元素家族

  铽，元素周期表第65号元素。

  铽是镧系金属的一员，是第二批被发现的稀有金属。1843年，瑞典化学家莫桑德从一份钇的氧化物的样品中分离出白色、黄色和玫瑰红色的氧化物。光谱分析的结论也确定了他的判断：白色的是氧化钇，黄色的是氧化铽，玫瑰红色的是氧化铒。1877年，该元素正式命名为铽，1905年才被真正提纯制出。

  金属铽是一种银白色金属，有延展性，质软，能用小刀切割，在空气中很稳定，氧化膜略带淡黄色。由于在总稀土含量中所占比例很小，铽算得上是稀土中的“贵族”，直到近30年才比较常见，如很多灯和显示器中的绿色铽基荧光体。

  与其他镧系元素一样，铽元素最常见的氧化态是正三价，在紫外光下会发出绿色磷光。现代光电子材料要用红、绿、蓝三种基本颜色的荧光粉，几乎所有的稀土绿色荧光粉会用铽做激活剂。20世纪60年代，发绿光的铽化合物与发红光、发蓝光的铕化合物组合起来，做成了能发白光的荧光灯，还有阴极射线管的传统彩色电视机和显示器，以及OLED显示屏中都需要铽的绿色荧光。

  铽元素可用于制作磁光材料，主要用来制作磁光玻璃。磁光玻璃，又叫法拉第旋转玻璃，是一种透明光学功能材料，能使一束平行于磁场的光受到磁场的影响出现旋转。含氧化铽的玻璃也是最有前途的磁光玻璃，可用于制作光纤通信中的光隔离器、磁光调节器、磁光衰减器等多种高精度旋光仪。

  1984年，美国依阿华州立大学、美国能源部阿姆斯实验室和美国海军水面武器研究中心共同合作研制出了一种新的稀土智能材料，即铽镝铁超磁致伸缩材料，就是利用铽的磁致伸缩效应，在磁场的作用下能膨胀或收缩。铁虽然也有这种效应，但是伸缩率不高，而铽合金材料则有非常好的伸缩率，可以实现电磁能、声能和机械能间的转化，在低场大功率传感器上具有不可替代的地位。现在铽合金材料这一特性也被用于平板扬声器、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人等高技术领域中，还开发了一系列新技术、新设备、新工艺。

  （作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员）

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