Ytterbium: atoomnûmer 70, atoomgewicht 173.04, elemintnamme ôflaat fan syn ûntdekkingslokaasje. De ynhâld fanytterbiumyn 'e korst is 0.000266%, benammen oanwêzich yn fosforyt en seldsume swarte goudôfsettings, wylst it gehalte yn monazyt 0.03% is, mei 7 natuerlike isotopen.
Skiednis ûntdekke
Untdutsen troch: Marinak
Tiid: 1878
Lokaasje: Switserlân
Yn 1878 ûntdutsen de Switserske skiekundigen Jean Charles en G Marignac in nij seldsum ierde-elemint yn "erbium". Yn 1907 wiisden Ulban en Weils derop dat Marignac in mingsel fan lutetiumokside en ytterbiumokside skiede. Ta oantinken oan it lytse doarpke Yteerby by Stockholm, dêr't yttriumerts ûntdutsen waard, waard dit nije elemint Ytterbium neamd mei it symboal Yb.
Elektronkonfiguraasje
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metaal
Metallysk ytterbiumis sulvergriis, duktyl, en hat in sêfte tekstuer. By keamertemperatuer kin ytterbium stadich oksidearre wurde troch loft en wetter.
Der binne twa kristalstrukturen: α- It type is in flaksintraal kubysk kristalsysteem (keamertemperatuer -798 ℃); β- It type is in lichemsintraal kubysk (boppe 798 ℃) roaster. Smeltpunt 824 ℃, siedpunt 1427 ℃, relative tichtheid 6.977 (α- Type), 6.54 (β- Type).
Unoplosber yn kâld wetter, oplosber yn soeren en floeibere ammoniak. It is frij stabyl yn 'e loft. Lykas samarium en europium heart ytterbium ta de seldsume ierde mei fariabele valinsje, en kin ek yn in posityf twaweardige steat wêze neist it meastal trijeweardich te wêzen.
Fanwegen dizze fariabele valensjekarakteristyk moat de tarieding fan metallysk ytterbium net útfierd wurde troch elektrolyse, mar troch de reduksjedestillaasjemetoade foar tarieding en suvering. Gewoanlik,lanthaanmetaalwurdt brûkt as in reduksjemiddel foar reduksjedestillaasje, wêrby't gebrûk makke wurdt fan it ferskil tusken de hege dampdruk fan ytterbiummetaal en de lege dampdruk fan lanthaanmetaal. As alternatyf,tulium, ytterbium, enlutetiumKonsentraten kinne brûkt wurde as grûnstoffen, en metaallantaan kin brûkt wurde as in reduksjemiddel. Under hege temperatuerfakuümomstannichheden fan> 1100 ℃ en <0.133Pa kin metaalytterbium direkt ekstrahearre wurde troch reduksjedestillaasje. Lykassamariumeneuropium,Ytterbium kin ek skieden en suvere wurde troch wiete reduksje. Gewoanlik wurde thulium-, ytterbium- en lutetiumkonsentraten brûkt as grûnstoffen. Nei it oplossen wurdt ytterbium werombrocht ta in twaweardige steat, wêrtroch wichtige ferskillen yn eigenskippen ûntsteane, en dan skieden fan oare trijeweardige seldsume ierden. De produksje fan ytterbiumokside mei hege suverens wurdt meastal útfierd troch ekstraksjechromatografy of ionútwikselingsmetoade.
Oanfraach
Gebrûkt foar it meitsjen fan spesjale legearingen.Ytterbiumlegeringenbinne tapast yn toskedokterkunde foar metallurgyske en gemyske eksperiminten.
Yn 'e lêste jierren is ytterbium ûntstien en rap ûntwikkele op it mêd fan glêstriedkommunikaasje en lasertechnology.
