Ytterbium: Atomu numurs 70, atomu svars 173.04, elementa nosaukums, kas iegūts no tā atklāšanas vietas. Ytterbium saturs garozā ir 0,000266%, galvenokārt atrodas fosforīta un melnā retā zelta nogulsnēs. Monazīta saturs ir 0,03%, un ir 7 dabiski izotopi
Atklāts
Autors: Marinaks
Laiks: 1878
Atrašanās vieta: Šveice
1878. gadā Šveices ķīmiķi Žans Čārlzs un G Marignac atklāja jaunu retzemju elementu “Erbium”. 1907. gadā Ulbans un Veils norādīja, ka Marignac atdalīja lutetija oksīda un ytterbija oksīda maisījumu. Atmiņā par mazo ciematu ar nosaukumu Yteerby netālu no Stokholmas, kur tika atklāts Yttium Ore, šis jaunais elements tika nosaukts par Ytterbium ar simbolu YB.
Elektronu konfigurācija
Elektronu konfigurācija
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14
Metāls
Metāliskais ytterbium ir sudraba pelēks, kaļams, un tam ir mīksta tekstūra. Istabas temperatūrā ytterbium var lēnām oksidēt ar gaisu un ūdeni.
Ir divas kristāla struktūras: α- Tips ir uz seju orientēta kubiskā kristāla sistēma (istabas temperatūra -798 ℃); β- Tips ir uz ķermeni vērsts kubiskais (virs 798 ℃) režģa. Kušanas punkts 824 ℃, viršanas temperatūra 1427 ℃, relatīvais blīvums 6,977 （α-tips), 6,54 （β-tips).
Nešķīst aukstā ūdenī, šķīst skābās un šķidrā amonjaka gadījumā. Tas ir diezgan stabils gaisā. Līdzīgi kā samarium un europium, ytterbium pieder pie mainīgās valences retzemes, un tas var būt arī pozitīvā divvērtīgā stāvoklī, kā arī parasti ir trivalents.
Sakarā ar šo mainīgo valences raksturlielumu, metāla ytterbium sagatavošana nav jāveic ar elektrolīzi, bet gan ar samazināšanas metodi sagatavošanai un attīrīšanai. Parasti lantāna metālu izmanto kā reducējošu līdzekli reducēšanas destilācijai, izmantojot atšķirību starp Ytterbium metāla augsto tvaika spiedienu un zemo lantāna metāla tvaika spiedienu. Alternatīvi,thulium, ytterbium, unlutetiumKoncentrātus var izmantot kā izejvielas unmetāla lantānsVar izmantot kā reducējošu līdzekli. Augstas temperatūras vakuuma apstākļos> 1100 ℃ un <0,133Pa metāla ytterbium var tieši ekstrahēt ar reducēšanas destilāciju. Tāpat kā samarium un europium, arī ytterbium var atdalīt un attīrīt, samazinot mitru reducēšanu. Parasti kā izejvielas tiek izmantoti thulium, ytterbium un lutetium koncentrāti. Pēc izšķīšanas ytterbium tiek samazināts līdz divvērtīgam stāvoklim, izraisot būtiskas atšķirības īpašībās, un pēc tam atdalās no citām trivalentām retām zemēm. Augstas tīrības ražošanaytterbium oksīdsparasti veic ar ekstrakcijas hromatogrāfiju vai jonu apmaiņas metodi。
Pieteikums
Izmanto īpašo sakausējumu ražošanai. Zobārstniecības medicīnā ir izmantoti Ytterbium sakausējumi metalurģiskos un ķīmiskos eksperimentos.
Pēdējos gados Ytterbium ir parādījies un ātri attīstīts optiskās komunikācijas un lāzera tehnoloģijas jomā.
Ar “informācijas šosejas” būvniecību un attīstību datoru tīkliem un tālsatiksmes optisko šķiedru pārraides sistēmām ir arvien augstākas prasības optiskās komunikācijas optisko materiālu veikšanai. Ytterbium jonus to izcilo spektrālo īpašību dēļ var izmantot kā šķiedru pastiprināšanas materiālus optiskai sakarībai, tāpat kā Erbium un Thulium. Lai arī retzemju elements Erbium joprojām ir galvenais šķiedru pastiprinātāju sagatavošanas spēlētājs, tradicionālajiem erbija leģētām kvarca šķiedrām ir neliels pastiprināšanas joslas platums (30 nm), kas apgrūtina ātruma un augstas ietilpības informācijas pārraides prasības. YB3+joniem ir daudz lielāks absorbcijas šķērsgriezums nekā ER3+joniem ap 980 nm. Izmantojot YB3+sensibilizācijas efektu un erbija un ytterbija enerģijas pārnesi, 1530 nm gaismu var ievērojami uzlabot, tādējādi ievērojami uzlabojot gaismas pastiprināšanas efektivitāti.
