Ytterbium: Atoomnommer 70, atoomgewig 173.04, elementnaam afgelei van die ontdekkingsligging. Die inhoud van Ytterbium in die kors is 0,000266%, hoofsaaklik in fosforiet en swart seldsame goudafsettings. Die inhoud in monaziet is 0,03%, en daar is 7 natuurlike isotope
Ontdek
Deur: Marinak
Tyd: 1878
Plek: Switserland
In 1878 ontdek die Switserse chemici Jean Charles en G Marignac 'n nuwe seldsame aarde -element in “Erbium”. In 1907 het Ulban en Weils daarop gewys dat Marignac 'n mengsel van lutetiumoksied en ytterbiumoksied geskei het. Ter nagedagtenis aan die klein dorpie met die naam Yteerby naby Stockholm, waar Yttrium Ore ontdek is, is hierdie nuwe element Ytterbium met die simbool YB genoem.
Elektronkonfigurasie
Elektronkonfigurasie
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14
Metaal
Metaal Ytterbium is silwergrys, rekbaar en het 'n sagte tekstuur. By kamertemperatuur kan Ytterbium stadig deur lug en water geoksideer word.
Daar is twee kristalstrukture: α- Die tipe is 'n gesiggesentreerde kubieke kristalstelsel (kamertemperatuur -798 ℃); β- Die tipe is 'n liggaamsgesentreerde kubieke (bo 798 ℃) rooster. Smeltpunt 824 ℃, kookpunt 1427 ℃, relatiewe digtheid 6.977 （α- tipe), 6.54 （β-tipe).
Onoplosbaar in koue water, oplosbaar in sure en vloeibare ammoniak. Dit is nogal stabiel in die lug. Soortgelyk aan samarium en europium, behoort Ytterbium tot die veranderlike valensie -skaars aarde, en kan dit ook in 'n positiewe tweewaardige toestand wees, benewens die feit dat dit gewoonlik trivalent is.
As gevolg van hierdie veranderlike valensiekarakteristiek, moet die voorbereiding van metaal ytterbium nie deur elektrolise uitgevoer word nie, maar deur die vermindering van distillasiemetode vir voorbereiding en suiwering. Gewoonlik word lanthanummetaal gebruik as 'n reduseermiddel vir reduksie -distillasie, met behulp van die verskil tussen die hoë dampdruk van ytterbiummetaal en die lae dampdruk van lantanummetaal. Alternatiewelik,Thulium, Ytterbium, enlutetiumkonsentrate kan as grondstowwe gebruik word, enmetaal lanthanumkan gebruik word as 'n verminderde middel. Onder hoë temperatuur vakuumtoestande van> 1100 ℃ en <0.133Pa kan metaal ytterbium direk onttrek word deur distillasie van reduksie. Soos Samarium en Europium, kan Ytterbium ook geskei en gesuiwer word deur nat vermindering. Gewoonlik word thulium-, ytterbium- en lutetiumkonsentrate as grondstowwe gebruik. Na ontbinding word Ytterbium verminder tot 'n tweeslagtige toestand, wat beduidende verskille in eienskappe veroorsaak, en dan van ander trivalente seldsame aardes geskei. Die produksie van hoë suiwerheidytterbiumoksiedword gewoonlik uitgevoer deur ekstraksiechromatografie of ioonuitruilmetode。
Toepassing
Word gebruik vir die vervaardiging van spesiale legerings. Ytterbium -legerings is toegepas in tandheelkundige medisyne vir metallurgiese en chemiese eksperimente.
In onlangse jare het Ytterbium na vore gekom en vinnig ontwikkel in die velde van veseloptiese kommunikasie en lasertegnologie.
