Ytterbium: Nombor atom 70, berat atom 173.04, nama elemen yang diperoleh dari lokasi penemuannya. Kandungan ytterbium dalam kerak adalah 0.000266%, terutamanya terdapat dalam deposit emas fosforit dan hitam jarang. Kandungan dalam monazit adalah 0.03%, dan terdapat 7 isotop semulajadi
Ditemui
Oleh: Marinak
Masa: 1878
Lokasi: Switzerland
Pada tahun 1878, ahli kimia Switzerland Jean Charles dan G Marignac menemui elemen nadir bumi baru dalam "Erbium". Pada tahun 1907, Ulban dan Weils menegaskan bahawa Marignac memisahkan campuran lutetium oksida dan ytterbium oksida. Dalam ingatan kampung kecil bernama Yteerby berhampiran Stockholm, di mana bijih yttrium ditemui, elemen baru ini dinamakan ytterbium dengan simbol yb.
Konfigurasi elektron
Konfigurasi elektron
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14
Logam
Ytterbium logam adalah kelabu perak, mulur, dan mempunyai tekstur lembut. Pada suhu bilik, ytterbium boleh dioksidakan secara perlahan oleh udara dan air.
Terdapat dua struktur kristal: α- Jenis adalah sistem kristal padu berpusatkan muka (suhu bilik -798 ℃); β- Jenis adalah kisi padu berpusat badan (di atas 798 ℃). Titik lebur 824 ℃, titik mendidih 1427 ℃, ketumpatan relatif 6.977 (α-type), 6.54 (β-type).
Tidak larut dalam air sejuk, larut dalam asid dan ammonia cecair. Ia agak stabil di udara. Sama seperti Samarium dan Europium, ytterbium tergolong dalam valence valence nady bumi, dan juga boleh berada dalam keadaan divalen positif selain biasanya trivalen.
Oleh kerana ciri valensi yang berubah -ubah ini, penyediaan ytterbium logam tidak boleh dilakukan oleh elektrolisis, tetapi dengan kaedah penyulingan pengurangan untuk penyediaan dan pembersihan. Biasanya, logam lanthanum digunakan sebagai ejen pengurangan untuk penyulingan pengurangan, menggunakan perbezaan antara tekanan wap tinggi logam ytterbium dan tekanan wap rendah logam lanthanum. Sebagai alternatif,Thulium, ytterbium, danLutetiumkonsentrat boleh digunakan sebagai bahan mentah, danLanthanum logamboleh digunakan sebagai ejen pengurangan. Di bawah keadaan vakum suhu tinggi> 1100 ℃ dan <0.133PA, ytterbium logam boleh diekstrak secara langsung oleh penyulingan pengurangan. Seperti Samarium dan Europium, ytterbium juga boleh dipisahkan dan disucikan melalui pengurangan basah. Biasanya, thulium, ytterbium, dan lutetium pekat digunakan sebagai bahan mentah. Selepas pembubaran, ytterbium dikurangkan kepada keadaan divalen, menyebabkan perbezaan yang signifikan dalam sifat, dan kemudian dipisahkan dari nadir bumi yang lain. Pengeluaran kemelut tinggiytterbium oxidebiasanya dijalankan oleh kromatografi pengekstrakan atau kaedah pertukaran ion。
Permohonan
Digunakan untuk pembuatan aloi khas. Aloi Ytterbium telah digunakan dalam perubatan pergigian untuk eksperimen metalurgi dan kimia.
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, Ytterbium telah muncul dan berkembang pesat dalam bidang komunikasi serat optik dan teknologi laser.
