Ytterbium: atoomnummer 70, atoomgewicht 173,04, elemint namme ôflaat fan syn ûntdekking lokaasje.De ynhâld fanytterbiumyn 'e krust is 0,000266%, benammen oanwêzich yn phosphorite en swart seldsum goud ôfsettings, wylst de ynhâld yn monazite is 0,03%, mei 7 natuerlike isotopen.
Skiednis ûntdekke
Untdutsen troch: Marinak
Tiid: 1878
Lokaasje: Switserlân
Yn 1878 ûntdutsen Switserske skiekundigen Jean Charles en G Marignac in nij seldsum ierdeelemint yn "erbium".Yn 1907 wiisden Ulban en Weils op dat Marignac in mingsel fan lutetiumokse en ytterbiumokse skiede.Ta oantinken oan it lytse doarpke mei de namme Yteerby by Stockholm, dêr't yttriumerts ûntdutsen waard, krige dit nije elemint Ytterbium mei it symboal Yb.
Elektronen konfiguraasje
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metaal
Metallic ytterbiumis sulvergriis, ductile, en hat in sêfte tekstuer.By keamertemperatuer kin ytterbium stadichoan oksidearre wurde troch loft en wetter.
D'r binne twa kristalstruktueren: α- It type is in gesicht sintraal kubysk kristalsysteem (keamertemperatuer -798 ℃);β- It type is in lichem sintraal kubysk (boppe 798 ℃) rooster.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 fariabele valens seldsume ierde, en kin ek yn in positive divalente steat wêze, neist it meastal trivalent.
Troch dizze fariabele valence karakteristyk, de tarieding fan metallysk ytterbium moat net wurde útfierd troch electrolysis, mar troch reduksje destillaasje metoade foar tarieding en suvering.Gewoanwei,lanthanum metaalwurdt brûkt as reduksjemiddel foar reduksjedestillaasje, mei it brûken fan it ferskil tusken de hege dampdruk fan ytterbiummetaal en de lege dampdruk fan lanthanummetaal.As alternatyf,thulium, ytterbium, enlutetiumkonsintraten kinne brûkt wurde as grûnstoffen, en metalen lanthanum kin brûkt wurde as reduksjemiddel.Under fakuümbetingsten mei hege temperatueren fan> 1100 ℃ en <0.133 Pa, kin metaal ytterbium direkt ekstrahearre wurde troch reduksjedestillaasje.Lykassamariumeneuropium,ytterbium kin ek wurde skieden en suvere troch wiete reduksje.Gewoanlik wurde thulium-, ytterbium- en lutetiumkonsintraten brûkt as grûnstoffen.Nei ûntbining wurdt ytterbium ferlege ta in divalente steat, wêrtroch signifikante ferskillen yn eigenskippen feroarsaakje, en dan skieden fan oare trivalente seldsume ierden.De produksje fan ytterbium okside mei hege suverens wurdt meastentiids útfierd troch ekstraksjechromatografy of ion-útwikselingsmetoade
Oanfraach
Wurdt brûkt foar it meitsjen fan spesjale alloys.Ytterbium alloysbinne tapast yn dentale medisinen foar metallurgyske en gemyske eksperiminten.
Yn 'e ôfrûne jierren is ytterbium ûntstien en rap ûntwikkele op it mêd fan glêstriedkommunikaasje en lasertechnology.
Mei de oanlis en ûntwikkeling fan de "ynformaasje autodyk", kompjûter netwurken en lange-ôfstân glêstried oerdracht systemen hawwe hieltyd hegere easken foar de prestaasjes fan glêstried materialen brûkt yn optyske kommunikaasje.Ytterbium-ionen kinne, troch har treflike spektrale eigenskippen, brûkt wurde as glêstriedfersterkingsmaterialen foar optyske kommunikaasje, krekt aserbiumenthulium.Hoewol't seldsume ierde elemint erbium is noch altyd de wichtichste spiler yn de tarieding fan glêstried Amplifiers, tradisjoneel erbium-doped kwarts fezels hawwe in lytse winst bânbreedte (30nm), wêrtroch't it dreech om te foldwaan oan de easken fan hege-snelheid en hege-kapasiteit ynformaasje oerdracht.Yb3+ionen hawwe in folle gruttere absorptionsdwarsseksje dan Er3+ionen om 980nm hinne.Troch it sensibilisaasjeeffekt fan Yb3 + en de enerzjyoerdracht fan erbium en ytterbium kin it 1530nm-ljocht gâns fersterke wurde, en dêrmei de amplifikaasje-effisjinsje fan it ljocht sterk ferbetterje.
