Terbium ist ein seltenes Metall, das in der Gruppe der Lanthanoide im Periodensystem zu finden ist. 1794 in Ytterby gelingt dem finnischen Chemiker Johan Gadolin die Isolierung bis dahin unbekannten Verbindung die er als Yttererde bezeichnete. Im Jahr 1843 gelang dem schwedischen Chemiker Carl Gustaf Mosander die Isolierung gleich von drei Seltenen Erden auf einen Streich: Yttrium, Erbium und Terbium. Mosander identifizierte Terbium als eine neue Komponente in einem Mineral namens Yttriumerbiumoxid.
Die Entdeckung von Terbium war ein wichtiger Meilenstein in der Erforschung der seltenen Erden. Es war das achte Element in der Lanthanoid-Reihe, das entdeckt wurde, und sein Name stammt vom lateinischen Namen für das Dorf Ytterby in Schweden, wo viele seltene Erden gefunden wurden.
In den Jahren nach seiner Entdeckung wurde Terbium nur selten isoliert. Es war schwierig, reines Terbium herzustellen, da es normalerweise in Verbindung mit anderen seltenen Erden vorkommt. Jedoch erst nach 1945 wurde reines Terbium mit dem Aufkommen neuer Verarbeitungstechniken wie der Ionenaustauschtechnik hergestellt.
Terbium hat viele Anwendungen in der modernen Technologie. Es wird häufig als Leuchtstoff in Leuchtstofflampen und Fernsehbildschirmen verwendet. Seine magnetischen Eigenschaften machen es auch nützlich in der Speicherung von Daten auf Festplatten und anderen elektronischen Geräten. Um Neutronenabsorber herzustellen wird es auch in der Kernenergie-Industrie eingesetzt.
Terbium hat einen sehr hohen elektrischen Widerstand, der bei Verwendung in Metalllegierungen zur Erhöhung der Elektronikbeständigkeit beiträgt. Es besitzt auch eine sehr niedrige magnetische Suszeptibilität und wird oft als Legierungszusatz zur Herstellung von Magneten verwendet, die eine sichere Magnetfeldform behalten.
Da Terbium selten vorkommt und schwierig zu gewinnen ist, ist die Verfügbarkeit von Terbium sehr begrenzt. Die Nachfrage nach Terbium hat in den letzten Jahren aufgrund seiner Anwendungen in verschiedenen Technologien zugenommen. Die meisten Terbiumvorkommen befinden sich in China und die USA sind derzeit der größte Importeur von Terbium.
China ist der weltweit größte Produzent von seltenen Erden, einschließlich Terbium. Laut dem US Geological Survey betrug die globale Förderung von Terbium im Jahr 2021 etwa 550 Tonnen. Die Förderung wurde hauptsächlich in China, den USA, Brasilien und Australien durchgeführt.
Terbium ist ein seltenes und wertvolles Metall, das in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann. Investoren können Terbium als eine attraktive Option betrachten, da es aufgrund seiner relativen Seltenheit einen Wertzuwachs erfahren kann. Da es auch in zahlreichen industriellen Anwendungen verwendet wird, bietet es Investoren eine stabile Rendite auf ihre Anlagen. Zudem ist die Ressource begrenzt und es ist unwahrscheinlich, dass neue Methoden zur Gewinnung großer Mengen entwickelt werden. Dies bedeutet, dass Investoren mit einer stabilen Einnahmequelle rechnen können.
Spezifikationen:
Schmelzpunkt: 1356 °C
Spezifisches Gewicht: 8,253 g/cm3
Farbe: Silbergrau
Siedepunkt: 3123 °C
Weltjahresproduktion ca.: 550 Tonnen
Massenanteil / Erdhülle: 0,85 ppm
Wertentwicklung:
Im Jahr 2021: +84,55%
Im Jahr 2022: +28,27%
bis 28.6.2023: -36,19%
Verwendung:
Die Entdeckung und Erforschung neuer Elemente haben die Menschheit schon immer fasziniert und vor Herausforderungen gestellt. Eines dieser Elemente ist Terbium, dessen Geschichte sehr verworren und bis heute nicht vollständig geklärt ist.
Die Anfänge der Entdeckung von Terbium können auf den schwedischen Chemiker Carl Gustav Mosander zurückgeführt werden. In den frühen 1840er Jahren untersuchte er die von Johan Gadolin entdeckte Yttererde, eine seltene Erde, die eine Vielzahl von Lanthaniden enthielt. Dabei stieß er auf eine vermeintlich reine Terbium-Verbindung. Später stellte sich jedoch heraus, dass es sich um eine Mischung mehrerer Lanthanide handelte, was die Entdeckung von Terbium komplizierter machte.
Erst im Jahr 1945 gelang es mit dem Aufkommen der Ionenaustauschtechnik, reines Terbium herzustellen. Diese bahnbrechende Technologie ermöglichte es den Wissenschaftlern, Elemente genauer zu isolieren und zu untersuchen. Durch diese Fortschritte wurde die Erforschung von Terbium und anderen seltenen Elementen vorangetrieben.