Dengan pembinaan dan pembangunan "Lebuhraya Maklumat", rangkaian komputer dan sistem penghantaran serat optik jarak jauh mempunyai keperluan yang semakin tinggi untuk prestasi bahan serat optik yang digunakan dalam komunikasi optik. Ion ytterbium, kerana sifat spektrum yang sangat baik, boleh digunakan sebagai bahan penguatan gentian untuk komunikasi optik, seperti Erbium dan Thulium. Walaupun Erbium Elemen Rare Earth masih merupakan pemain utama dalam penyediaan penguat gentian, serat kuarza erbium tradisional mempunyai jalur lebar keuntungan kecil (30nm), menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan penghantaran maklumat berkelajuan tinggi dan berkapasiti tinggi. Ion Yb3+mempunyai rentas rentas penyerapan yang lebih besar daripada ion ER3+sekitar 980nm. Melalui kesan pemekaan YB3+dan pemindahan tenaga erbium dan ytterbium, cahaya 1530nm dapat dipertingkatkan, dengan itu meningkatkan kecekapan penguatan cahaya.
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, Erbium Ytterbium Co doped kaca fosfat telah semakin disukai oleh penyelidik. Cermin fosfat dan fluorophosphate mempunyai kestabilan kimia dan haba yang baik, serta transmisi inframerah yang luas dan ciri-ciri peluasan yang tidak seragam yang besar, menjadikannya bahan-bahan yang ideal untuk jalur lebar dan gelas gentian amplifikasi erbium yang tinggi. YB3+penguat gentian doped boleh mencapai penguatan kuasa dan penguatan isyarat kecil, menjadikannya sesuai untuk medan seperti sensor gentian optik, komunikasi laser ruang kosong, dan penguatan denyutan ultra pendek. China kini telah membina kapasiti saluran tunggal terbesar di dunia dan sistem penghantaran optik kelajuan terpantas, dan mempunyai lebuh raya maklumat terluas di dunia. Ytterbium doped dan lain -lain Rare Earth doped fiber penguat dan bahan laser memainkan peranan penting dan penting di dalamnya.
Ciri-ciri spektrum ytterbium juga digunakan sebagai bahan laser berkualiti tinggi, baik sebagai kristal laser, gelas laser, dan laser serat. Sebagai bahan laser kuasa tinggi, ytterbium doped laser kristal telah membentuk satu siri besar, termasuk ytterbium doped yttrium aluminium garnet (yb: yag), ytterbium doped gadolinium gallium garnet (yb: ggg) Strontium fluorophosphate (Yb: S-Fap), ytterbium doped yttrium vanadate (Yb: yv04), ytterbium doped borate, dan silikat. Laser Semikonduktor (LD) adalah jenis sumber pam baru untuk laser pepejal. YB: YAG mempunyai banyak ciri yang sesuai untuk mengepam LD kuasa tinggi dan telah menjadi bahan laser untuk mengepam LD kuasa tinggi. YB: S-FAP Crystal boleh digunakan sebagai bahan laser untuk gabungan nuklear laser pada masa akan datang, yang telah menarik perhatian orang. Dalam kristal laser yang boleh disesuaikan, terdapat kromium ytterbium holmium yttrium aluminium gallium garnet (Cr, Yb, Ho: yagg) dengan panjang gelombang antara 2.84 hingga 3.05 μ secara berterusan boleh laras antara m. Menurut statistik, kebanyakan peledak inframerah yang digunakan dalam peluru berpandu di seluruh dunia menggunakan 3-5 μ oleh itu, perkembangan CR, YB, HO: YSGG laser dapat memberikan gangguan yang berkesan untuk penangguhan senjata berpandu inframerah pertengahan, dan mempunyai kepentingan ketenteraan yang penting. China telah mencapai satu siri hasil inovatif dengan tahap maju antarabangsa dalam bidang ytterbium doped laser kristal (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP, dll.), Menyelesaikan teknologi utama seperti pertumbuhan kristal dan laser cepat, nadi, dan laras. Hasil penyelidikan telah digunakan dalam pertahanan negara, industri, dan kejuruteraan saintifik, dan Ytterbium doped produk kristal telah dieksport ke beberapa negara dan wilayah seperti Amerika Syarikat dan Jepun.