Met die konstruksie en ontwikkeling van die 'Information Highway', het rekenaarnetwerke en langafstand optiese vesel-oordragstelsels toenemend hoë vereistes vir die werkverrigting van optiese veselmateriaal wat in optiese kommunikasie gebruik word. Ytterbiumione, as gevolg van hul uitstekende spektrale eienskappe, kan as veselversterkingsmateriaal vir optiese kommunikasie gebruik word, net soos Erbium en thulium. Alhoewel seldsame aardelement Erbium steeds die belangrikste speler is in die voorbereiding van veselversterkers, het tradisionele Erbium-gedoteerde kwartsvesels 'n klein winsbandbreedte (30 nm), wat dit moeilik maak om aan die vereistes van inligting oor die snelheid en hoë kapasiteit te voldoen. Yb3+-ione het 'n veel groter absorpsie-deursnit as ER3+-ione rondom 980 nm. Deur die sensitiseringseffek van Yb3+en die energie -oordrag van erbium en ytterbium, kan die lig van 1530 nm aansienlik verbeter word, en sodoende die versterkingsdoeltreffendheid van die lig aansienlik verbeter.
In onlangse jare word Erbium Ytterbium Co -gedoteerde fosfaatglas toenemend deur navorsers bevoordeel. Fosfaat- en fluorofosfaatglase het 'n goeie chemiese en termiese stabiliteit, sowel as 'n wye infrarooi transmissie en groot nie-eenvormige breër eienskappe, wat hulle ideale materiale maak vir breëband en hoë-wins-erbium-gedopte versterking veselglas. YB3+gedoteerde veselversterkers kan drywingsversterking en klein seinversterking bewerkstellig, wat dit geskik maak vir velde soos veseloptiese sensors, vrye ruimte -laserkommunikasie en ultra kort polsversterking. China het tans die wêreld se grootste enkelkanaalkapasiteit en die vinnigste snelheidsoptiese transmissiestelsel gebou en het die grootste inligting in die wêreld ter wêreld. Ytterbium -gedoteerde en ander seldsame aarde -gedoteerde veselversterkers en lasermateriaal speel 'n belangrike en belangrike rol daarin.
Die spektrale eienskappe van Ytterbium word ook gebruik as lasermateriaal van hoë gehalte, beide as laserkristalle, laserbrille en vesellasers. As a high-power laser material, ytterbium doped laser crystals have formed a huge series, including ytterbium doped yttrium aluminum garnet (Yb: YAG), ytterbium doped gadolinium gallium garnet (Yb: GGG), ytterbium doped calcium fluorophosphate (Yb: FAP), ytterbium doped Strontium fluorofosfaat (YB: S-FAP), Ytterbium-gedoteerde yttrium vanadaat (YB: YV04), ytterbium-gedote boraat en silikaat. Halfgeleier Laser (LD) is 'n nuwe soort pompbron vir lasers met vaste toestand. YB: YAG het baie eienskappe wat geskik is vir hoë-krag LD-pomp en het 'n lasermateriaal geword vir hoë-krag LD-pomp. YB: S-FAP Crystal kan in die toekoms as lasermateriaal vir laserkernsmelting gebruik word, wat mense se aandag getrek het. In instelbare laserkristalle is daar chroom ytterbium holmium yttrium aluminium gallium granaat (Cr, yb, ho: yagg) met golflengtes wat wissel van 2,84 tot 3,05 μ voortdurend verstelbaar tussen m. Volgens statistieke gebruik die meeste van die infrarooi oorlogshoofde wat in missiele regoor die wêreld gebruik word, dus 3-5 μ, daarom kan die ontwikkeling van CR, YB, HO: YSGG-lasers effektiewe inmenging bied vir middel-infrarooi begeleide wapen teenmaatreëls en het dit 'n belangrike militêre belang. China het 'n reeks innoverende resultate behaal met internasionale gevorderde vlak op die gebied van Ytterbium -gedoteerde laserkristalle (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP, ens.), Sleuteltegnologieë oplos soos kristalgroei en laser -vinnige, pulse, deurlopende en aangepaste uitset. Die navorsingsresultate is toegepas in nasionale verdedigings-, nywerheids- en wetenskaplike ingenieurswese, en Ytterbium -gedoteerde kristalprodukte is na verskeie lande en streke soos die Verenigde State en Japan uitgevoer.