Mei de oanlis en ûntwikkeling fan 'e "ynformaasjeautodyk" hawwe kompjûternetwurken en optyske glêstriedtransmisjesystemen oer lange ôfstân hieltyd hegere easken foar de prestaasjes fan optyske glêstriedmaterialen dy't brûkt wurde yn optyske kommunikaasje. Ytterbium-ionen kinne, fanwegen har poerbêste spektrale eigenskippen, brûkt wurde as glêstriedfersterkingmaterialen foar optyske kommunikaasje, krekt lykaserbiumentuliumHoewol it seldsume ierde-elemint erbium noch altyd de wichtichste spiler is yn 'e tarieding fan glêstriedfersterkers, hawwe tradisjonele erbium-dopearre kwartsvezels in lytse winstbânbreedte (30 nm), wêrtroch it lestich is om te foldwaan oan 'e easken fan ynformaasje-oerdracht mei hege snelheid en hege kapasiteit. Yb3+-ioanen hawwe in folle gruttere absorpsje-dwersdoorsnede as Er3+-ioanen om 980 nm hinne. Troch it sensibilisaasje-effekt fan Yb3+ en de enerzjy-oerdracht fan erbium en ytterbium kin it ljocht fan 1530 nm sterk ferbettere wurde, wêrtroch't de fersterkingseffisjinsje fan it ljocht sterk ferbettere wurdt.
Yn 'e lêste jierren is erbium-ytterbium-ko-doped fosfaatglês hieltyd faker foarkar krigen fan ûndersikers. Fosfaat- en fluorofosfaatglês hawwe goede gemyske en termyske stabiliteit, lykas brede ynfraread-oerdracht en grutte net-uniforme ferbredingseigenskippen, wêrtroch't se ideale materialen binne foar breedbân- en hege winst erbium-doped fersterking glêstried. Yb3+ doped glêstriedfersterkers kinne krêftfersterking en lytse sinjaalfersterking berikke, wêrtroch't se geskikt binne foar fjilden lykas glêstriedsensors, frije romte laserkommunikaasje en ultrakoarte pulsfersterking. Sina hat op it stuit it grutste single-channel kapasiteit en rapste snelheid optyske oerdrachtsysteem fan 'e wrâld boud, en hat de breedste ynformaasjesnelwei yn 'e wrâld. Ytterbium-doped en oare seldsume ierde doped glêstriedfersterkers en lasermaterialen spylje dêr in krúsjale en wichtige rol yn.
De spektrale skaaimerken fan ytterbium wurde ek brûkt as heechweardige lasermaterialen, sawol as laserkristallen, laserglêzen en glêstriedlasers. As in heechkrêftich lasermateriaal hawwe ytterbium-dopearre laserkristallen in enoarme searje foarme, ynklusyf ytterbium-dopearreyttrium aluminiumgranaat (Yb: YAG), ytterbium-dotearregadoliniumgalliumgranaat (Yb: GGG), ytterbium-doped kalsiumfluorofosfaat (Yb: FAP), ytterbium-doped strontiumfluorofosfaat (Yb: S-FAP), ytterbium-doped yttriumvanadaat (Yb: YV04), ytterbium-doped boraat, en silikaat. Healgeliederlaser (LD) is in nij type pompboarne foar fêste-steatlasers. Yb: YAG hat in protte skaaimerken dy't geskikt binne foar LD-pompen mei hege krêft en is in lasermateriaal wurden foar LD-pompen mei hege krêft. Yb: S-FAP-kristal kin yn 'e takomst brûkt wurde as lasermateriaal foar laserkearnfúzje, wat de oandacht fan minsken lutsen hat. Yn ôfstimmbere laserkristallen is d'r chromium ytterbium holmium yttrium aluminium galliumgranaat (Cr, Yb, Ho: YAGG) mei golflingten fariearjend fan 2,84 oant 3,05 μ. Kontinu ferstelber tusken m. Neffens statistyk brûke de measte ynfraread-oarlochkoppen dy't wrâldwiid yn raketten brûkt wurde 3-5 μ. Dêrom kin de ûntwikkeling fan Cr-, Yb-, Ho-: YSGG-lasers effektive ynterferinsje leverje foar tsjinmaatregels tsjin mid-infraread-begeliede wapens, en hat wichtige militêre betsjutting. Sina hat in searje ynnovative resultaten berikt mei in ynternasjonaal avansearre nivo op it mêd fan ytterbium-dopearre laserkristallen (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, ensfh.), en hat wichtige technologyen oplost lykas kristalgroei en lasersnelle, puls-, trochgeande en ferstelbere útfier. De ûndersyksresultaten binne tapast yn nasjonale ferdigening, yndustry en wittenskiplike technyk, en ytterbium-dopearre kristalprodukten binne eksportearre nei meardere lannen en regio's lykas de Feriene Steaten en Japan.