Pēdējos gados Erbium ytterbium co leģētu fosfāta stiklu arvien vairāk ir devis priekšroku pētniekiem. Fosfāta un fluorofosfāta stiklām ir laba ķīmiska un termiskā stabilitāte, kā arī plaša infrasarkanā caurlaidība un lielas nevienmērīgas paplašināšanas īpašības, padarot tos ideālus materiālus platjoslas joslai un augstas pastiprināšanas erbija leģēta amplifikācijas šķiedras stikls. YB3+leģētu šķiedru pastiprinātāji var sasniegt jaudas pastiprināšanu un nelielu signāla pastiprināšanu, padarot tos piemērotus laukiem, piemēram, optisko šķiedru sensoriem, brīvas vietas lāzera sakariem un īpaši īsa impulsa pastiprināšanai. Pašlaik Ķīna ir izveidojusi pasaulē lielāko viena kanāla ietilpību un ātrāko ātruma optiskās pārraides sistēmu, un tai ir visplašākā informācijas šoseja pasaulē. Ytterbium leģēta un citām retzemju leģētām šķiedru pastiprinātājiem un lāzera materiāliem tajos ir izšķiroša un nozīmīga loma.
Ytterbium spektrālās īpašības tiek izmantotas arī kā augstas kvalitātes lāzera materiāli-gan kā lāzera kristāli, gan lāzera glāzes, gan šķiedru lāzeri. Kā lieljaudas lāzera materiāls, ytterbium leģētie lāzera kristāli ir izveidojuši milzīgu sēriju, ieskaitot ytterbium leģētu yttrium alumīnija granātu (YB: YAG), ytterbium doped gadolīnija gallija granāts (yb: ggg), ytterbium doped calium fluorosfium (yb: fap), ytterbium doped ctritium doped ctritium doped ctritium doped ctritium doped ctritium doped ctritium doped ctritium doped chalium doped chalium doped chalium doped calium doped chalium doped doped Gadolium dopedbi kā Fluorofosfāts (YB: S-Fap), Ytterbium leģēts Yttrium vanadate (YB: YV04), Ytterbium leģēts borāts un silikāts. Pusvadītāju lāzers (LD) ir jauna veida sūkņa avots cietvielu lāzeriem. YB: YAG ir daudz raksturlielumu, kas piemērots lieljaudas LD sūknēšanai, un tas ir kļuvis par lāzera materiālu lieljaudas LD sūknēšanai. YB: S-Fap Crystal nākotnē var izmantot kā lāzera materiālu lāzera kodola saplūšanai, kas ir piesaistījis cilvēku uzmanību. Noskaņojamos lāzera kristālos ir hroma ytterbium holmium yttrium alumīnija gallija granāts (Cr, YB, HO: Yagg) ar viļņu garumu, sākot no 2,84 līdz 3,05 μ nepārtraukti pielāgojamiem starp m. Saskaņā ar statistiku lielākā daļa infrasarkano galvu, ko izmanto raķetēs visā pasaulē, izmanto 3-5 μ, tāpēc CR, YB, HO: YSGG lāzeri var nodrošināt efektīvu iejaukšanos vidējā infrasarkanā ieroča ieroču pretpasākumos, un tam ir svarīga militāra nozīme. Ķīna ir sasniegusi virkni inovatīvu rezultātu ar starptautisku uzlabotu līmeni Ytterbium leģētu lāzera kristālu jomā (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP utt.), Atrisinot galvenās tehnoloģijas, piemēram, kristāla augšanu un lāzeru ātru, impulsu, nepārtrauktu un pielāgojamu izvadi. Pētījuma rezultāti ir izmantoti nacionālajā aizsardzības, rūpniecības un zinātniskajā inženierijā, un Ytterbium leģētie kristāla produkti ir eksportēti uz vairākām valstīm un reģioniem, piemēram, Amerikas Savienotajām Valstīm un Japānu.
