铽

铽性质、用途与生产工艺

简介

铽是镧系元素或“稀土”元素组的成员。铽是一种类似于铝的银金属，感觉像 铅，但它比这两个元素都重得多。更重要的是，它位于稀土元素的钇亚组（镧 系元素）中，还具有耐腐蚀性能。
它在硅酸盐，辉长岩和其他矿物以及其他稀土中被发现。在镧系元素的所有17 种稀土元素中，铽的含量排名第14位。
铽的用途很少，但是可以用作电视管中绿磷的活化剂，它的一些化合物也可以 用来产生激光。它还用于“掺杂”（涂覆）某些形式的固态仪器，作为燃料电 池中的稳定剂，以便它们可以在高温下运行。

物理性质

铽存在两种晶体变体（α和β），其转变温度为1289°C。 铽在空气中相当稳定。
它是银灰色金属，具有延展性，韧性，足够柔软，可以 用小刀切割。公认有42种同位素和异构体，其氧化物是巧克力色或深色栗色。

发现历史

1843年由莫桑德尔（C.G.Mosander）发现。当初命名为氧化铒，1877年才正式 命名为铽。1905年第一次由乌贝因（G.Urbain）提纯制出。得名于瑞典村庄 Ytterby。
1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通过对钇土的研究，发现铽元素。铽 的应用大多涉及高技术领域，是技术密集、知识密集型的尖端项目，又是具有 显著经济效益的项目，有着诱人的发展前景。在发现镧的同一时期里，莫桑德 尔对最初发现的钇进行了分析研究，并于1842年发表报告，明确最初发现的钇 土不是单一的元素氧化物，而是三种元素的氧化物。他把其中的一种仍称为钇 土，其中一种命名为terbia（铽土）。元素符号定为Tb。它的命名来源和钇一 样，出自最初发现钇矿石的产地，瑞典斯德哥尔摩附近的Ytterby村庄）。

来源

铽少量存在于磷铈钍砂和硅铍钇矿中。铽与其他稀土元素共存于独居石砂中， 其中铽的含量一般为0.03%。其他来源还有磷钇矿和黑稀金矿，两者都是氧化物 的混合物，含有高达1%的铽。
与其他稀土元素共存于独居石砂中，其中铽的含量为0.03%。其他来源还有磷钇 矿和黑稀金矿，两者都是氧化物混合物，含有高达1%的铽。

用途

铽主要用于荧光粉，特别是荧光灯和投影电视中使用的高强度绿色发射器，如 钇铝石榴石(Tb:YAG)品种。
铽能有效地响应x射线激发，因此被用作x射线荧光粉。
铽化合物具有较长的发射寿命，是一种有用的生物探针。
铽也用于合金和电子设备的生产。作为稀土磁致伸缩材料的组成部分，铽可用 于执行器、海军声纳系统、传感器、SoundBug设备(它的第一个商业应用)和其 他磁力机械设备。
金属铽是钕铁硼永磁体提高居里温度和提高温度系数的重要添加剂。另一种最 有前途的蒸馏铽金属，代码6563D，用在磁致伸缩合金TEFENOL-D。某些特殊母 合金也有其它用途。金属铽可进一步加工成各种形状的锭、片、线、箔、板、 棒、片和粉末。

制备

铽可以与磷钇矿物（YPO₄）和苏木矿物分离，这些混合物包括：（Y，Ca，Er ，La，Ce， Y，Th）（Nb，Ta，Ti ₂O₆）。
与其他稀土一样，铽可以通过在钽坩埚中用钙金属还原无水氯化物或氟化物来 生产。钙和钽杂质可以通过真空重熔去除。高纯度金属可以通过很多方法制备 ，例如真空重熔，蒸馏，汞齐形成，浮区熔化和其他化学工艺。

生产方法 

主要矿物为独居石。用金属钙还原(在钽制坩埚中)铽的无水氟化物或无水氯化物可制得金属铽。由钙热还原氟化铽法制备。冶炼设备为真空感应炉，该设备要能调节控制炉温高达1800℃，控温精度±10℃，炉体真空可达10-5Pa。还原剂金属钙用钙粒或钙屑，都应是重蒸馏过的，其氧、氮等杂质含量要低。氟化物钙热直接还原使用能耐氟化物腐蚀并不与稀土金属作用的钽坩埚，由厚度为0.3～0.4mm钽片氩弧焊接而成。还原的保护气氛使用氩气。将过量10%～15%的金属钙屑或钙粒与氟化铽混匀，装在钽坩埚中压实，盖好盖子，然后放入真空感应炉中开始抽真空至10-2Pa后，缓慢加热至400～600℃。在深脱气后充入净化的氩气至6×104Pa，继续升温至800～1000℃，炉料开始明显地发生还原反应。然后将温度升至1750℃并保持10～15min，使金属与渣熔化和彼此充分分层分离，从而获得致密的金属锭。氟化物钙热还原法只能得到工业纯的铽金属。一般铽金属的纯度为95%～98%。为了提高还原产品的纯度，需要使用经干法氟化法制备的较纯的氟化铽(含氧、氮、过渡金属特别是铁少)。还原剂钙使用前需要再于799.93Pa的氦分压下蒸馏提纯，并把提纯过的钙保存在充氦的密封干燥箱内，以避免氧化及吸收空气中水分。还原产品中钙含量一般为0.2%～0.5%，坩埚杂质钽含量约为0.1%～0.5%。

铽 上下游产品信息

上游原料

下游产品

铽 试剂级价格

更新日期	产品编号	产品名称	CAS编号	包装	价格
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2024/04/30	045266	铽, 等离子标准溶液, Specpure®, Tb 10μg/ml Terbium, plasma standard solution, Specpure®, Tb 10µg/ml	7440-27-9	100ml	764元

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