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三胞胎稀土元素來了–苦主「鋱」現身

之前有提到過「釔」是在瑞典Ytterby村莊附近的礦井裡被發現的,其實還有3個命名彷如三胞胎般且易被混淆的元素們,分別為鉺(Erbium)、鋱(Terbium)、鐿(Ytterbium)也在該地區的礦石中被發現。而以鑭大家族裡,Tb及Er是相對比較早期且發現時間點差不多,我們就先來聊聊一開始被誤認成「鉺」,隱身其後的苦主「鋱」吧。

1843年Mosander經由釔土中分離鋱的氧化物,並發現了鋱元素,不過當初被命名為氧化鉺,1877年才正式命名為鋱,在1905年則第一次才由Urbain提純製出來,人們會透過離子交換技術,從獨居石礦中分離出鋱。

Tb

原子序數:65

原子量:158.925 u

原子結構:鋱的最外層電子結構為4f 9 6s 2

物理/化學性質:純態鋱是有延展性的銀白色金屬,它表面上與鉛相似,其柔軟的程度可用刀割,高溫下易被空氣所腐蝕,室溫時卻腐蝕極慢。

鋱主要的應用領域:

  • 大多涉及高技術領域,可應用於精密加工設備如特殊雷射,且主要用於製造固態元件、節能燈泡與高分辨辨率的X射線照相。
  • 與鏑、鐵生成的TbDyFe合金,具有大的磁偏斜效果,用於電腦印表機的打印頭、生產適合於唱片用的特殊磁性合金。特別是當此為新型超磁伸縮合金材料(TerFenol)時,能廣泛應用於聲納系統、平板揚聲器等相關領域。
  • 可作為綠色光啟動劑,以氧化鋱的形式用於陰極射線管和日光燈中的綠色磷光體,並應用在傳統彩色電視機顯像管與計算機顯示器中,像是光磁片、磁光貯存材料等等。
  • 由於其螢光特性還被用於檢測內生孢子,綠色螢光斑點,除了可檢測空間中微生物的存在,還能檢測出例如炭疽病的致病細菌,在醫療、製藥具有不錯的應用前景。
  • 亦應用於性能要求較高的電動汽車驅動馬達上,NdFeB磁鐵中的部分釹能替換為「鋱」,從而提高矯頑力,以改善磁鐵的耐熱性能。

近期恰好看到了相關報導,原來根據以往純電動汽車(EV)馬達,於普遍「釹磁鐵」中含有0.5~1%左右的鋱。知名日企則在最近已成功開發出了,即使將稀土「鋱」的用量降至0.1~0.2%左右的釹磁鐵,一樣能提高磁鐵的耐熱性,且不會影響磁鐵性能呢!    
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