Vēl viena nozīmīga Ytterbium lāzera materiālu kategorija ir lāzera stikls. Ir izstrādātas dažādas augstas emisijas šķērsgriezuma lāzera brilles, ieskaitot germānija telurītu, silīcija niobātu, borātu un fosfātu. Stikla formēšanas viegluma dēļ to var izgatavot lielos izmēros, un tam ir tādas īpašības kā augsta gaismas caurlaidība un augsta vienveidība, ļaujot ražot lieljaudas lāzerus. Pazīstamais retzemju lāzera stikls galvenokārt bija neodīma stikls, kura attīstības vēsture ir vairāk nekā 40 gadu un nobriedusi ražošanas un lietojumprogrammu tehnoloģija. Tas vienmēr ir bijis vēlamais materiāls lieljaudas lāzera ierīcēm, un tas ir izmantots kodolsintēzes eksperimentālajās ierīcēs un lāzera ieročos. Lielās jaudas lāzera ierīces, kas būvētas Ķīnā, kas sastāv no lāzera neodīma stikla kā galvenā lāzera vide, ir sasniegusi pasaules paaugstināto līmeni. Bet lāzera neodīma stikls tagad saskaras ar spēcīgu izaicinājumu no lāzera ytterbium stikla.
Pēdējos gados liels skaits pētījumu parādīja, ka daudzas lāzera ytterbium stikla īpašības pārsniedz neodīma stikla īpašības. Sakarā ar to, ka ytterbium lumstēto luminiscenci ir tikai divi enerģijas līmeņi, enerģijas uzkrāšanas efektivitāte ir augsta. Tajā pašā pastiprinājumā Ytterbium stiklam ir enerģijas uzglabāšanas efektivitāte 16 reizes augstāka nekā neodīma stikls, un fluorescences kalpošanas laiks ir 3 reizes lielāks nekā neodīma stiklā. Tam ir arī priekšrocības, piemēram, augsta dopinga koncentrācija, absorbcijas joslas platums, un to var tieši sūknēt pusvadītāji, padarot to ļoti piemērotu lieljaudas lāzeriem. Tomēr Ytterbium lāzera stikla praktiskā pielietošana bieži ir atkarīga no neodīma palīdzības, piemēram, ND3+kā sensibilizatora izmantošana, lai Ytterbium lāzera stikls darbotos istabas temperatūrā un μ lāzera emisija tiek sasniegta M viļņa garumā. Tātad Ytterbium un neodīms ir gan konkurenti, gan sadarbības partneri lāzera stikla jomā.
Pielāgojot stikla sastāvu, var uzlabot daudzas luminiscējošas Ytterbium lāzera stikla īpašības. Attīstot lieljaudas lāzerus kā galveno virzienu, lāzeri, kas izgatavoti no Ytterbium lāzera stikla, arvien plašāk tiek izmantoti mūsdienu rūpniecībā, lauksaimniecībā, medicīnā, zinātniskos pētījumos un militāros pielietojumos.
Militārā lietošana: Kodolekrontspējības radītās enerģijas izmantošana kā enerģija vienmēr ir bijis paredzēts mērķis, un kontrolētas kodolveidības sasniegšana cilvēcei būs svarīgs līdzeklis, lai atrisinātu enerģijas problēmas. Ytterbium leģētais lāzera stikls kļūst par vēlamo materiālu inerciālās ieslodzījuma saplūšanas (ICF) jaunināšanas sasniegšanai 21. gadsimtā, ņemot vērā tā lielisko lāzera veiktspēju.
Lāzera ieroči izmanto lāzera staru milzīgo enerģiju, lai streikotu un iznīcinātu mērķus, radot miljardiem grādu pēc Celsija un tieši uzbrūkot gaismas ātrumam. Tos var dēvēt par Nadanu, un tiem ir lieliska letalitāte, īpaši piemērota modernām gaisa aizsardzības ieroču sistēmām karadarbībā. Ytterbium leģētā lāzera stikla lieliskais sniegums ir padarījis to par svarīgu pamata materiālu lieljaudas un augstas veiktspējas lāzera ieroču ražošanai.
