Terbium

Die Entdeckung des Elementes Terbium ist sehr verworren und bis heute aus verschiedenen Gründen nicht gänzlich geklärt. Allgemein geht man davon aus, dass der schwedische Chemiker und Unternehmer Carl Gustav Mosander das Element 1843 entdeckte. Dieser untersuchte die vom finnischen Chemiker Johan Gadolin entdeckte Yttererde weiter und entdeckte dabei die Elemente "Erbia" und "Terbia". Die vermeintlich reine Terbium-Verbindung war aber eine Mischung mehrerer Lanthanoide. Die darin enthaltenen Seltenerdoxide waren schwierig unterscheidbar. Es waren Yttrium, Terbium, Erbium und Ytterbium.

Reines metallisches Terbium wurde erst mit Aufkommen der Ionenaustauschtechnik in den 1940er Jahren hergestellt.

Aus dem Namen der schwedischen Grube Ytterby, in der man die Yttererde erstmals fand, leitete Mosander die Elementbezeichnung ab.

Terbium ist ein silbergrau glänzendes, weiches Metall der seltenen Erden. Es ist duktil und einfach schmiedbar, sodass es sich sogar mit einem Messer schneiden lässt. An den frischen Schnittflächen oxidiert es schnell in Verbindung mit Luft und läuft an. Ansonsten ist es aber bei Kontakt mit Sauerstoff vergleichsweise beständig. In fein verteilter Form oder als Pulver ist das Element pyrophor. Bei Temperaturen oberhalb 1315 °C wandelt sich α-Terbium in β-Terbium um. In der Flamme verbrennt es zum braunen Terbium(III,IV)-oxid [Tb4O7]. Mit Wasser und verdünnten Säuren reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zu Hydroxid. Das bei normalem Licht weiße Terbium(III)-sulfat [Tb2(SO4)3 • 8 H2O] zeigt im UV-Licht eine grüne Lumineszenz.

Terbium wird zum Dotieren von Calciumfluorid, Calciumwolframat und Strontiummolybdat zur Verwendung bei der Herstllung von Halbleitern unter anderem für Festplatten (solid-state devices) verwendet. Terbium dient zur Gefügestabilisierung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das Oxid wird dem grünen Leuchtstoff in Bildröhren und Fluoreszenzlampen als Aktivator zugesetzt. Natriumterbiumborat kommt in der Laserindustrie zum Einsatz und dient als Lasermaterial zur Erzeugung von kohärentem Licht mit einer Wellenlänge von 546 nm (grün). Ebenfalls wird Terbiumoxid als Aktivator für den grünen Leuchtstoff in Farbbildröhren, unter anderem in Fenrsehbildschirmen verwendet

Terbium-Gadolinium-Eisen-Cobalt- und Terbium-Eisen-Cobalt-Legierungen werden als Beschichtung auf wiederbeschreibbaren magneto-optischen (MO) Disks eingesetzt. Terbium-Dysprosium-haltige Legierungen zeigen eine starke Magnetostriktion . Diese Legierungen werden vor allem in der Materialprüftechnik eingesetzt.

Als Zugabe in Neodym-Eisen-Bor-Magneten erhöhen sie die Koerzitivität, das heißt die Entmagnetisierungs-Resistenz wird erhöht und der Magnet bleibt länger leistungsfähig und beständigt. Somit ist Terbium ebenfalls ein wichtiges Element für die Elektromobilität und die regenerative Energietechnik.

Der transparente künstliche Kristall Terbium-Gallium-Granat [Tb3Ga5O12] verursacht einen starken Faraday-Effekt und wird daher für optische Isolatoren verwendet.

Terbium kommt vor allem in den Mineralien Monazit, Cerit, Gadolinit und Euxenit vor. Die Herstellung von Terbium erfolgt zu meist aus Monazitsand. Dieser enthält pro Tonne 300 Gramm des Seltenerdelements. Nach einer Anreicherung der Erze und einer nachfolgenden, aufwendigen Abtrennung anderer Terbiumbegleiter durch Ionenaustauschverfahren kann das Terbium durch eine Reduktion der erhaltenen Terbiumhalogenide mit Hilfe von Calcium oder Magnesium gewonnen werden.

Dabei wird das Terbiumoxid mit Hilfe von Fluorwasserstoff zu Terbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird es mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zu Terbium reduziert. Die Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen im Endprodukt erfolgt in einer zusätzlichen Umschmelzung unter Vakuum.

Reines Terbium und Terbiumverbindungen gelten als gering toxisch. Das Element hat keine biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus.

Terbium ist eine seltenes Element, das kaum frei in der Natur vorkommt. Es kann in technischen Geräten und Haushaltsgeräten gefunden werden, wie etwa in Festplatten, Farbfernsehern, Leuchtstoffröhren und in Energiesparlampen.

Das dauerhafte Einatmen von Stäuben und Dämpfen sollte vermieden werden. Wenn Terbium im menschlichen Körper akkumuliert wird kann es auch die Leber angreifen.

Terbiummetallstäube sind wie die meisten Metallstäube feuer- und explosionsgefährlich.