Ytterbium: Atominumero 70, atomipaino 173.04, elementin nimi, joka on johdettu sen löytöpaikasta. Ytterbiumin sisältö kuoressa on 0,000266%, pääasiassa fosforiitissa ja mustissa harvinaisissa kultakerrostumissa. Monaasiitin sisältö on 0,03%, ja luonnollisia isotooppeja on 7
Löydetty
Kirjoittaja: Marinak
Aika: 1878
Sijainti: Sveitsi
Vuonna 1878 sveitsiläiset kemistit Jean Charles ja G Marignac löysivät uuden harvinaisen maametallielementin Erbiumista. Vuonna 1907 Ulban ja Weils huomauttivat, että Marignac erotti luteteumoksidin ja ytterbiumoksidin seoksen. Pienen Yteerby -nimisen kylän muistoksi lähellä Tukholmaa, josta yttriummalmi löydettiin, tämä uusi elementti nimettiin Ytterbiumin kanssa symbolilla YB.
Elektronikokoonpano
Elektronikokoonpano
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14
Metalli
Metallinen ytterbium on hopeaharmaa, painava ja siinä on pehmeä rakenne. Huoneen lämpötilassa Ytterbium voidaan hapettaa hitaasti ilman ja veden avulla.
Kiderakenteita on kaksi: α- Tyyppi on kasvojen keskitetty kuutiometriä (huoneen lämpötila -798 ℃); β- Tyyppi on kehon keskitetty kuutio (yli 798 ℃) hila. Sulamispiste 824 ℃, kiehumispiste 1427 ℃, suhteellinen tiheys 6,977 （α-tyyppi), 6,54 （β-tyyppi).
Liukenematon kylmään veteen, liukoinen hapoihin ja nestemäiseen ammoniakkiin. Se on melko vakaa ilmassa. Samoin kuin samarium ja europium, Ytterbium kuuluu muuttuvan valenssin harvinaiseen maametalliin ja voi myös olla positiivisessa divalentissa sen lisäksi, että se on yleensä kolmiulotteinen.
Tämän muuttuvan valenssin ominaispiirteen vuoksi metallisen Ytterbiumin valmistelua ei tule suorittaa elektrolyysillä, vaan pelkistämismenetelmällä valmistelua ja puhdistamista varten. Yleensä lantanummetallia käytetään pelkistävänä aineena pelkistämisen tislaamiseen hyödyntäen eroa Ytterbium -metallin korkean höyrynpaineen ja lanthanum -metallin alhaisen höyrynpaineen välillä. Vaihtoehtoisesti,thulium, ytterbiumjalutetiumtiivisteitä voidaan käyttää raaka -aineina jametallilaisenvoidaan käyttää pelkistävänä aineena. Korkean lämpötilan tyhjiöolosuhteissa> 1100 ℃ ja <0,133Pa, metalli ytterbium voidaan erottaa suoraan pelkistyksen avulla. Kuten samarium ja europium, myös Ytterbium voidaan erottaa ja puhdistaa märän vähentämisen avulla. Yleensä raaka -aineina käytetään thulium-, ytterbium- ja lutetium -konsentraatteja. Liukenemisen jälkeen ytterbium pelkistetään kaksiarvoiseen tilaan aiheuttaen merkittäviä eroja ominaisuuksissa ja erotetaan sitten muista kolmiulotteisista harvinaisista maametallista. Korkean puhtaan tuotantoytterbiumoksidisuoritetaan yleensä uuttokromatografialla tai ioninvaihtomenetelmällä。
Soveltaminen
Käytetään erityisten seosten valmistukseen. Ytterbium -seoksia on sovellettu hammaslääketieteessä metallurgisten ja kemiallisten kokeiden suhteen.
Viime vuosina Ytterbium on syntynyt ja nopeasti kehittynyt kuituoptisen viestinnän ja lasertekniikan aloilla.