Yn 'e ôfrûne jierren is erbium ytterbium co-gedopt fosfaatglês hieltyd mear favorisearre troch ûndersikers.Fosfaat- en fluorfosfaatglêzen hawwe goede gemyske en termyske stabiliteit, lykas brede ynfraread-transmittânsje en grutte net-unifoarme ferbredingskarakteristiken, wêrtroch't se ideale materialen binne foar breedbân en hege winst erbium-doped fersterkingsfiberglês.Yb3 + gedoteerde glêstriedfersterkers kinne krêftfersterking en lytse sinjaalfersterking berikke, wêrtroch se geskikt binne foar fjilden lykas glêstriedsensors, laserkommunikaasje foar frije romte, en ultra koarte pulsfersterking.Sina hat op it stuit de grutste ienkanaalkapasiteit fan 'e wrâld boud en optyske oerdrachtsysteem mei de rapste snelheid, en hat de breedste ynformaasjesnelwei yn' e wrâld.Ytterbium doped en oare seldsume ierde doped fiber fersterkers en laser materialen spylje in krúsjale en wichtige rol yn harren.
De spektrale skaaimerken fan ytterbium wurde ek brûkt as heechweardige lasermaterialen, sawol as laserkristallen, laserbrillen en fiberlasers.As lasermateriaal mei hege krêft hawwe ytterbium gedoteerde laserkristallen in enoarme searje foarme, ynklusyf ytterbium gedoteerdyttrium aluminiumgranaat (Yb: YAG), ytterbium dopedgadoliniumgallium granaat (Yb: GGG), ytterbium dotearre kalsiumfluorofosfaat (Yb: FAP), ytterbium dotearre strontiumfluorfosfaat (Yb: S-FAP), ytterbium dotearre yttrium vanadate (Yb: YV04), ytterbium dotearre boraat, en silikaat.Semiconductor laser (LD) is in nij soarte fan pomp boarne foar solid-state lasers.Yb: YAG hat in protte skaaimerken geskikt foar hege-power LD pompen en is wurden in laser materiaal foar hege-power LD pompen.Yb: S-FAP kristal kin brûkt wurde as in laser materiaal foar laser kearnfúzje yn 'e takomst, dat hat lutsen minsken syn oandacht.Yn ynstelbere laserkristallen is d'r chromium ytterbium holmium yttrium aluminium gallium granaat (Cr, Yb, Ho: YAGG) mei golflingten fariearjend fan 2,84 oant 3,05 μ Trochrinnend ferstelber tusken m.Neffens statistiken, de measte fan 'e ynfraread warheads brûkt yn raketten om' e wrâld brûke 3-5 μ Dêrom, de ûntwikkeling fan Cr, Yb, Ho: YSGG lasers kinne soargje foar effektive ynterferinsje foar mid ynfraread begelaat wapen tsjinmaatregels, en hat wichtige militêre betsjutting.Sina hat berikt in rige fan ynnovative resultaten mei ynternasjonaal avansearre nivo op it mêd fan ytterbium gedoteerde laser kristallen (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, ensfh), oplossen fan wichtige technologyen lykas kristal groei en laser fluch, puls, trochgeande, en ferstelbere útfier.De ûndersyksresultaten binne tapast yn nasjonale definsje, yndustry, en wittenskiplike technyk, en ytterbium gedoteerde kristalprodukten binne eksportearre nei meardere lannen en regio's lykas de Feriene Steaten en Japan.