Die Namensgebung von Terbium ist eng mit der schwedischen Grube Ytterby verbunden. Carl Gustav Mosander leitete den Namen des Elements von dieser Grube ab. Ytterby ist eine kleine Gemeinde in Schweden, die für ihr reichhaltiges Vorkommen seltener Erden bekannt ist. Die Grube Ytterby wurde zu einem bedeutenden Fundort für seltene Erden und spielte eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung und Benennung von Terbium.
Neben Mosander waren auch andere Wissenschaftler an der Entdeckung und Erforschung von Terbium beteiligt. Einer von ihnen war der Schweizer Marc Abraham Delafontaine, der im Jahr 1864 die Existenz des Elements bestätigte.
1906 gelang es dem französischen Chemiker Georges Urbain, Terbium mittels Spektralanalyse nachzuweisen und seine Atommasse genau zu bestimmen. Diese Entdeckungen waren Meilensteine in der wissenschaftlichen Erforschung von Terbium und trugen dazu bei, das Verständnis dieses Elements zu vertiefen.
Terbium ist ein faszinierendes Element mit vielfältigen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Es wird in der Technologie, insbesondere in der Elektronikindustrie, häufig eingesetzt. Terbium-basierte Phosphore finden Verwendung in Bildschirmen von Fernsehern und Monitoren, um leuchtende Farben zu erzeugen. Ebenso wird es in Energiesparlampen und Leuchtschriften verwendet. Die einzigartigen magnetischen Eigenschaften von Terbium machen es zu einem wichtigen Bestandteil von Hochleistungsmagneten.
Vorkommen und Gewinnung
Terbium ist ein faszinierendes Element, das zu den selteneren Elementen der Erde gehört. Es steht an 58. Stelle der Elementhäufigkeit und kommt in der Natur stets zusammen mit anderen Seltenerdmetallen vor. Hauptsächlich tritt es als Begleiter des Ytteriums in verschiedenen Mineralen wie Xenotim, Gadolinit, Euxenit und insbesondere Monazitsanden auf. Zur Gewinnung von Terbium wird ausschließlich auf Monazitsand zurückgegriffen, da es in der Natur nur in Verbindungen vorkommt.
Die Gewinnung von Terbium ist ein aufwändiger Prozess, der mehrere Schritte umfasst. Zunächst erfolgt eine Abtrennung der anderen Terbiumbegleiter, um das gewünschte Element zu isolieren. Anschließend wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Terbiumfluorid umgewandelt. Mithilfe von Calcium erfolgt dann die Reduktion zu metallischem Terbium unter Bildung von Calciumfluorid. Um verbleibende Calciumreste und Verunreinigungen zu entfernen, wird eine zusätzliche Umschmelzung im Vakuum durchgeführt. Dieser aufwändige Prozess ist notwendig, da Terbium in der Natur nur in Verbindungen vorkommt und eine präzise Trennung der anderen Elemente erforderlich ist.
Bekannte terbiumhaltige Minerale sind Cerit, Monazit, Gadolinit, Xenotim und Euxenit. Diese Mineralien enthalten Terbium in unterschiedlichen Konzentrationen und sind wichtige Quellen für die Gewinnung des Elements.
Top 3 Förderländer von Terbium:
Die Gewinnung von Terbium ist aufgrund seiner Seltenheit und der komplexen Prozesse eine anspruchsvolle Aufgabe. Dennoch ist es aufgrund seiner vielfältigen Anwendungen ein begehrtes Element in der Industrie. Die Forschung und Entwicklung neuer Technologien zur Gewinnung und Verarbeitung von Terbium sind von großer Bedeutung, um den steigenden Bedarf an diesem seltenen Element zu decken und seine vielfältigen Anwendungen weiter zu fördern. Terbium bleibt zweifellos ein Schlüsselelement für die Technologie von heute und für zukünftige Innovationen.
Eigenschaften
Terbium ist ein faszinierendes Element der seltenen Erden, das mit seinen einzigartigen Eigenschaften sowohl Wissenschaftler als auch Technologieexperten beeindruckt. Als silbergraues Metall ist Terbium duktil und schmiedbar, was es zu einem vielseitig einsetzbaren Element macht. Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf die faszinierenden Eigenschaften von Terbium werfen:
1. Duktilität und Schmiedbarkeit: Terbium ist ein duktiles Metall, das sich leicht verformen und in verschiedene Formen bringen lässt. Es kann in dünnen Draht gezogen oder zu dünnen Folien gewalzt werden. Diese Eigenschaft macht es besonders nützlich in der Elektronik- und Halbleiterindustrie.
2. Schneidbarkeit: Eine erstaunliche Eigenschaft von Terbium ist seine Schneidbarkeit mit einem gewöhnlichen Messer. Diese besondere Eigenschaft unterscheidet es von den meisten anderen Metallen und macht es zu einem interessanten Forschungsobjekt.