Satu lagi kategori utama bahan laser ytterbium adalah kaca laser. Pelbagai gelas laser rentas keratan pelepasan tinggi telah dibangunkan, termasuk Germanium Tellurite, silikon niobate, borate, dan fosfat. Oleh kerana kemudahan pencetakan kaca, ia boleh dijadikan saiz yang besar dan mempunyai ciri-ciri seperti transmisi cahaya yang tinggi dan keseragaman yang tinggi, menjadikannya mungkin untuk menghasilkan laser kuasa tinggi. Kaca laser nadir bumi yang biasa digunakan untuk menjadi kaca Neodymium, yang mempunyai sejarah pembangunan lebih dari 40 tahun dan teknologi pengeluaran dan aplikasi yang matang. Ia sentiasa menjadi bahan pilihan untuk peranti laser kuasa tinggi dan telah digunakan dalam peranti eksperimen fusi nuklear dan senjata laser. Peranti laser kuasa tinggi yang dibina di China, yang terdiri daripada laser neodymium kaca sebagai medium laser utama, telah mencapai tahap maju dunia. Tetapi laser Neodymium Glass kini menghadapi cabaran kuat dari laser ytterbium kaca.
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, sejumlah besar kajian telah menunjukkan bahawa banyak sifat kaca ytterbium laser melebihi kaca neodymium. Oleh kerana ytterbium doped luminescence hanya mempunyai dua tahap tenaga, kecekapan penyimpanan tenaga adalah tinggi. Pada keuntungan yang sama, kaca ytterbium mempunyai kecekapan penyimpanan tenaga 16 kali lebih tinggi daripada kaca neodymium, dan seumur hidup pendarfluor 3 kali ganda kaca neodymium. Ia juga mempunyai kelebihan seperti kepekatan doping yang tinggi, jalur lebar penyerapan, dan boleh terus dipam oleh semikonduktor, menjadikannya sangat sesuai untuk laser kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, aplikasi praktikal kaca laser ytterbium sering bergantung pada bantuan neodymium, seperti menggunakan ND3+sebagai sensitizer untuk membuat kaca laser ytterbium beroperasi pada suhu bilik dan μ laser pelepasan dicapai pada panjang gelombang. Oleh itu, Ytterbium dan Neodymium adalah pesaing dan rakan kongsi kolaboratif dalam bidang kaca laser.
Dengan menyesuaikan komposisi kaca, banyak sifat luminescent kaca laser ytterbium dapat ditingkatkan. Dengan perkembangan laser kuasa tinggi sebagai arah utama, laser yang diperbuat daripada kaca laser ytterbium semakin banyak digunakan dalam industri moden, pertanian, perubatan, penyelidikan saintifik, dan aplikasi ketenteraan.
Penggunaan Ketenteraan: Menggunakan tenaga yang dihasilkan oleh gabungan nuklear sebagai tenaga selalu menjadi matlamat yang diharapkan, dan mencapai gabungan nuklear yang terkawal akan menjadi cara penting bagi kemanusiaan untuk menyelesaikan masalah tenaga. Ytterbium doped laser kaca menjadi bahan pilihan untuk mencapai peningkatan gabungan inersia (ICF) pada abad ke -21 kerana prestasi laser yang sangat baik.
Senjata laser menggunakan tenaga besar rasuk laser untuk menyerang dan memusnahkan sasaran, menjana suhu berbilion darjah Celsius dan secara langsung menyerang pada kelajuan cahaya. Mereka boleh dirujuk sebagai Nadana dan mempunyai kekecewaan yang besar, terutama yang sesuai untuk sistem senjata pertahanan udara moden dalam peperangan. Prestasi yang sangat baik dari Ytterbium doped laser kaca telah menjadikannya bahan asas penting untuk pembuatan senjata laser berkuasa tinggi dan berprestasi tinggi.