Tietomoottoritien rakentamisen ja kehittämisen myötä tietokoneverkot ja pitkän matkan optiset kuidunsiirtojärjestelmät ovat yhä korkeammat vaatimukset optisessa viestinnässä käytettyjen optisten kuitumateriaalien suorituskykyyn. Ytterbium -ioneja niiden erinomaisten spektriominaisuuksien vuoksi voidaan käyttää kuitujen monistusmateriaaleina optiseen viestintään, kuten Erbium ja Thulium. Vaikka harvinaisten maametallien elementti Erbium on edelleen pääpelaaja kuituvahvistimien valmistelussa, perinteisillä erbium-seostetuilla kvartsikuiduilla on pieni vahvistuskaistanleveys (30 nm), mikä vaikeuttaa nopean ja suuren kapasiteetin tiedonsiirron vaatimusten täyttämistä. YB3+-ionilla on paljon suurempi absorptiopoikkileikkaus kuin ER3+-ionilla noin 980 nm. YB3+: n herkistymisvaikutuksen ja Erbiumin ja Ytterbiumin energiansiirron kautta 1530nm valoa voidaan parantaa huomattavasti, mikä parantaa huomattavasti valon vahvistustehokkuutta.
Tutkijat ovat viime vuosina yhä enemmän suosineet Erbium Ytterbium Co: n seostettua fosfaattilasia. Fosfaatti- ja fluorofosfaattilaseilla on hyvä kemiallinen ja lämpöstabiilisuus, samoin kuin leveät infrapunapäästöt ja suuret epäyhtenäiset laajentumisominaisuudet, mikä tekee niistä ihanteellisia materiaaleja laajakaistalle ja suuren voiton Erbium-seostetulle monistuskuitulasille. YB3+-seostetut kuituvahvistimet voivat saavuttaa tehon monistuksen ja pienen signaalin monistumisen, mikä sopii niihin kentille, kuten kuituoptiset anturit, vapaan avaruuden laserviestintä ja erittäin lyhyt pulssin monistus. Kiina on tällä hetkellä rakentanut maailman suurimman yhden kanavan kapasiteetin ja nopeimman nopeuden optisen siirtojärjestelmän, ja sillä on maailman laajin tiedonsiirto. Ytterbium -seostetuilla ja muilla harvinaisten maametallien seostetuilla kuituvahvistimilla ja lasermateriaaleilla on ratkaiseva ja merkittävä rooli niissä.
Ytterbiumin spektriominaisuuksia käytetään myös korkealaatuisina lasermateriaaleina, sekä laserkiteinä, laserlaseina ja kuitulasereina. Korkean virran lasermateriaalina Ytterbium-seostetut laserkiteet ovat muodostaneet valtavan sarjan, mukaan lukien Ytterbium-seostettu yttrium-alumiini-granaatti (YB: YAG), Ytterbium-seostettu gadolinium gallium granaatti (YB: GGG), Ytterbium Doped Strontoum fluorofosfaatti (YB: YB) Fluorofosfaatti (YB: S-FAP), Ytterbium seostettu yttriumaadaaatti (YB: YV04), Ytterbium-seostettu boraatti ja silikaatti. Puolijohdelaser (LD) on uudentyyppinen pumpun lähde solid-state-lasereille. YB: YAG: lla on monia suuritehoisiin LD-pumppauksiin sopivia ominaisuuksia ja siitä on tullut lasermateriaali suuritehoiseen LD-pumppaukseen. YB: S-FAP-kristallia voidaan käyttää lasermateriaalina laser-ydinfuusiolle tulevaisuudessa, mikä on herättänyt ihmisten huomion. Viritettävissä laserkiteissä on kromi ytterbium holmium yttrium -alumiinigalliumgranaatti (CR, YB, Ho: YAGG) aallonpituuksilla, jotka vaihtelevat välillä 2,84 - 3,05 μ jatkuvasti säädettävää m: n välillä. Tilastojen mukaan suurin osa maailmassa olevissa ohjuksissa käytetyistä infrapunapäätä käyttävät 3-5 μ: ää, joten CR: n, YB: n, HO: YSGG-laserien kehitys voi tarjota tehokasta puuttumista infrapunasopistetuille aseiden vastatoimille, ja sillä on tärkeä sotilaallinen merkitys. Kiina on saavuttanut sarjan innovatiivisia tuloksia kansainvälisellä edistyneellä tasolla Ytterbium -seostettujen laserkiteiden alalla (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP jne.), Ratkaisevat avaintekniikat, kuten kidekasvu ja laser nopea, pulssi, jatkuva ja säädettävä tulos. Tutkimustuloksia on sovellettu kansallisessa puolustuksessa, teollisuudessa ja tieteellisessä tekniikassa, ja Ytterbium -seostetut kristallituotteet on viety useisiin maihin ja alueisiin, kuten Yhdysvaltoihin ja Japaniin.