3. Phasenübergänge: Terbium zeigt bei bestimmten Temperaturen Phasenübergänge. Oberhalb von 1298 °C wandelt sich α-Terbium (hexagonal-kompaktes Gefüge) in β-Terbium um. Dieser Übergang ist von Bedeutung für die Materialforschung und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
4. Oxidbeständigkeit: In Luft überzieht sich Terbium spontan mit einer schützenden Oxidschicht, die es vor weiterer Oxidation schützt. Diese Eigenschaft macht Terbium widerstandsfähig gegen Korrosion und erhöht seine Stabilität bei Umgebungstemperaturen.
5. Verbrennbarkeit: Bei erhöhten Temperaturen über 150 °C verbrennt Terbium und bildet Terbiumdioxid (TbO2). Diese Reaktion ist wichtig für die Herstellung bestimmter Terbiumverbindungen und wird in der Chemieindustrie genutzt.
6. Reaktion mit Wasser: Terbium reagiert mit Wasser unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. Diese Reaktion kann in der Analytik verwendet werden, um Terbium nachzuweisen und zu identifizieren.
Die Eigenschaften von Terbium machen es zu einem wertvollen Element für die Forschung und Entwicklung neuer Technologien. Es ist faszinierend zu sehen, wie dieses silbergraue Metall der seltenen Erden unsere Welt auf so viele verschiedene Arten beeinflusst und unser Leben durch seine vielfältigen Anwendungen bereichert. Die kontinuierliche Forschung und Innovation im Bereich der seltenen Erden, einschließlich Terbium, wird zweifellos dazu beitragen, neue und aufregende Möglichkeiten für die Zukunft zu eröffnen.
Anwendungen und Verwendungen
Terbium findet in der modernen Technologie eine breite Palette von Anwendungen. Von der Dotierung von Halbleitern bis hin zur Verwendung in magnetischen Linsen, spielt Terbium eine wichtige Rolle in verschiedenen Technologiebereichen. In diesem Artikel werden wir einen genaueren Blick auf die vielseitigen Anwendungen und Verwendungen von Terbium werfen:
1. Dotierung von Halbleitern: Terbium wird verwendet, um Materialien wie Calciumfluorid, Calciumwolframat und Strontiummolybdat zu dotieren. Durch diese Dotierung können Halbleiter, auch als solid-state devices bekannt, ihre elektrischen Eigenschaften verbessern und zu effizienteren elektronischen Komponenten führen.
2. Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen: In Kombination mit Zirkonoxid wird Terbium zur Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen eingesetzt. Diese Brennstoffzellen sind wichtige Energiewandler, die eine nachhaltige Energieerzeugung ermöglichen.
3. Leuchtmittel: Das Oxid von Terbium wird als Zusatzstoff in grünen Leuchtstoffen für Bildröhren und Fluoreszenzlampen verwendet. Diese Anwendung ermöglicht die Erzeugung von lebendigen und energiesparenden Leuchten.
4. Lasermaterial: Natriumterbiumborat dient als Lasermaterial zur Erzeugung von kohärentem Licht mit einer Wellenlänge von 546 nm. Diese Laser werden in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen eingesetzt.
5. Beschichtung auf magneto-optischen (MO) Disks: Terbium-Eisen-Cobalt- oder Terbium-Gadolinium-Eisen-Cobalt-Legierungen werden als Beschichtung auf wiederbeschreibbaren magneto-optischen (MO) Disks verwendet. Dies ermöglicht eine effiziente Speicherung und Wiedergabe von Daten in optischen Speichermedien.
6. Magnetostriktion in der Materialprüftechnik: Terbium-Dysprosium-haltige Legierungen zeigen eine starke Magnetostriktion, was bedeutet, dass sie ihre Länge durch ein Magnetfeld oder magnetische Impulse verändern können. Solche Legierungen finden Anwendung in der Materialprüftechnik.
7. Verbesserung der magnetischen Eigenschaften: Terbium wird auch in Neodym-Eisen-Bor-Magneten verwendet, um die Koerzitivität zu erhöhen. Dies führt zu stärkeren und leistungsfähigeren Magneten.
8. Herstellung von Polschuhen für magnetische Linsen: Dank seiner ferromagnetischen Eigenschaften wird Terbium zur Herstellung von Polschuhen für magnetische Linsen verwendet. Diese Linsen finden Anwendung in der Optik und in verschiedenen Instrumenten.
Insgesamt spielt Terbium eine entscheidende Rolle in der modernen Technologie und ist von großer Bedeutung für die Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Komponenten, Energiewandler und optischer Geräte. Die vielseitigen Anwendungen und Verwendungen von Terbium tragen dazu bei, unsere technologische Landschaft ständig zu erweitern und neue innovative Lösungen zu schaffen. Die kontinuierliche Forschung und Entwicklung im Bereich der seltenen Erden wird zweifellos dazu beitragen, dass Terbium auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der Technologiebranche spielen wird.
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