Iterbijsatomskaitlis 70, atomsvars 173,04, elementa nosaukums atvasināts no tā atklāšanas vietas. Satursiterbijsgarozā ir 0,000266%, galvenokārt atrodams fosforīta un melnā retā zelta atradnēs, savukārt monacītā saturs ir 0,03%, ar 7 dabīgiem izotopiem.
Vēstures atklāšana
Atklāja: Marinaks
Laiks: 1878
Atrašanās vieta: Šveice
1878. gadā Šveices ķīmiķi Žans Šarls un G. Marinjaks atklāja jaunu retzemju elementu — erbiju. 1907. gadā Ulbans un Veilss norādīja, ka Marinjaks atdalīja lutēcija oksīda un iterbija oksīda maisījumu. Pieminot mazo ciematu ar nosaukumu Iterbija netālu no Stokholmas, kur tika atklāta itrija rūda, šis jaunais elements tika nosaukts par iterbiju ar simbolu Yb.
Elektronu konfigurācija
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metāls
Metāliskais iterbijsir sudrabaini pelēks, elastīgs un ar mīkstu tekstūru. Istabas temperatūrā iterbiju var lēnām oksidēt gaiss un ūdens.
Pastāv divas kristāla struktūras: α- tips ir uz virsmas centrēta kubiska kristāla sistēma (istabas temperatūra -798 ℃); β- tips ir uz ķermeņa centrēta kubiska kristāla sistēma (virs 798 ℃). Kušanas temperatūra 824 ℃, viršanas temperatūra 1427 ℃, relatīvais blīvums 6,977 (α- tips), 6,54 (β- tips).
Nešķīst aukstā ūdenī, šķīst skābēs un šķidrā amonjakā. Diezgan stabils gaisā. Līdzīgi kā samārijs un eiropijs, iterbijs pieder pie mainīgās valences retzemju elementiem un var atrasties arī pozitīvā divvērtīgā stāvoklī papildus tam, ka parasti ir trīsvērtīgs.
Šīs mainīgās valences raksturlieluma dēļ metāliskā iterbija sagatavošana jāveic nevis ar elektrolīzi, bet gan ar reducējošās destilācijas metodi sagatavošanai un attīrīšanai. Parasti,lantāna metālstiek izmantots kā reducējošs līdzeklis redukcijas destilācijai, izmantojot atšķirību starp iterbija metāla augsto tvaika spiedienu un lantāna metāla zemo tvaika spiedienu. Alternatīvi,tūlijs, iterbijsunlutēcijskoncentrātus var izmantot kā izejvielas, un metāla lantānu var izmantot kā reducētāju. Augstas temperatūras vakuuma apstākļos (> 1100 ℃ un <0,133 Pa) metāla iterbiju var tieši ekstrahēt ar reducējošās destilācijas palīdzību. Tāpat kāsamārijsuneiropijaIterbiju var atdalīt un attīrīt arī ar mitrās reducēšanas metodi. Parasti kā izejvielas izmanto tūlija, iterbija un lutēcija koncentrātus. Pēc izšķīdināšanas iterbijs tiek reducēts līdz divvērtīgam stāvoklim, radot būtiskas atšķirības īpašībās, un pēc tam atdalīts no citiem trīsvērtīgiem retzemju elementiem. Augstas tīrības pakāpes iterbija oksīda ražošanu parasti veic ar ekstrakcijas hromatogrāfiju vai jonu apmaiņas metodi.
Pieteikums
Izmanto īpašu sakausējumu ražošanai.Iterbija sakausējumiir pielietoti zobārstniecībā metalurģiskos un ķīmiskos eksperimentos.
Pēdējos gados iterbijs ir parādījies un strauji attīstījies šķiedru optikas sakaru un lāzertehnoloģiju jomā.
Līdz ar “informācijas maģistrāles” izbūvi un attīstību datoru tīkliem un tālsatiksmes optisko šķiedru pārraides sistēmām ir arvien augstākas prasības attiecībā uz optisko šķiedru materiāliem, ko izmanto optiskajā sakaros. Iterbija jonus, pateicoties to lieliskajām spektrālajām īpašībām, var izmantot kā šķiedru pastiprināšanas materiālus optiskajā sakaros, tāpat kāerbijsuntūlijsLai gan retzemju elements erbijs joprojām ir galvenais elements šķiedru pastiprinātāju izgatavošanā, tradicionālajām ar erbiju leģētajām kvarca šķiedrām ir mazs pastiprinājuma joslas platums (30 nm), kas apgrūtina ātrgaitas un lielas ietilpības informācijas pārraides prasību izpildi. Yb3+ joniem ir daudz lielāks absorbcijas šķērsgriezums nekā Er3+ joniem ar aptuveni 980 nm. Pateicoties Yb3+ sensibilizācijas efektam un erbija un iterbija enerģijas pārnesei, 1530 nm gaismu var ievērojami uzlabot, tādējādi ievērojami uzlabojot gaismas pastiprināšanas efektivitāti.