In oare wichtige kategory fan ytterbiumlasermaterialen is laserglês. Ferskate laserglêzen mei hege emisje-dwerstrochsneed binne ûntwikkele, ynklusyf germaniumtelluryt, silisiumniobaat, boraat en fosfaat. Troch it gemak fan glêsfoarmjen kin it yn grutte maten makke wurde en hat it skaaimerken lykas hege ljochtoerdracht en hege uniformiteit, wêrtroch it mooglik is om lasers mei hege krêft te produsearjen. It bekende seldsume ierdelaserglês waard eartiids benammen brûktneodymiumglês, dat in ûntwikkelingsskiednis fan mear as 40 jier en folwoeksen produksje- en tapassingstechnology hat. It is altyd it foarkommende materiaal west foar laserapparaten mei hege krêft en is brûkt yn eksperimintele apparaten foar kearnfúzje en laserwapens. De yn Sina boude laserapparaten mei hege krêft, besteande út laserneodymiumglês as it wichtichste lasermedium, hawwe it wrâldwide avansearre nivo berikt. Mar laserneodymiumglês stiet no foar in krêftige útdaging fan laserytterbiumglês.
Yn 'e lêste jierren hawwe in grut tal stúdzjes oantoand dat in protte eigenskippen fan laserytterbiumglês dy fan oertreffeneodymiumglês. Troch it feit dat ytterbium-dopearre luminesinsje mar twa enerzjynivo's hat, is de enerzjyopslacheffisjinsje heech. By deselde winst hat ytterbiumglês in enerzjyopslacheffisjinsje dy't 16 kear heger is as neodymglês, en in fluoreszinsjelibbensduur dy't 3 kear dy fan neodymglês is. It hat ek foardielen lykas in hege dopingkonsintraasje, absorpsjebânbreedte, en kin direkt troch heallieders pompt wurde, wêrtroch it tige geskikt is foar lasers mei hege krêft. De praktyske tapassing fan ytterbiumlaserglês is lykwols faak ôfhinklik fan 'e help fan neodymium, lykas it brûken fan Nd3+ as in sensibilisator om ytterbiumlaserglês by keamertemperatuer te litten wurkje en μ. Laseremisje wurdt berikt by in golflingte fan m. Dat betsjut dat ytterbium en neodymium sawol konkurrinten as gearwurkingspartners binne op it mêd fan laserglês.
Troch de glêskomposysje oan te passen kinne in protte lumineszinte eigenskippen fan ytterbiumlaserglês ferbettere wurde. Mei de ûntwikkeling fan hege-krêft lasers as haadrjochting wurde lasers makke fan ytterbiumlaserglês hieltyd mear brûkt yn 'e moderne yndustry, lânbou, medisinen, wittenskiplik ûndersyk en militêre tapassingen.
Militêr gebrûk: It brûken fan 'e enerzjy dy't opwekt wurdt troch kearnfúzje as enerzjy is altyd in ferwachte doel west, en it berikken fan kontroleare kearnfúzje sil in wichtich middel wêze foar de minskheid om enerzjyproblemen op te lossen. Ytterbium-doped laserglês wurdt it foarkommende materiaal foar it berikken fan upgrades fan inertiële opslutingfúzje (ICF) yn 'e 21e iuw fanwegen syn poerbêste laserprestaasjes.
Laserwapens brûke de enoarme enerzjy fan in laserstriel om doelen te reitsjen en te ferneatigjen, wêrby't se temperatueren fan miljarden graden Celsius generearje en direkt oanfalle mei de snelheid fan it ljocht. Se kinne Nadana neamd wurde en hawwe in grutte deadlikheid, benammen geskikt foar moderne loftferdigeningswapensystemen yn oarlochsfiering. De poerbêste prestaasjes fan ytterbium-doped laserglês hawwe it in wichtich basismateriaal makke foar it meitsjen fan laserwapens mei hege krêft en hege prestaasjes.
