Ytterbíum: lotunúmer 70, atómþyngd 173,04, heiti frumefnis dregið af uppgötvunarstað þess. Efni íytterbíumí skorpunni er 0,000266%, aðallega til staðar í fosfórít og svörtu sjaldgæfu gulli, en innihald í mónasíti er 0,03%, með 7 náttúrulegum samsætum.
Að uppgötva sögu
Uppgötvuð af: Marinak
Tími: 1878
Staður: Sviss
Árið 1878 uppgötvuðu svissnesku efnafræðingarnir Jean Charles og G Marignac nýtt sjaldgæft frumefni í „erbium“. Árið 1907 bentu Ulban og Weils á að Marignac skildi að blöndu af lútetíumoxíði og ytterbíumoxíði. Til minningar um litla þorpið sem heitir Yteerby nálægt Stokkhólmi, þar sem yttríum málmgrýti fannst, var þetta nýja frumefni nefnt Ytterbium með tákninu Yb.
Rafeindastilling
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Málmur
Ytterbín úr málmier silfurgrátt, sveigjanlegt og hefur mjúka áferð. Við stofuhita er hægt að oxa ytterbium með lofti og vatni.
Það eru tvær kristalsbyggingar: α- Tegundin er andlitsmiðjuð kúbikkristalkerfi (stofuhita -798 ℃); β- Tegundin er líkamsmiðjuð tenings (yfir 798 ℃) grindur. Bræðslumark 824 ℃, suðumark 1427 ℃, hlutfallslegur eðlismassi 6,977 (α- Tegund), 6,54 (β- Tegund).
Óleysanlegt í köldu vatni, leysanlegt í sýrum og fljótandi ammoníaki. Það er nokkuð stöðugt í loftinu. Líkt og samarium og europium tilheyrir ytterbium hinni breytilegu gildi sjaldgæfu jarðar og getur einnig verið í jákvæðu tvígildu ástandi auk þess að vera venjulega þrígilt.
Vegna þessa breytilegu gildiseiginleika ætti ekki að framleiða ytterbium úr málmi með rafgreiningu, heldur með afoxunareimingaraðferð til undirbúnings og hreinsunar. Venjulega,lanthanum málmier notað sem afoxunarefni fyrir afoxunareimingu, með því að nýta muninn á háum gufuþrýstingi ytterbíummálms og lágum gufuþrýstingi lantanmálms. Að öðrum kosti,þulium, ytterbíum, oglútetíumþykkni er hægt að nota sem hráefni og málm lanthan er hægt að nota sem afoxunarefni. Við háhita lofttæmisskilyrði >1100 ℃ og <0,133Pa, er hægt að draga málm ytterbium beint út með afoxunareimingu. Eins ogsamariumogeuropium,Ytterbium er einnig hægt að aðskilja og hreinsa með blautvæðingu. Venjulega eru þulíum, ytterbium og lútetíumþykkni notuð sem hráefni. Eftir upplausn er ytterbium minnkað í tvígilt ástand, sem veldur verulegum mun á eiginleikum, og síðan aðskilið frá öðrum þrígildum sjaldgæfum jörðum. Framleiðsla á háhreinu ytterbíumoxíði fer venjulega fram með útdráttarskiljun eða jónaskiptaaðferð
Umsókn
Notað til að framleiða sérstaka málmblöndur.Ytterbíum málmblöndurverið beitt í tannlækningum til málmvinnslu- og efnatilrauna.
Á undanförnum árum hefur ytterbium komið fram og þróast hratt á sviði ljósleiðarasamskipta og leysitækni.
