什么是铽?

铽是一种银白色的稀土金属,具有可塑性、延展性和柔软性,可以用刀切割。镧系元素的第九个成员,铽是一个可以与水反应的正电性金属,生成氢气。铽不能以单体元素的形式存在,但在许多矿物中都含有铽,包括铈矿、硅铍钇矿、独居石、磷钇矿和黑稀金矿。

性质

  • 元素符号: Tb
  • 原子序数: 65
  • 元素类别:镧系金属
  • 原子量: 158.925

用途

铽有以下用途:

  • 用作氟化钙、钨酸钙和钼酸锶中的掺杂剂,在固态器件中使用的材料,以及在高温下与氧化锆( ZrO2.)共同作为燃料电池的晶体稳定剂。
  • 用于合金和电子器件的生产。作为磁致伸缩材料(Terfenol-D)的一部分,铽被用于制造执行器、海军声纳系统、传感器、驱动器缺陷装置(其首次商业应用)和其他磁机械装置。磁致伸缩材料(Terfenol-D)是在磁场存在下膨胀或收缩的铽合金。它具有任何合金的最高磁致伸缩性。
  • 用于荧光灯和彩色电视管中的绿色荧光粉。硼酸钠铽用于制造固体器件。灿烂的荧光允许铽被用作生物化学中的探针,在某种程度上它类似于钙。铽金属产生的“绿色”荧光粉(荧光柠檬黄)与二价铕蓝色荧光粉和三价铕红色磷光体相结合,以提供三色照明技术,此技术目前对铽的供应需求最高。对于白炽照明而言,三色照明在同样的电能供给下可以提供更高的光输出。
  • 用于检测内生孢子,因为它是基于光致发光的吡啶二羧酸的检测方式。

发现过程

铽在1843年在瑞典斯德哥尔摩首次被瑞典化学家Carl Mosander隔离出来。他已经研究了氧化铈,并从中分离出一种新元素,镧。之后他把注意力集中在1794年发现的的钇上,因为他认为这也可能含有另一种元素。事实上,Mosander能够从中获得另外两种金属氧化物:氧化铽(黄色)和氧化铒(玫瑰粉红)。他在1843年宣布了自己的发现。然而,这并不是故事的结尾,因为本世纪晚些时候,这些元素也产生了其他稀土元素(又名镧系元素)。如今,这些元素很容易被一种称为液-液萃取的方法分离。

来源

与其它稀土元素一样,铽也存在于矿物中,包括铈硅石矿和硅铍钇矿。该元素可从独居石中提取,它在独居石中的含量为0.03%。也可以在黑稀金矿,一种含有1%或更多铽的复合氧化物中提取。或者在磷钇矿中提取。

近年来,离子交换技术用于分离稀土元素,使铽的分离成为可能。一种分离稀土金属的方法是用钙还原无水氯化物或氟化物,尽管其他的分离方法是可用的。真空重熔可去除钙和钽杂质。