Fiberlaser is in rap ûntwikkeljende nije technology en heart ek ta it mêd fan laserglês tapassingen. Fiberlaser is in laser dy't glêstried brûkt as lasermedium, in produkt fan 'e kombinaasje fan glêstried- en lasertechnology. It is in nije lasertechnology ûntwikkele op basis fan erbium-dopearre glêstriedfersterker (EDFA) technology. In glêstriedlaser bestiet út in healgeleiderlaserdiode as pompboarne, in glêstriedoptyske golflieder en in fersterkingsmedium, en optyske komponinten lykas rasterfasers en koppelingen. It fereasket gjin meganyske oanpassing fan it optyske paad, en it meganisme is kompakt en maklik te yntegrearjen. Yn ferliking mei tradisjonele fêste-steatlasers en healgeleiderlasers hat it technologyske en prestaasjefoardielen lykas hege strielkwaliteit, goede stabiliteit, sterke wjerstân tsjin miljeu-ynterferinsje, gjin oanpassing, gjin ûnderhâld en kompakte struktuer. Troch it feit dat de dopearre ioanen benammen Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3 binne, dy't allegear seldsume ierdefasers brûke as fersterkingsmedium, kin de troch it bedriuw ûntwikkele glêstriedlaser ek wol in seldsume ierdefaserlaser neamd wurde.
Laser tapassing: Heech-krêftige ytterbium-dopearre dûbele beklaaide glêstriedlaser is de lêste jierren ynternasjonaal in hjit fjild wurden yn fêste-steat lasertechnology. It hat de foardielen fan goede strielkwaliteit, kompakte struktuer en hege konverzje-effisjinsje, en hat brede tapassingsperspektiven yn yndustriële ferwurking en oare fjilden. Dûbele beklaaide ytterbium-dopearre glêstrieds binne geskikt foar healgeleiderlaserpompen, mei hege koppelingseffisjinsje en hege laserútfierkrêft, en binne de wichtichste ûntwikkelingsrjochting fan ytterbium-dopearre glêstrieds. Sina's dûbele beklaaide ytterbium-dopearre glêstriedtechnology is net langer op itselde nivo as it avansearre nivo fan bûtenlânske lannen. De ytterbium-dopearre glêstried, dûbele beklaaide ytterbium-dopearre glêstried en erbium ytterbium-ko-dopearre glêstried ûntwikkele yn Sina hawwe it avansearre nivo fan ferlykbere bûtenlânske produkten berikt yn termen fan prestaasjes en betrouberens, hawwe kostenfoardielen, en hawwe kearnpatintearre technologyen foar meardere produkten en metoaden.
It wrâldferneamde Dútske IPG-laserbedriuw hat koartlyn oankundige dat har nij lansearre ytterbium-dopearre glêstriedlasersysteem poerbêste strielkarakteristiken hat, in pomplibbensduur fan mear as 50000 oeren, in sintrale emisjegolflingte fan 1070nm-1080nm, en in útfierfermogen oant 20KW. It is tapast yn fyn lassen, snijden en rotsboarjen.
Lasermaterialen binne de kearn en basis foar de ûntwikkeling fan lasertechnology. Der is altyd in sprekwurd west yn 'e laseryndustry dat 'ien generaasje materialen, ien generaasje apparaten'. Om avansearre en praktyske laserapparaten te ûntwikkeljen, is it needsaaklik om earst hege prestaasjes lasermaterialen te hawwen en oare relevante technologyen te yntegrearjen. Ytterbium-dopearre laserkristallen en laserglês, as de nije krêft fan fêste lasermaterialen, befoarderje de ynnovative ûntwikkeling fan glêstriedkommunikaasje en lasertechnology, foaral yn baanbrekkende lasertechnologyen lykas hege-krêft kearnfúzjelasers, hege-enerzjy beat-tilelasers en hege-enerzjy wapenlasers.
Derneist wurdt ytterbium ek brûkt as in fluoreszinte poeieraktivator, radiokeramyk, tafoegings foar elektroanyske kompjûterûnthâldkomponinten (magnetyske bubbels), en optyske glêstafoegings. It moat opmurken wurde dat yttrium en yttrium beide seldsume ierde-eleminten binne. Hoewol d'r wichtige ferskillen binne yn Ingelske nammen en elemintsymbolen, hat it Sineeske fonetyske alfabet deselde wurdlidden. Yn guon Sineeske oersettings wurdt yttrium soms ferkeard oantsjut as yttrium. Yn dit gefal moatte wy de orizjinele tekst neigean en elemintsymbolen kombinearje om te befêstigjen.
Pleatsingstiid: 13 septimber 2023