Toinen tärkein Ytterbium -lasermateriaalin luokka on laserlasi. On kehitetty erilaisia korkean päästöjen poikkileikkauslaserilasit, mukaan lukien germanium telluriitti, piin niobaatti, boraatti ja fosfaatti. Lasisuovan helppouden vuoksi se voidaan tehdä suuriksi kooiksi, ja siinä on ominaisuuksia, kuten suuren valon läpäisy ja korkea tasaisuus, mikä mahdollistaa suuritehoisten laserien tuottamisen. Tunnettu harvinainen maametallilaserilasi oli aikaisemmin pääasiassa neodyymilasi, jonka kehityshistoria on yli 40 vuotta ja kypsä tuotanto- ja sovellustekniikka. Se on aina ollut ensisijainen materiaali suuritehoisille laserlaitteille, ja sitä on käytetty ydinfuusiokokeissa ja laseraseilla. Kiinassa rakennetut suuritehoiset laserlaitteet, jotka koostuvat laser-neodyymilasista päälaserväliaineena, ovat saavuttaneet maailman edistyneen tason. Mutta laserneodyymilasilla on nyt voimakas haaste laser Ytterbium -lasista.
Viime vuosina suuri joukko tutkimuksia on osoittanut, että laser Ytterbium -lasin monet ominaisuudet ylittävät neodyymilasin ominaisuudet. Koska Ytterbium -seostetulla luminesenssilla on vain kaksi energiatasoa, energian varastointitehokkuus on korkea. Samalla vahvistuksella Ytterbium -lasilla on energianvarastotehokkuus 16 kertaa korkeampi kuin neodyymilasi ja fluoresenssiikä 3 kertaa neodyymilasin. Siinä on myös etuja, kuten korkea dopingpitoisuus, absorptiokaistanleveys, ja puolijohteet voivat pumpata suoraan, mikä tekee siitä erittäin sopivan suuritehoisille lasereille. Ytterbium -laserlasin käytännöllinen levitys riippuu kuitenkin usein neodyymin avusta, esimerkiksi käyttämällä ND3+: ta herkistäjänä Ytterbium -laserlasin toiminnan saamiseksi huoneenlämpötilassa ja μ -laserpäästöt saavutetaan M -aallonpituudella. Joten, Ytterbium ja Neodymium ovat sekä kilpailijoita että yhteistyökumppaneita laserlasin alalla.
Säätämällä lasikoostumusta, Ytterbium -laserlasin monia luminesoivia ominaisuuksia voidaan parantaa. Ytterbium-laserlasista valmistettujen laserien kehitettäessä suuritehoisia lasereita käytetään yhä laajemmin nykyaikaisessa teollisuudessa, maataloudessa, lääketieteessä, tieteellisessä tutkimuksessa ja sotilaallisissa sovelluksissa.
Sotilaallinen käyttö: Ydinfuusion tuottaman energian käyttäminen energiaa on aina ollut odotettu tavoite, ja hallitun ydinfuusion saavuttaminen on tärkeä keino ihmiskunnalle energiaongelmien ratkaisemiseksi. Ytterbium -seostettu laserlasi on tulossa edullinen materiaali inertiaalisten synnytysfuusion (ICF) päivitysten saavuttamiseksi 2000 -luvulla sen erinomaisen laser suorituskyvyn vuoksi.
Laser -aseet käyttävät lasersäteen valtavaa energiaa lyödä ja tuhota kohteita, aiheuttaen lämpötiloja, joissa on miljardeja celsiusastetta ja hyökkäävät suoraan valon nopeudella. Niitä voidaan kutsua Nadanaksi ja niillä on suuri tappavuus, joka sopii erityisesti nykyaikaiseen ilmapuolustusasejärjestelmiin sodankäynnissä. Ytterbium-seostetun laserlasin erinomainen suorituskyky on tehnyt siitä tärkeän perusmateriaalin suuritehoisten ja korkean suorituskyvyn laser-aseiden valmistukseen.
