziari buruzko eztabaidaerbio oxidoabehin eta berriz agertu da. Kaosean, jatorrizko izena alderantzikatu egin zen eta izenen trukea trabatu egin zen, beraz, arrosa koloreko zatia azkenean erbioa zuen disoluzio gisa aipatu zen (disoluzioan, arrosa zen). Orain uste da zerio dioxidoa kentzeko sodio disulfuroa edo potasio sulfatoa erabiltzen duten langileakitrio oxidoanahi gabe biratuterbioazerioa duten prezipitatuetan. Gaur egun 'izenaz ezagutzen da'terbioa', jatorrizkoaren %1 inguru baino ezitrio oxidoabadago, baina nahikoa da kolore hori argia transmititzekoitrio oxidoaBeraz,terbioahasieran hura zeukan bigarren mailako osagaia da, eta bere bizilagunek kontrolatzen dute,gadolinioaetadisprosio.
Ondoren, beste noizbaitlur arraroaelementuak nahasketa honetatik bereizi ziren, oxidoaren proportzioa edozein zela ere, terbioaren izena mantendu zen azkenean, harik eta,terbioaforma puruan lortu zen. XIX. mendeko ikertzaileek ez zuten fluoreszentzia ultramorearen teknologia erabili nodulu hori edo berde distiratsuak (III) behatzeko, eta horrek terbioa errazago ezagutarazi zuen nahasketa edo disoluzio solidoetan.
Konfigurazio elektronikoa
Diseinu elektronikoa:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9
Antolamendu elektronikoa.terbioa[Xe] 6s24f9 da. Normalean, hiru elektroi baino ezin dira kendu karga nuklearra handiegia bihurtu baino lehen gehiago ionizatzeko. Hala ere, kasuanterbioaerdi beteta,terbioalaugarren elektroiaren ionizazio gehiago ahalbidetzen du fluor gasa bezalako oxidatzaile oso indartsu baten aurrean.
Metala
TerbioaZilar koloreko lur arraro zuri bat da, harikortasun, gogortasun eta biguntasunarekin, labana batekin moztu daitekeena. Urtze-puntua 1360 ℃, irakite-puntua 3123 ℃, dentsitatea 8229 4kg/m3. Hasierako lantanoide elementuekin alderatuta, nahiko egonkorra da airean. Lantanoide elementuen bederatzigarren elementua, terbioa, urarekin erreakzionatzen duen metal oso kargatua da, hidrogeno gasa sortzeko.
Naturan,terbioaInoiz ez da elementu askea aurkitu, kantitate txikietan fosforo, cerio, torio harea eta silizio berilio eta itrio mean presente.Terbioamonazita hareazko beste lur arraro batzuekin batera bizi da, normalean % 0,03ko terbio edukiarekin. Beste iturri batzuk itrio fosfatoa eta lur arraroen urrea dira, biak % 1eko terbioa duten oxidoen nahasketak direnak.
Aplikazioa
Aplikazioaterbioagehienbat goi-mailako teknologiako arloak hartzen ditu barne, hau da, teknologia eta ezagutza intentsiboko punta-puntako proiektuak, baita onura ekonomiko nabarmenak eta garapen-perspektiba erakargarriak dituzten proiektuak ere.
Aplikazio-eremu nagusien artean hauek daude:
(1) Lur arraroen nahasketa moduan erabiltzen da. Adibidez, lur arraroen ongarri konposatu eta nekazaritzarako pentsu-gehigarri gisa erabiltzen da.
(2) Hiru hauts fluoreszente primariotan hauts berdearen aktibatzailea. Material optoelektroniko modernoek hiru fosforo-kolore oinarrizko erabiltzea eskatzen dute, hots, gorria, berdea eta urdina, hainbat kolore sintetizatzeko erabil daitezkeenak. EtaterbioaKalitate handiko hauts fluoreszente berde askotan ezinbesteko osagaia da.
(3) Magneto optiko biltegiratze material gisa erabilia. Terbio trantsizio-metal aleaziozko film mehe metaliko amorfoak erabili dira errendimendu handiko disko magneto optikoak fabrikatzeko.