Pēdējos gados pētnieki arvien vairāk iecienījuši ar erbiju un iterbiju leģētu fosfātu stiklu. Fosfātu un fluorofosfātu stikliem ir laba ķīmiskā un termiskā stabilitāte, kā arī plaša infrasarkanā caurlaidība un lielas nevienmērīgas paplašināšanās īpašības, padarot tos par ideāliem materiāliem platjoslas un augstas pastiprinājuma ar erbiju leģētam pastiprinājuma stikla šķiedrum. Yb3+ leģēti šķiedru pastiprinātāji var panākt jaudas pastiprināšanu un nelielu signālu pastiprināšanu, padarot tos piemērotus tādām jomām kā optisko šķiedru sensori, brīvas telpas lāzeru sakari un īpaši īsu impulsu pastiprināšana. Ķīna pašlaik ir izveidojusi pasaulē lielāko viena kanāla ietilpību un ātrāko optisko pārraides sistēmu, un tai ir platākais informācijas lielceļš pasaulē. Iterbija un citu retzemju metālu leģētiem šķiedru pastiprinātājiem un lāzermateriāliem ir izšķiroša un nozīmīga loma tajos.
Iterbija spektrālās īpašības tiek izmantotas arī kā augstas kvalitātes lāzermateriāli, gan kā lāzerkristāli, gan lāzerstikli, gan šķiedru lāzeri. Kā augstas jaudas lāzermateriāls, ar iterbiju leģēti lāzerkristāli ir izveidojuši plašu sēriju, tostarp ar iterbiju leģēti lāzerkristāli.itrija alumīnijsgranāts (Yb: YAG), leģēts ar iterbijugadolīnijsgallija granāts (Yb: GGG), ar iterbiju leģēts kalcija fluorofosfāts (Yb: FAP), ar iterbiju leģēts stroncija fluorofosfāts (Yb: S-FAP), ar iterbiju leģēts itrija vanadāts (Yb: YV04), ar iterbiju leģēts borāts un silikāts. Pusvadītāju lāzers (LD) ir jauna veida sūknēšanas avots cietvielu lāzeriem. Yb:YAG ir daudz īpašību, kas piemērotas lielas jaudas LD sūknēšanai, un tas ir kļuvis par lāzera materiālu lielas jaudas LD sūknēšanai. Yb:S-FAP kristāls nākotnē varētu tikt izmantots kā lāzera materiāls lāzera kodolsintēzei, kas ir piesaistījis cilvēku uzmanību. Noskaņojamos lāzera kristālos ir hroma iterbija holmija itrija alumīnija gallija granāts (Cr, Yb, Ho: YAGG) ar viļņu garumu no 2,84 līdz 3,05 μ, nepārtraukti regulējams starp m. Saskaņā ar statistiku, lielākā daļa infrasarkano staru kaujas galviņu, ko izmanto raķetēs visā pasaulē, izmanto 3–5 μ. Tāpēc Cr, Yb, Ho: YSGG lāzeru izstrāde var nodrošināt efektīvus traucējumus vidēja infrasarkanā diapazona vadāmo ieroču pretpasākumiem, un tai ir svarīga militāra nozīme. Ķīna ir sasniegusi virkni inovatīvu rezultātu ar starptautiski progresīvu līmeni iterbija leģēto lāzerkristālu (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP utt.) jomā, risinot tādas galvenās tehnoloģijas kā kristālu audzēšana un lāzera ātra, impulsa, nepārtraukta un regulējama jauda. Pētījumu rezultāti ir pielietoti valsts aizsardzībā, rūpniecībā un zinātniskajā inženierijā, un iterbija leģēto kristālu izstrādājumi ir eksportēti uz vairākām valstīm un reģioniem, piemēram, Amerikas Savienotajām Valstīm un Japānu.