Nog 'n belangrike kategorie Ytterbium -lasermateriaal is laserglas. Verskeie deursnit-laserbrille met 'n hoë emissie is ontwikkel, waaronder Germanium tellurite, silikon-niobaat, boraat en fosfaat. As gevolg van die gemak van glasvorming, kan dit in groot groottes gemaak word en het dit eienskappe soos hoë ligoordrag en hoë eenvormigheid, wat dit moontlik maak om hoë-kraglasers te produseer. Die bekende seldsame aardlaserglas was hoofsaaklik Neodymium Glass, wat 'n ontwikkelingsgeskiedenis van meer as 40 jaar en volwasse produksie- en toepassingstegnologie het. Dit was nog altyd die voorkeurmateriaal vir laserstoestelle met 'n hoë krag en is gebruik in eksperimentele toestelle en laserwapens in kernfusie. Die hoë-krag lasertoestelle wat in China gebou is, wat bestaan uit laser neodymiumglas as die belangrikste lasmedium, het die wêreld se gevorderde vlak bereik. Maar laser neodymiumglas staar nou 'n kragtige uitdaging van laser ytterbiumglas in die gesig.
In onlangse jare het 'n groot aantal studies getoon dat baie eienskappe van laser -ytterbiumglas die van neodymiumglas oorskry. As gevolg van die feit dat Ytterbium -gedoteerde luminescentie slegs twee energievlakke het, is die doeltreffendheid van die energieopslag hoog. Met dieselfde wins het Ytterbiumglas 'n energie -opbergingsdoeltreffendheid van 16 keer hoër as neodymiumglas, en 'n fluorescentie -leeftyd 3 keer die van neodymiumglas. Dit het ook voordele soos hoë dopingkonsentrasie, absorpsiebandbreedte, en kan direk deur halfgeleiers gepomp word, wat dit baie geskik maak vir lasers met 'n hoë krag. Die praktiese toepassing van Ytterbium -laserglas is egter dikwels afhanklik van die hulp van Neodymium, soos om ND3+as 'n sensitiseerder te gebruik om Ytterbium -laserglas by kamertemperatuur te laat werk en μ laser -emissie word op M -golflengte bereik. Ytterbium en Neodymium is dus mededingers en samewerkingsvennote op die gebied van laserglas.
Deur die glassamestelling aan te pas, kan baie luminescerende eienskappe van Ytterbium -laserglas verbeter word. Met die ontwikkeling van hoë-kraglasers as die belangrikste rigting, word lasers van Ytterbium-laserglas toenemend wyd gebruik in die moderne industrie, landbou, medisyne, wetenskaplike navorsing en militêre toepassings.
Militêre gebruik: Die gebruik van die energie wat deur kernfusie opgewek word, aangesien energie nog altyd 'n verwagte doel was, en die bereiking van gekontroleerde kernfusie sal 'n belangrike manier wees vir die mensdom om energieprobleme op te los. Ytterbium -gedoteerde laserglas word die voorkeurmateriaal om in die 21ste eeu opgradering van traagheidsopsluitings (ICF) op te gradeer as gevolg van die uitstekende laserprestasie.
Laserwapens gebruik die enorme energie van 'n laserstraal om teikens te slaan en te vernietig, wat temperatuur van miljarde grade Celsius opwek en direk met die lig van die lig aanval. Daar kan na Nadana verwys word en het groot dodelikheid, veral geskik vir moderne lugverdedigingswapenstelsels in oorlogvoering. Die uitstekende werkverrigting van Ytterbium-gedoteerde laserglas het dit 'n belangrike basiese materiaal gemaak vir die vervaardiging van hoë-krag en hoëprestasie-laserwapens.