(4) Magneto-optiko beira fabrikatzea. Terbioa duen Faraday beira birakariak funtsezko materiala da laser teknologian birakariak, isolatzaileak eta zirkulatzaileak fabrikatzeko.
(5) Terbio disprosio ferromagnetostriktibo aleazioaren (TerFenol) garapenak eta garapenak aplikazio berriak ireki dizkio terbioari.
Nekazaritzarako eta abeltzaintzarako
Lur arraroakterbioalaboreen kalitatea hobetu eta fotosintesiaren tasa handitu dezake kontzentrazio-tarte jakin batean. Terbioaren konplexuek jarduera biologiko handia dute, eta terbioaren konplexu ternarioakterbioa, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O-k, efektu antibakteriano eta bakterizida onak dituzte Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis eta Escherichia coli-ren aurka, espektro zabaleko propietate antibakterianoekin. Konplexu hauen azterketak ikerketa-norabide berri bat eskaintzen die sendagai bakterizida modernoei.
Lumineszentziaren arloan erabilia
Material optoelektroniko modernoek hiru fosforo-kolore oinarrizko erabiltzea eskatzen dute, hots, gorria, berdea eta urdina, hainbat kolore sintetizatzeko erabil daitezkeenak. Eta terbioa ezinbesteko osagaia da kalitate handiko hauts fluoreszente berde askotan. Lur arraroen koloretako telebistako hauts fluoreszente gorriaren sorrerak eskaria piztu badu...itrioaetaeuropioa, orduan terbioaren aplikazioa eta garapena sustatu dira lur arraroen hiru koloreko hauts fluoreszente berde primarioak lanpetarako. 1980ko hamarkadaren hasieran, Philipsek munduko lehen energia aurrezteko lanpara fluoreszente trinkoa asmatu zuen eta azkar sustatu zuen mundu osoan. Tb3+ ioiek 545nm-ko uhin-luzera duen argi berdea igor dezakete, eta ia lur arraro guztiek hauts fluoreszente berdeak erabiltzen dituzteterbioa, aktibatzaile gisa.
Koloretako telebistako katodo-izpien hodietan (CRT) erabiltzen den hauts fluoreszente berdea betidanik oinarritu izan da zink sulfuro merkean eta eraginkorrean, baina terbio-hautsa beti erabili izan da proiekzioko koloretako telebistako hauts berde gisa, hala nola Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+ eta LaOBr: Tb3+. Pantaila handiko definizio handiko telebistaren (HDTV) garapenarekin batera, CRTetarako errendimendu handiko hauts fluoreszente berdeak ere garatzen ari dira. Adibidez, hauts fluoreszente berde hibrido bat garatu da atzerrian, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+ eta Y2SiO5: Tb3+-z osatua, eta hauek lumineszentzia-eraginkortasun bikaina dute korronte-dentsitate handian.
X izpien fluoreszentzia-hauts tradizionala kaltzio tungstatoa da. 1970eko eta 1980ko hamarkadetan, sentsibilizazio-pantailetarako lur arraroen fluoreszentzia-hautsak garatu ziren, hala nolaterbioa, lantano sulfuro oxido aktibatua, terbioz aktibatutako lantano bromuro oxidoa (pantaila berdeetarako) eta terbioz aktibatutako itrio sulfuro oxidoa. Kaltzio tungstatoarekin alderatuta, lur arraroen hauts fluoreszenteak % 80 murriztu dezake pazienteen X izpien irradiazio denbora, X izpien filmen bereizmena hobetu, X izpien hodien iraupena luzatu eta energia-kontsumoa murriztu. Terbioa X izpien hobekuntza-pantaila medikoetarako hauts fluoreszente aktibatzaile gisa ere erabiltzen da, eta horrek X izpiak irudi optiko bihurtzeko sentsibilitatea asko hobetu dezake, X izpien filmen argitasuna hobetu eta giza gorputzari X izpien esposizio-dosia asko murriztu (% 50 baino gehiago).