In oare wichtige kategory fan ytterbium laser materialen is laser glês.Ferskate laserbrillen mei hege emisje trochsneed binne ûntwikkele, ynklusyf germanium tellurite, silisium niobaat, borate en fosfaat.Troch it gemak fan glêsfoarmjen kin it makke wurde yn grutte maten en hat skaaimerken lykas hege ljochttransmittânsje en hege uniformiteit, wêrtroch it mooglik is om lasers mei hege krêft te produsearjen.De bekende seldsume ierde laserglês wie eartiids benammenneodymiumglês, dat hat in ûntwikkeling skiednis fan mear as 40 jier en folwoeksen produksje en tapassing technology.It hat altyd west it foarkar materiaal foar hege-power laser apparaten en is brûkt yn kearnfúzje eksperimintele apparaten en laser wapens.De hege macht laser apparaten boud yn Sina, besteande út laserneodymiumglês as it wichtichste lasermedium, hawwe it avansearre nivo fan 'e wrâld berikt.Mar laser neodymium glês stiet no foar in krêftige útdaging fan laser ytterbium glês.
Yn de ôfrûne jierren, in grut oantal stúdzjes hawwe sjen litten dat in protte eigenskippen fan laser ytterbium glês boppe dy fanneodymiumglês.Troch it feit dat ytterbium gedoteerde luminescence mar twa enerzjynivo's hat, is de effisjinsje fan enerzjyopslach heech.Yn deselde winst, ytterbium glês hat in enerzjy opslach effisjinsje 16 kear heger as neodymium glês, en in fluorescence libben 3 kear dat fan neodymium glês.It hat ek foardielen lykas hege doping konsintraasje, absorption bânbreedte, en kin direkt wurde pompt troch semiconductors, wêrtroch't it hiel geskikt foar hege-power lasers.De praktyske tapassing fan ytterbiumlaserglês fertrout lykwols faak op 'e help fan neodymium, lykas it brûken fan Nd3+ as sensibilisator om ytterbiumlaserglês op keamertemperatuer te meitsjen en μ Laser-emisje wurdt berikt op m golflingte.Dat, ytterbium en neodymium binne beide konkurrinten en gearwurkingspartners op it mêd fan laserglês.
Troch it oanpassen fan de glêzen gearstalling, in protte luminescent eigenskippen fan ytterbium laser glês kinne wurde ferbettere.Mei de ûntwikkeling fan lasers mei hege krêft as haadrjochting, wurde lasers makke fan ytterbium-laserglês hieltyd mear brûkt yn moderne yndustry, lânbou, medisinen, wittenskiplik ûndersyk en militêre tapassingen.
Militêr gebrûk: It brûken fan de enerzjy opwekt troch kearnfúzje as enerzjy hat altyd in ferwachte doel west, en it realisearjen fan kontroleare kearnfúzje sil in wichtich middel wêze foar it minskdom om enerzjyproblemen op te lossen.Ytterbium gedoteerd laserglês wurdt it foarkommende materiaal foar it berikken fan inertial confinement fusion (ICF) upgrades yn 'e 21e ieu fanwegen syn treflike laserprestaasjes.
Laserwapens brûke de enoarme enerzjy fan in laserstraal om doelen te slaan en te ferneatigjen, temperatueren fan miljarden graden Celsius te generearjen en direkt oan te fallen mei de snelheid fan ljocht.Se kinne wurde oantsjutten as Nadana en hawwe grutte deadlikheid, benammen geskikt foar moderne loftferdigening wapensystemen yn oarlochsfiering.De treflike prestaasjes fan ytterbium dotearre laserglês hat 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 laserglêsapplikaasjes.Fiberlaser is in laser dy't glêstried brûkt as it lasermedium, dat in produkt is fan 'e kombinaasje fan glêstried en lasertechnology.It is in nije lasertechnology ûntwikkele op basis fan erbium doped fiber amplifier (EDFA) technology.In fiber laser is gearstald út in semiconductor laser diode as de pomp boarne, in glêstried waveguide en in winst medium, en optyske komponinten lykas grating fezels en couplers.It fereasket gjin meganyske oanpassing fan it optyske paad, en it meganisme is kompakt en maklik te yntegrearjen.Yn ferliking mei tradisjonele solid-state lasers en semiconductor lasers, it hat technologyske en prestaasjes foardielen lykas hege beam kwaliteit, goede stabiliteit, sterke wjerstân tsjin miljeu ynterferinsje, gjin oanpassing, gjin ûnderhâld, en kompakte struktuer.Troch it feit dat de gedoteerde ioanen benammen Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3 binne, dy’t allegear seldsume ierdfezels brûke as winstmedia, kin de troch it bedriuw ûntwikkele fiberlaser ek wurde neamd in seldsume ierde fiber laser.