Vēl viena nozīmīga iterbija lāzermateriālu kategorija ir lāzerstikls. Ir izstrādāti dažādi augstas emisijas šķērsgriezuma lāzerstikli, tostarp germānija telurīts, silīcija niobāts, borāts un fosfāts. Pateicoties stikla vieglajai formēšanai, to var izgatavot lielos izmēros, un tam ir tādas īpašības kā augsta gaismas caurlaidība un augsta vienmērība, kas ļauj ražot lielas jaudas lāzerus. Pazīstamais retzemju lāzerstikls agrāk galvenokārt tika izmantotsneodīmsstikls, kura attīstības vēsture ir vairāk nekā 40 gadus ilga, un kura ražošanas un pielietošanas tehnoloģija ir nobriedusi. Tas vienmēr ir bijis vēlamais materiāls lieljaudas lāzerierīcēm un ir izmantots kodolsintēzes eksperimentālajās ierīcēs un lāzerieročos. Ķīnā ražotās lieljaudas lāzerierīces, kas sastāv no lāzeraneodīmsStikls kā galvenais lāzera materiāls ir sasniedzis pasaules progresīvo līmeni. Taču lāzera neodīma stikls tagad saskaras ar spēcīgu izaicinājumu no lāzera iterbija stikla.
Pēdējos gados liels skaits pētījumu ir parādījuši, ka daudzas lāzera iterbija stikla īpašības pārsniedzneodīmsstikls. Tā kā ar iterbiju leģētai luminiscencei ir tikai divi enerģijas līmeņi, enerģijas uzkrāšanas efektivitāte ir augsta. Ar tādu pašu pieaugumu iterbija stikla enerģijas uzkrāšanas efektivitāte ir 16 reizes augstāka nekā neodīma stiklam, un fluorescences dzīves ilgums ir 3 reizes lielāks nekā neodīma stiklam. Tam ir arī tādas priekšrocības kā augsta leģējuma koncentrācija, absorbcijas joslas platums, un to var tieši sūknēt ar pusvadītājiem, padarot to ļoti piemērotu lieljaudas lāzeriem. Tomēr iterbija lāzerstikla praktiskā pielietošana bieži vien balstās uz neodīma palīdzību, piemēram, izmantojot Nd3+ kā sensibilizatoru, lai iterbija lāzerstikls darbotos istabas temperatūrā un μ. Lāzera emisija tiek panākta m viļņa garumā. Tātad iterbijs un neodīms ir gan konkurenti, gan sadarbības partneri lāzerstikla jomā.
Pielāgojot stikla sastāvu, var uzlabot daudzas iterbija lāzerstikla luminiscējošās īpašības. Attīstoties lieljaudas lāzeriem kā galvenajam virzienam, no iterbija lāzerstikla izgatavoti lāzeri arvien plašāk tiek izmantoti mūsdienu rūpniecībā, lauksaimniecībā, medicīnā, zinātniskajā pētniecībā un militārajos pielietojumos.
Militārs lietojums: Kodolsintēzes radītās enerģijas izmantošana enerģijas ražošanai vienmēr ir bijis gaidīts mērķis, un kontrolētas kodolsintēzes sasniegšana būs svarīgs līdzeklis, lai cilvēce varētu risināt enerģijas problēmas. Ar iterbiju leģēts lāzerstikls kļūst par iecienītāko materiālu inerciālās ierobežošanas kodolsintēzes (ICF) uzlabošanai 21. gadsimtā, pateicoties tā lieliskajai lāzera veiktspējai.
Lāzerieroči izmanto milzīgo lāzera stara enerģiju, lai trāpītu mērķiem un tos iznīcinātu, radot temperatūru miljardu grādu pēc Celsija un tieši uzbrūkot ar gaismas ātrumu. Tos var saukt par Nadana, un tiem ir liela letalitāte, īpaši piemēroti mūsdienu pretgaisa aizsardzības ieroču sistēmām karadarbībā. Iterbija piedevu saturoša lāzera stikla lieliskās īpašības ir padarījušas to par svarīgu pamatmateriālu augstas jaudas un augstas veiktspējas lāzerieroču ražošanā.