Šķiedru lāzers ir strauji attīstīta jauna tehnoloģija un pieder arī stikla lāzera lietojumprogrammu jomai. Šķiedru lāzers ir lāzers, kas izmanto šķiedru kā lāzera barotni, kas ir šķiedru un lāzera tehnoloģijas kombinācijas produkts. Tā ir jauna lāzera tehnoloģija, kas izstrādāta, pamatojoties uz Erbium leģētu šķiedru pastiprinātāja (EDFA) tehnoloģiju. Šķiedru lāzers sastāv no pusvadītāju lāzera diodes kā sūkņa avota, optiskā šķiedras viļņvada un pastiprināšanas barotnes, kā arī optiskiem komponentiem, piemēram, režģa šķiedrām un savienotājiem. Tam nav nepieciešama optiskā ceļa mehāniska pielāgošana, un mehānisms ir kompakts un viegli integrējams. Salīdzinot ar tradicionālajiem cietvielu lāzeriem un pusvadītāju lāzeriem, tam ir tehnoloģiskas un veiktspējas priekšrocības, piemēram, augstas staru kūļa kvalitāte, laba stabilitāte, spēcīga izturība pret vides traucējumiem, bez pielāgošanās, nav apkopes un kompaktas struktūras. Sakarā ar faktu, ka leģētie joni galvenokārt ir ND+3, YB+3, ER+3, TM+3, HO+3, un tie visi izmanto retzemju šķiedras kā ieguvuma barotni, uzņēmuma izstrādāto šķiedru lāzeru var saukt arī par retzemju šķiedru lāzeru.
Lāzera pielietojums: augstas jaudas ytterbium leģēts dubultā klāta šķiedru lāzers pēdējos gados ir kļuvis par karstu lauku cietvielu lāzera tehnoloģijā. Tam ir labas staru kvalitātes, kompaktas struktūras un augstas pārveidošanas efektivitātes priekšrocības, un tai ir plašas lietošanas iespējas rūpnieciskajā pārstrādē un citās jomās. Divkāršās plaķētās ytterbium leģētās šķiedras ir piemērotas pusvadītāju lāzera sūknēšanai ar augstu savienojuma efektivitāti un augstu lāzera izejas jaudu, un tie ir galvenais Ytterbium leģētu šķiedru attīstības virziens. Ķīnas dubultā klāta ytterbium leģētā šķiedru tehnoloģija vairs nav līdzvērtīga augstākajam ārvalstu līmenim. Ytterbium leģēta šķiedra, dubultā apšuvuma ytterbium leģēta šķiedra un Ķīnā izstrādātā erbium ytterbium co leģētā šķiedra ir sasniegusi uzlaboto līdzīgu ārvalstu produktu līmeni veiktspējas un uzticamības ziņā, tai ir izmaksu priekšrocības, un tām ir pamata patentētās tehnoloģijas vairākiem produktiem un metodēm.
Pasaulē atzītais vācu IPG lāzera uzņēmums nesen paziņoja, ka viņu nesen palaistajai Ytterbium leģētajai šķiedru lāzera sistēmai ir lieliskas staru raksturlielumi, sūkņa kalpošanas laiks vairāk nekā 50000 stundas, centrālais emisijas viļņa garums 1070Nm-1080nm un jaudas jauda līdz 20 kW. Tas ir uzklāts ar smalku metināšanu, griešanu un klinšu urbšanu.
Lāzera materiāli ir lāzera tehnoloģijas attīstības kodols un pamats. Lāzera rūpniecībā vienmēr ir bijis teiciens, ka “vienas paaudzes materiāli, viena ierīču paaudze”. Lai izstrādātu uzlabotas un praktiskas lāzera ierīces, ir nepieciešams vispirms iegūt augstas veiktspējas lāzera materiālus un integrēt citas attiecīgās tehnoloģijas. Ytterbium leģētie lāzera kristāli un lāzera stikls, kā jaunais cieto lāzera materiālu spēks, veicina optiskās komunikācijas un lāzera tehnoloģijas novatorisku attīstību, it īpaši tādās progresīvākajās lāzera tehnoloģijās kā lieljaudas kodolizturības lāzeri, augstas enerģijas pārspējošie flīzes lāzeri un lielgabarīta ieroči.
Turklāt ytterbium izmanto arī kā fluorescējošu pulvera aktivatoru, radio keramiku, elektronisko datoru atmiņas komponentu (magnētisko burbuļu) un optisko stikla piedevu piedevas. Jāuzsver, ka Yttrium un Yttium ir gan retzemju elementi. Lai arī ir būtiskas atšķirības angļu vārdos un elementu simbolos, ķīniešu fonētiskajam alfabētam ir vienādas zilbes. Dažos tulkojumos ķīniešu valodā Yttrium dažreiz kļūdaini dēvē par yttium. Šajā gadījumā mums ir jāizseko oriģinālajam tekstam un jāapvieno elementu simboli, lai apstiprinātu.
Pasta laiks: 20.-2023. Aug.