Laser applikaasje: Hege macht ytterbium gedoteerde dûbele klaaid fiber laser is wurden in waarm fjild yn solid-state laser technology ynternasjonaal yn de ôfrûne jierren.It hat de foardielen fan goede beam kwaliteit, kompakte struktuer, en hege konverzje effisjinsje, en hat brede tapassing perspektyf yn yndustriële ferwurking en oare fjilden.Dûbele beklaaide ytterbium dotearre fezels binne geskikt foar semiconductor laser pompen, mei hege coupling effisjinsje en hege laser útfier macht, en binne de wichtichste ûntwikkeling rjochting fan ytterbium dotearre fezels.Sina's dûbele beklaaide ytterbium-dopede fibertechnology is net mear op par mei it avansearre nivo fan frjemde lannen.De ytterbium dotearre glêstried, dûbele klaaid ytterbium dotearre fiber, en erbium ytterbium co doped fiber ûntwikkele yn Sina hawwe berikt it avansearre nivo fan ferlykbere bûtenlânske produkten yn termen fan prestaasjes en betrouberens, hawwe kosten foardielen, en hawwe kearn patintearre technologyen foar meardere produkten en metoaden .
It wrâldferneamde Dútske IPG-laserbedriuw kundige koartlyn oan dat har nij lansearre ytterbium-dopede fiberlasersysteem poerbêste beam-eigenskippen hat, in pomplibben fan mear dan 50000 oeren, in sintrale emisjegolflingte fan 1070nm-1080nm, en in útfierkrêft fan oant 20KW.It is tapast yn fyn welding, cutting, en rock boarjen.
Lasermaterialen binne de kearn en basis foar de ûntwikkeling fan lasertechnology.D'r hat altyd in sprekwurd west yn 'e lasersektor dat 'ien generaasje materialen, ien generaasje apparaten'.Om avansearre en praktyske laserapparaten te ûntwikkeljen, is it needsaaklik om earst hege prestaasjes lasermaterialen te besit en oare relevante technologyen te yntegrearjen.Ytterbium gedoteerde laserkristallen en laserglês, as de nije krêft fan fêste lasermaterialen, befoarderje de ynnovative ûntwikkeling fan glêstriedkommunikaasje en lasertechnology, foaral yn cutting-edge lasertechnologyen lykas nukleêre fúzjelasers mei hege macht, hege enerzjybeat tegellasers, en wapenlasers mei hege enerzjy.
Dêrnjonken wurdt ytterbium ek brûkt as fluorescent poederaktivator, radiokeramyk, tafoegings foar elektroanyske komputerûnthâldkomponinten (magnetyske bubbels), en optyske glêzen tafoegings.Dêrby moat opmurken wurde dat yttrium en yttrium beide seldsume ierde eleminten binne.Hoewol d'r wichtige ferskillen binne yn Ingelske nammen en elemintsymboalen, hat it Sineeske fonetyske alfabet deselde wurdlidden.Yn guon Sineeske oersettingen wurdt yttrium soms fersin oantsjutten as yttrium.Yn dit gefal moatte wy de orizjinele tekst trace en elemintsymboalen kombinearje om te befêstigjen.
Post tiid: Sep-13-2023