Šķiedru lāzers ir strauji attīstoša jauna tehnoloģija, un tas pieder arī lāzerstikla pielietojumu jomai. Šķiedru lāzers ir lāzers, kas izmanto šķiedru kā lāzera vidi, kas ir šķiedru un lāzera tehnoloģijas apvienojuma produkts. Tā ir jauna lāzera tehnoloģija, kas izstrādāta, pamatojoties uz ar erbiju leģēta šķiedru pastiprinātāja (EDFA) tehnoloģiju. Šķiedru lāzers sastāv no pusvadītāju lāzera diodes kā sūknēšanas avota, šķiedru optiskā viļņvada un pastiprināšanas vides, kā arī optiskiem komponentiem, piemēram, režģveida šķiedrām un savienotājiem. Tam nav nepieciešama optiskā ceļa mehāniska regulēšana, un mehānisms ir kompakts un viegli integrējams. Salīdzinot ar tradicionālajiem cietvielu lāzeriem un pusvadītāju lāzeriem, tam ir tehnoloģiskas un veiktspējas priekšrocības, piemēram, augsta stara kvalitāte, laba stabilitāte, spēcīga izturība pret vides traucējumiem, nav nepieciešama regulēšana, nav nepieciešama apkope un kompakta struktūra. Sakarā ar to, ka leģētie joni galvenokārt ir Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, kas visi kā pastiprināšanas vidi izmanto retzemju šķiedras, uzņēmuma izstrādāto šķiedru lāzeru var saukt arī par retzemju šķiedru lāzeru.
Lāzera pielietojums: Lieljaudas iterbija leģēts dubultplakāts šķiedru lāzers pēdējos gados ir kļuvis par karstu jomu cietvielu lāzertehnoloģijās starptautiskā mērogā. Tam ir laba staru kūļa kvalitāte, kompakta struktūra un augsta konversijas efektivitāte, un tam ir plašas pielietojuma iespējas rūpnieciskajā pārstrādē un citās jomās. Divkārši lakotas iterbija leģētas šķiedras ir piemērotas pusvadītāju lāzera sūknēšanai, tām ir augsta savienojuma efektivitāte un liela lāzera izejas jauda, un tās ir galvenais iterbija leģēto šķiedru attīstības virziens. Ķīnas divkārši lakotas iterbija leģētas šķiedras tehnoloģija vairs neatbilst ārvalstu progresīvajam līmenim. Ķīnā izstrādātā iterbija leģētā šķiedra, divkārši lakotas iterbija leģētā šķiedra un erbija iterbija leģētā šķiedra ir sasniegusi līdzīgu ārvalstu produktu progresīvo līmeni veiktspējas un uzticamības ziņā, tai ir izmaksu priekšrocības un patentētas galvenās tehnoloģijas vairākiem produktiem un metodēm.
Pasaulslavenais vācu IPG lāzeru uzņēmums nesen paziņoja, ka viņu jaunizveidotajai ar iterbiju leģētajai šķiedru lāzera sistēmai ir izcilas staru kūļa īpašības, sūkņa kalpošanas laiks pārsniedz 50 000 stundas, centrālā emisijas viļņa garums ir 1070–1080 nm un izejas jauda līdz 20 KW. To izmanto smalkmetināšanā, griešanā un iežu urbšanā.
Lāzermateriāli ir lāzertehnoloģiju attīstības pamatā un pamatā. Lāzeru nozarē vienmēr ir bijis teiciens: "viena materiālu paaudze, viena ierīču paaudze". Lai izstrādātu progresīvas un praktiskas lāzerierīces, vispirms ir nepieciešami augstas veiktspējas lāzermateriāli un jāintegrē citas atbilstošas tehnoloģijas. Ar iterbiju leģēti lāzerkristāli un lāzerstikls kā cieto lāzermateriālu jaunais spēks veicina šķiedru optikas sakaru un lāzertehnoloģiju inovatīvu attīstību, īpaši tādās progresīvās lāzertehnoloģijās kā augstas jaudas kodolsintēzes lāzeri, augstas enerģijas lāzeri un augstas enerģijas ieroču lāzeri.
Turklāt iterbiju izmanto arī kā fluorescējoša pulvera aktivatoru, radiokeramikā, elektronisko datoru atmiņas komponentu piedevās (magnētiskajos burbuļos) un optiskā stikla piedevās. Jāatzīmē, ka itrijs un itrijs ir retzemju elementi. Lai gan angļu valodas nosaukumos un elementu simbolos pastāv būtiskas atšķirības, ķīniešu fonētiskajā alfabētā ir vienādas zilbes. Dažos ķīniešu valodas tulkojumos itrijs dažreiz kļūdaini tiek saukts par itriju. Šajā gadījumā mums ir jāizseko oriģinālajam tekstam un jāapvieno elementu simboli, lai to apstiprinātu.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 13. septembris