Laser Fiber adalah teknologi baru yang berkembang pesat dan juga tergolong dalam bidang aplikasi kaca laser. Laser Fiber adalah laser yang menggunakan serat sebagai medium laser, yang merupakan hasil daripada gabungan teknologi serat dan laser. Ia adalah teknologi laser baru yang dibangunkan berdasarkan teknologi penguat serat erbium doped (EDFA). Laser serat terdiri daripada diod laser semikonduktor sebagai sumber pam, gelombang gentian optik dan medium keuntungan, dan komponen optik seperti serat grating dan pengganding. Ia tidak memerlukan pelarasan mekanikal laluan optik, dan mekanisme itu padat dan mudah diintegrasikan. Berbanding dengan laser pepejal tradisional dan laser semikonduktor, ia mempunyai kelebihan teknologi dan prestasi seperti kualiti rasuk yang tinggi, kestabilan yang baik, ketahanan yang kuat terhadap gangguan alam sekitar, tiada pelarasan, tiada penyelenggaraan, dan struktur padat. Oleh kerana ion doped adalah terutamanya ND+3, YB+3, ER+3, TM+3, HO+3, yang semuanya menggunakan serat nadir bumi sebagai media keuntungan, laser serat yang dibangunkan oleh syarikat itu juga boleh dipanggil laser serat nadir bumi.
Aplikasi laser: Ytterbium kuasa tinggi Doped double clad fiber laser telah menjadi medan panas dalam teknologi laser keadaan pepejal di peringkat antarabangsa pada tahun-tahun kebelakangan ini. Ia mempunyai kelebihan kualiti rasuk yang baik, struktur padat, dan kecekapan penukaran yang tinggi, dan mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pemprosesan perindustrian dan bidang lain. Double clad ytterbium doped gentian sesuai untuk mengepam laser semikonduktor, dengan kecekapan gandingan yang tinggi dan kuasa output laser yang tinggi, dan merupakan arah pembangunan utama gentian doped ytterbium. Teknologi serat Ytterbium Doped Doped China tidak lagi setanding dengan tahap maju negara -negara asing. Serat doped ytterbium, gentian doped ytterbium dua kali ganda, dan serat erbium ytterbium co doped yang dibangunkan di China telah mencapai tahap lanjutan produk asing yang sama dari segi prestasi dan kebolehpercayaan, mempunyai kelebihan kos, dan mempunyai teknologi teras yang dipatenkan untuk pelbagai produk dan kaedah.
Syarikat laser IPG Jerman yang terkenal di dunia baru-baru ini mengumumkan bahawa sistem laser serat doped ytterbium yang baru dilancarkan mempunyai ciri-ciri rasuk yang sangat baik, kehidupan pam lebih dari 50000 jam, panjang gelombang pelepasan pusat 1070nm-1080nm, dan kuasa output sehingga 20kW. Ia telah digunakan dalam kimpalan halus, pemotongan, dan penggerudian batu.
Bahan laser adalah teras dan asas bagi pembangunan teknologi laser. Selalu ada kata -kata dalam industri laser bahawa 'satu generasi bahan, satu generasi peranti'. Untuk membangunkan peranti laser lanjutan dan praktikal, perlu terlebih dahulu mempunyai bahan laser berprestasi tinggi dan mengintegrasikan teknologi lain yang berkaitan. Ytterbium doped kristal laser dan kaca laser, sebagai daya baru bahan laser pepejal, mempromosikan perkembangan inovatif komunikasi serat optik dan teknologi laser, terutamanya dalam teknologi laser canggih seperti laser gabungan nuklear tinggi, laser laser yang tinggi, dan laser tenaga tinggi.
Di samping itu, ytterbium juga digunakan sebagai pengaktif serbuk pendarfluor, seramik radio, aditif untuk komponen memori komputer elektronik (gelembung magnet), dan bahan tambahan kaca optik. Perlu ditegaskan bahawa yttrium dan yttrium adalah unsur -unsur nadir bumi. Walaupun terdapat perbezaan yang signifikan dalam nama Inggeris dan simbol elemen, abjad fonetik Cina mempunyai suku kata yang sama. Dalam beberapa terjemahan Cina, yttrium kadang -kadang tersilap dirujuk sebagai yttrium. Dalam kes ini, kita perlu mengesan teks asal dan menggabungkan simbol elemen untuk mengesahkan.
Masa Post: Aug-30-2023