TerbioaArgi urdinak kitzikatzen duen LED zuri fosforoan aktibatzaile gisa ere erabiltzen da erdieroaleen argiztapen berrirako. Terbio aluminiozko magneto kristal optikoak ekoizteko erabil daiteke, diodo urdinak kitzikapen-argi iturri gisa erabiliz, eta sortutako fluoreszentzia kitzikapen-argiarekin nahasten da argi zuri purua sortzeko.
Terbioz egindako material elektrolumineszenteak batez ere zink sulfuro hauts berde fluoreszentea dute.terbioaaktibatzaile gisa. Erradiazio ultramorearen pean, terbioaren konplexu organikoek fluoreszentzia berde sendoa igor dezakete eta film meheko material elektrolumineszente gisa erabil daitezke. Aurrerapen handiak egin diren arren honen ikerketanlur arraroaFilm mehe elektrolumineszente organiko konplexuei dagokienez, oraindik badago aldea praktikotasunetik, eta lur arraroetako film mehe elektrolumineszente organiko konplexuei eta gailuei buruzko ikerketa sakona da oraindik.
Terbioaren fluoreszentzia-ezaugarriak fluoreszentzia-zunda gisa ere erabiltzen dira. Ofloxazino terbioaren (Tb3+) konplexuaren eta azido desoxirribonukleikoaren (DNA) arteko elkarrekintza aztertu da fluoreszentzia- eta xurgapen-espektroak erabiliz, hala nola ofloxazino terbioaren (Tb3+) fluoreszentzia-zunda. Emaitzek erakutsi dute ofloxazino Tb3+ zundak DNA molekulekin lotura-ildo bat sor dezakeela, eta azido desoxirribonukleikoak ofloxazino Tb3+ sistemaren fluoreszentzia nabarmen hobetu dezakeela. Aldaketa honetan oinarrituta, azido desoxirribonukleikoa zehaztu daiteke.
Material magneto-optikoetarako
Faraday efektua duten materialak, material magneto-optiko gisa ere ezagunak, oso erabiliak dira laserretan eta beste gailu optiko batzuetan. Bi material magneto-optiko mota ohikoenak daude: kristal magneto-optikoak eta beira magneto-optikoa. Horien artean, kristal magneto-optikoek (itrio burdin granatea eta terbio galio granatea, adibidez) funtzionamendu-maiztasun erregulagarria eta egonkortasun termiko handia dituzte, baina garestiak eta zailak dira fabrikatzen. Horrez gain, Faraday errotazio-angelu altuak dituzten kristal magneto-optiko askok xurgapen handia dute uhin-tarte laburrean, eta horrek haien erabilera mugatzen du. Kristal magneto-optikoekin alderatuta, beira magneto-optikoak transmitantzia handia du eta erraz egiten da bloke edo zuntz handietan. Gaur egun, Faraday efektu handiko beira magneto-optikoak batez ere lur arraroen ioi dopatutako beirak dira.
Magneto optiko biltegiratze materialetarako erabiltzen da
Azken urteotan, multimedia eta bulegoko automatizazioaren garapen azkarrarekin, edukiera handiko disko magnetiko berrien eskaera handitu egin da. Terbio trantsizio-metal aleaziozko film meheak erabili dira errendimendu handiko magneto-disko optikoak fabrikatzeko. Horien artean, TbFeCo aleaziozko film meheak du errendimendu onena. Terbioan oinarritutako material magneto-optikoak eskala handian ekoitzi dira, eta horietatik egindako disko magneto-optikoak ordenagailuen biltegiratze osagai gisa erabiltzen dira, biltegiratze-ahalmena 10-15 aldiz handituz. Edukiera handia eta sarbide-abiadura azkarraren abantailak dituzte, eta dentsitate handiko disko optikoetarako erabiltzen direnean hamar milaka aldiz garbitu eta estali daitezke. Informazio elektronikoaren biltegiratze-teknologian material garrantzitsuak dira. Banda ikusgai eta infragorri hurbilean gehien erabiltzen den material magneto-optikoa Terbio Galio Granatea (TGG) kristal bakarrekoa da, Faraday errotagailuak eta isolatzaileak egiteko material magneto-optiko onena dena.