Fiber Laser on nopeasti kehittyvä uusi tekniikka ja kuuluu myös laserlasisovellusten alaan. Fiber Laser on laser, joka käyttää kuitua laserväliaineena, joka on kuitu- ja lasertekniikan yhdistelmän tuote. Se on uusi Laser -tekniikka, joka on kehitetty Erbium -seostetun kuituvahvistimen (EDFA) tekniikan perusteella. Kuitulaser koostuu puolijohdelaseridiodista pumpun lähteenä, kuituoptisesta aaltojohto- ja vahvistusväliaineesta sekä optisista komponenteista, kuten ritiläkuiduista ja kytkimistä. Se ei vaadi optisen polun mekaanista säätämistä, ja mekanismi on kompakti ja helppo integroida. Verrattuna perinteisiin kiinteän tilan lasereihin ja puolijohdelaseriin, sillä on teknisiä ja suorituskykyisiä etuja, kuten kaukovaran laatu, hyvä stabiilisuus, voimakas vastus ympäristöhäiriöille, ei säätämistä, ei ylläpitoa ja kompaktia rakennetta. Koska seostetut ionit ovat pääosin ND+3, YB+3, ER+3, TM+3, HO+3, jotka kaikki käyttävät harvinaisten maametallikuituja, voittoväliaineena voidaan kutsua myös yrityksen kehittämää kuitulaseria.
Lasersovellus: High Power Ytterbium -seostettu kaksoislevykuitulaser on tullut kuuma kenttä kiinteän tilan lasertekniikassa kansainvälisesti viime vuosina. Sillä on edut hyvän säteen laadun, kompaktin rakenteen ja korkean muuntamisen tehokkuuden edut, ja sillä on laajat sovellusnäkymät teollisuuden prosessoinnissa ja muissa aloilla. Kaksinkertaiset verhotut ytterbium -seostetut kuidut soveltuvat puolijohdelaserpumppuun, jolla on korkea kytkentätehokkuus ja korkea laserlähtöteho, ja ne ovat Ytterbium -seostettujen kuitujen tärkein kehityssuunta. Kiinan kaksinkertainen verhottu Ytterbium -seostettu kuitutekniikka ei ole enää samanlainen kuin ulkomaisten edistyneiden tason kanssa. Ytterbium -seostettu kuitu, kaksinkertainen verhottu Ytterbium -seostettu kuitu ja Kiinassa kehitetty Erbium Ytterbium Co -seostettu kuitu on saavuttanut samanlaisten ulkomaisten tuotteiden edistyneen tason suorituskyvyn ja luotettavuuden suhteen, on kustannusetuja ja niillä on ydinpatentoitu tekniikka monille tuotteille ja menetelmille.
Maailmankuulu saksalainen IPG-laseryhtiö ilmoitti äskettäin, että heidän äskettäin lanseeratulla Ytterbium-seostettua kuitulaserjärjestelmää on erinomaiset säteen ominaisuudet, yli 50000 tuntia pumpun käyttöikä, keskuspäästöjen aallonpituus 1070Nm-1080Nm ja jopa 20KW: n lähtöteho. Sitä on levitetty hienoissa hitsaus-, leikkaus- ja kivikarjoissa.
Lasermateriaalit ovat ydin ja perusta lasertekniikan kehittämiselle. Laseriteollisuudessa on aina ollut sanonta, että "yhden sukupolven materiaalien, yhden sukupolven laitteita". Kehittyneiden ja käytännöllisten laserlaitteiden kehittämiseksi on ensin oltava korkean suorituskyvyn lasermateriaalit ja integroida muut asiaankuuluvat tekniikat. Ytterbium seostetut laserkiteet ja laserlasit, kuten kiinteiden lasermateriaalien uutena voimina, edistävät kuituoptisen viestinnän ja lasertekniikan innovatiivista kehitystä, etenkin huippuluokan laserteknologioiden, kuten suuritehoisten ydinfuusiolaserien, korkean energian rytmilaserien ja korkean energian aseiden laserien,.
Lisäksi Ytterbiumia käytetään myös fluoresoivana jauheen aktivaattorina, radiokeramiikana, lisäaineina elektronisille tietokonemuistikomponenteille (magneettiset kuplat) ja optiset lasilisäaineet. On huomattava, että yttrium ja yttrium ovat molemmat harvinaisia maametallit. Vaikka englanninkielisissä nimissä ja elementtien symboleissa on merkittäviä eroja, kiinalaisella foneettisella aakkosella on samat tavut. Joissakin kiinalaisissa käännöksissä Yttrium viitataan joskus erehdyksessä yttriumiksi. Tässä tapauksessa meidän on jäljitettävä alkuperäinen teksti ja yhdistettävä elementtien symbolit vahvistamaan.
Viestin aika: 3.-2023 elokuu