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稀土元素科普系列铽

2021-05-17张文灿郭咏梅杨丽

稀土信息 2021年4期

● 张文灿 郭咏梅 杨丽/文

1843 年,瑞典科学家莫桑德尔(C.G.Mosander)在对钇土的研究中发现了铽元素(Terbium),于1905 年由乌贝因(G.Urbain)第一次提纯制出。

铽(Tb)原子序数65,相对原子质量159,电负性1.2,在元素周期表中属于镧系元素,具有一定的毒性。铽属于重稀土,单质为柔软且有延展性的银白色金属,密度8.27g/cm3,熔点1356℃,沸点3230℃,与其他稀土金属一样,化学性质活泼,能与许多金属元素形成合金或金属间化合物。化学反应中可呈正三价和正四价,其氧化物分子式为Tb4O7,相当于两个TbO2和一个Tb2O3。

铽在地壳中的丰度很低,为1.1ppm,在稀土元素丰度中位列第14 位,仅仅高于铥、镥和钷,常常以化合物的形式存在于磷钇矿和黑稀金矿内,少量存在于磷铈钍砂和硅铍钇矿中,通常与其他稀土元素共存。在我国白云鄂博稀土矿中,氧化铽在总稀土中占有量不足0.01%,即便是在江西赣州龙南地区含铽最高的高钇离子型重稀土矿中,铽的含量也仅占总稀土的1.1%~1.2%左右,可见,它属于稀土元素中的“贵族”,由于铽的稀缺和贵重,使它在过去很长一段时间未获得实际应用。但随着全球制造业的迅猛发展,铽元素的优异性能得以体现,应用范围不断拓展,在三基色荧光粉、稀土永磁材料、磁致伸缩材料、磁光存储材料等尖端技术领域中得到广泛应用。

1.铽在三基色荧光粉中的应用

稀土元素拥有特殊的4f 电子轨道(14 个),在外界能量的激发下会产生丰富的电子跃迁,并将吸收的能量以光的形式放出,从而产生特殊的荧光。现代光电子材料都要用红、绿、蓝三种基本颜色的荧光粉,即为三基色荧光粉,铽可用作三基色荧光粉中绿粉的激活剂,是许多优质绿色荧光粉不可缺少的组分。……

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