Magneto optiko beirarako
Faraday magneto-beira optikoak gardentasun eta isotropia ona du ikusgai eta infragorri eremuetan, eta hainbat forma konplexu sor ditzake. Erraza da tamaina handiko produktuak ekoiztea eta zuntz optikoetan sartu daiteke. Hori dela eta, aplikazio-aukera zabalak ditu magneto-gailu optikoetan, hala nola magneto-isolatzaile optikoetan, magneto-modulatzaile optikoetan eta zuntz optikoko korronte-sentsoreetan. Bere momentu magnetiko handia eta ikusgai eta infragorri eremuan xurgapen-koefiziente txikia direla eta, Tb3+ ioiak lur arraroen ioi erabilienak bihurtu dira magneto-beiretan.
Terbio disprosio ferromagnetostriktibo aleazioa
XX. mendearen amaieran, munduko iraultza teknologikoaren etengabeko sakontzearekin batera, lur arraroen aplikazio-material berriak azkar agertzen ari ziren. 1984an, Iowa State University, AEBetako Energia Sailaren Ames Laborategia eta AEBetako Itsas Armadaren Gainazaleko Arma Ikerketa Zentroa (geroago sortutako Edge Technology Corporation (ET REMA) erakundeko langile nagusiak bertatik etorri ziren) lur arraroen material adimendun berri bat garatzeko elkarlanean aritu ziren, hots, terbio disprosio ferromagnetiko magnetostriktibo materiala. Material adimendun berri honek energia elektrikoa energia mekaniko bihurtzeko ezaugarri bikainak ditu. Material magnetostriktibo erraldoi honekin egindako urpeko eta elektroakustiko transduktoreak arrakastaz konfiguratu dira itsas ekipamenduetan, petrolio putzuen detekzio-bozgorailuetan, zarata eta bibrazioen kontrol-sistemetan eta ozeanoen esplorazio eta lurpeko komunikazio-sistemetan. Hori dela eta, terbio disprosio burdin magnetostriktibo erraldoia jaio bezain laster, mundu osoko herrialde industrializatuen arreta zabala jaso zuen. Edge Technologies enpresak, Estatu Batuetan, terbio disprosio burdin magnetostriktibo erraldoiak ekoizten hasi zen 1989an, eta Terfenol D izena eman zien. Ondoren, Suediak, Japoniak, Errusiak, Erresuma Batuak eta Australiak ere terbio disprosio burdin magnetostriktibo erraldoiak garatu zituzten.
Estatu Batuetan material honen garapenaren historiatik, bai materialaren asmakuntza bai bere hasierako aplikazio monopolistikoak zuzenean lotuta daude industria militarrarekin (itsas armadarekin, adibidez). Txinako armada eta defentsa sailak pixkanaka material honen ulermena indartzen ari diren arren. Hala ere, Txinako indar nazional orokorra nabarmen hobetzen ari den heinean, XXI. mendeko estrategia militar lehiakor bat lortzeko eta ekipamendu mailak hobetzeko eskaera oso premiazkoa izango da zalantzarik gabe. Beraz, terbio disprosio burdinazko material magnetostriktibo erraldoien erabilera zabala behar historikoa izango da armada eta defentsa nazionaleko sailetan.
Laburbilduz, propietate bikain askoterbioamaterial funtzional askoren ezinbesteko elementu bihurtzen dute eta aplikazio-eremu batzuetan ordezkaezina den posizioa. Hala ere, terbioaren prezio altua dela eta, jendea aztertzen ari da nola saihestu eta minimizatu terbioaren erabilera ekoizpen-kostuak murrizteko. Adibidez, lur arraroetako magneto-optiko materialek ere kostu baxuko materialak erabili beharko lituzkete.disprosio burdinakobaltoa edo gadolinio terbio kobaltoa ahalik eta gehien; Saiatu erabili beharreko hauts fluoreszente berdean terbioaren edukia murrizten. Prezioa faktore garrantzitsu bihurtu da erabilera zabala mugatzen duenaterbioaBaina material funtzional askok ezin dute hori gabe egin, beraz, "altzairu ona erabiltzea palan" printzipioari eutsi behar diogu eta erabilera aurrezten saiatu behar dugu.terbioaahalik eta gehien.
Argitaratze data: 2023ko urriaren 25a