Fiber Laser is 'n vinnig ontwikkelende nuwe tegnologie en behoort ook tot die veld van laserglastoepassings. Vesellaser is 'n laser wat vesel as lasermedium gebruik, wat 'n produk is van die kombinasie van vesel- en lasertegnologie. Dit is 'n nuwe lasertegnologie wat ontwikkel is op grond van Erbium -gedoteerde veselversterker (EDFA) -tegnologie. 'N Vesellaser bestaan uit 'n halfgeleier -laserdiode as die pompbron, 'n veseloptiese golfleier en 'n winsmedium, en optiese komponente soos roostervesels en koppelaars. Dit vereis nie meganiese aanpassing van die optiese pad nie, en die meganisme is kompak en maklik om te integreer. In vergelyking met tradisionele vaste-toestand-lasers en halfgeleierlasers, het dit tegnologiese en prestasievoordele soos hoë balkkwaliteit, goeie stabiliteit, sterk weerstand teen omgewingsinterferensie, geen aanpassing, geen onderhoud en kompakte struktuur. As gevolg van die feit dat die gedoteerde ione hoofsaaklik ND+3, YB+3, ER+3, TM+3, HO+3 is, wat almal seldsame aardvesels as 'n media gebruik, kan die vesellaser wat deur die onderneming ontwikkel is, ook 'n seldsame aardvesellaser genoem word.
Laser-toepassing: Ytterbium-gedoteerde vesellaser met 'n hoë krag het die afgelope paar jaar 'n warm veld in die vaste-toestand-lasertegnologie geword. Dit het die voordele van goeie balkgehalte, kompakte struktuur en hoë omskakelingsdoeltreffendheid, en het 'n breë toepassingsvooruitsigte in industriële verwerking en ander velde. Dubbele geklede ytterbium -gedoteerde vesels is geskik vir halfgeleier laserpomp, met 'n hoë koppelingsdoeltreffendheid en hoë laseruitsetkrag, en is die belangrikste ontwikkelingsrigting van ytterbium -gedoteerde vesels. China se dubbele geklede Ytterbium -gedoteerde veseltegnologie is nie meer in ooreenstemming met die gevorderde vlak van buitelandse lande nie. Die ytterbium -gedoteerde vesel, dubbelbeklede ytterbium -gedoteerde vesel en Erbium Ytterbium Co -gedoteerde vesel wat in China ontwikkel is, het die gevorderde vlak van soortgelyke buitelandse produkte bereik ten opsigte van prestasie en betroubaarheid, het kostevoordele en het die kern gepatenteerde tegnologieë vir verskeie produkte en metodes.
Die wêreldbekende Duitse IPG-laseronderneming het onlangs aangekondig dat hul nuut-bekendgestelde Ytterbium-gedoteerde vesellaserstelsel uitstekende balkkenmerke het, 'n pompleeftyd van meer as 50000 uur, 'n sentrale emissiegolflengte van 1070nm-1080nm en 'n uitsetkrag van tot 20kW. Dit is toegepas in fyn sweis, sny en rotsboor.
Lasermateriaal is die kern en basis vir die ontwikkeling van lasertegnologie. Daar was nog altyd 'n gesegde in die laserbedryf dat 'een generasie materiale, een generasie toestelle'. Om gevorderde en praktiese lasertoestelle te ontwikkel, is dit nodig om eers 'n hoë werkverrigting lasermateriaal te besit en ander relevante tegnologieë te integreer. Ytterbium-gedoteerde laserkristalle en laserglas, as die nuwe krag van soliede lasermateriale, bevorder die innoverende ontwikkeling van veseloptiese kommunikasie en lasertegnologie, veral in die nuutste lasertegnologieë soos hoë-krag-kernfusie-lasers, hoë-energie-teëllasers, en hoë-energie-wapenlasers.
Daarbenewens word ytterbium ook gebruik as 'n fluoresserende poeieraktivator, radiokeramiek, bymiddels vir elektroniese rekenaargeheue -komponente (magnetiese borrels) en optiese glasadditiewe. Daar moet daarop gewys word dat yttrium en yttrium albei seldsame aardelemente is. Alhoewel daar beduidende verskille in Engelse name en elementsimbole is, het die Chinese fonetiese alfabet dieselfde lettergrepe. In sommige Chinese vertalings word Yttrium soms verkeerdelik yttrium genoem. In hierdie geval moet ons die oorspronklike teks opspoor en elementsimbole kombineer om te bevestig.
Postyd: Augustus-30-2023