Með byggingu og þróun „upplýsingahraðbrautarinnar“ gera tölvunet og langlínuljósleiðaraflutningskerfi sífellt meiri kröfur um frammistöðu ljósleiðaraefna sem notuð eru í sjónsamskiptum. Ytterbíumjónir, vegna framúrskarandi litrófseiginleika sinna, er hægt að nota sem trefjamögnunarefni fyrir sjónsamskipti, rétt eins ogerbiumogþulium. Þrátt fyrir að sjaldgæft jörð frumefni erbium sé enn aðalspilarinn í undirbúningi trefjamagnara, hafa hefðbundnar erbíum-dópaðir kvarsþræðir litla ávinningsbandbreidd (30nm), sem gerir það erfitt að uppfylla kröfur um háhraða og mikla afkastagetu upplýsingasendingar. Yb3+jónir hafa mun stærri frásogsþversnið en Er3+jónir um 980nm. Með næmingaráhrifum Yb3+ og orkuflutningi erbiums og ytterbiums er hægt að auka 1530nm ljósið til muna og þar með stórbæta mögnunarvirkni ljóssins.
Undanfarin ár hefur erbium ytterbium co-dópað fosfatgler verið í auknum mæli aðhyllast af vísindamönnum. Fosfat- og flúorfosfatgler hafa góðan efna- og varmastöðugleika, auk breitts innrauðs flutningsgetu og stórra ójafnvæga breikkunareiginleika, sem gerir þau tilvalin efni fyrir breiðband og erbíum-dópað mögnunargler. Yb3+dópaðir trefjamagnarar geta náð aflmögnun og lítilli merkjamögnun, sem gerir þá hentuga fyrir svið eins og ljósleiðaraskynjara, leysirsamskipti í lausu rými og ofur stutt púlsmögnun. Kína hefur um þessar mundir byggt upp heimsins stærsta einrásargetu og hraðasta sjónflutningskerfi og er með breiðustu upplýsingahraðbraut í heimi. Ytterbium-dópaðir og aðrir sjaldgæfir jarðvegsdópaðir trefjamagnarar og leysiefni gegna mikilvægu og mikilvægu hlutverki í þeim.
Litrófseiginleikar ytterbiums eru einnig notaðir sem hágæða leysiefni, bæði sem leysikristallar, leysigleraugu og trefjaleysir. Sem aflmikið leysiefni hafa ytterbíumdópaðir leysikristallar myndað risastóra röð, þar á meðal ytterbiumdópaðiryttríum álgranat (Yb: YAG), ytterbium dópaðgadólíngallíum granat (Yb: GGG), ytterbium dópað kalsíum flúorfosfat (Yb: FAP), ytterbium dópað strontíum flúorfosfat (Yb: S-FAP), ytterbium dópað yttríum vanadat (Yb: YV04), ytterbium dópað bórat og silíkat. Hálfleiðara leysir (LD) er ný tegund dælugjafa fyrir solid-state leysir. Yb: YAG hefur marga eiginleika sem henta fyrir LD-dælu með miklum krafti og hefur orðið leysiefni fyrir LD-dælingar með miklum krafti. Yb: S-FAP kristal gæti verið notað sem leysiefni fyrir leysikjarnorkusamruna í framtíðinni, sem hefur vakið athygli fólks. Í stillanlegum leysikristöllum er króm ytterbium holmium yttrium ál gallíum granat (Cr, Yb, Ho: YAGG) með bylgjulengdir á bilinu 2,84 til 3,05 μ Stöðugt stillanleg á milli m. Samkvæmt tölfræði, nota flestir innrauða sprengjuoddarnir sem notaðir eru í eldflaugum um allan heim 3-5 μ. Þess vegna getur þróun Cr, Yb, Ho: YSGG leysis veitt skilvirka truflun fyrir miðra innrauða leiðsögn gegn vopnum og hefur mikilvæga hernaðarlega þýðingu. Kína hefur náð röð nýstárlegra árangurs með alþjóðlegu háþróuðu stigi á sviði ytterbíumdópaðra leysikristalla (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, osfrv.), Leysir lykiltækni eins og kristalvöxt og leysir hratt, púls, samfelld og stillanleg framleiðsla. Rannsóknarniðurstöðurnar hafa verið notaðar í landvörnum, iðnaði og vísindaverkfræði og ytterbium-dópaðar kristalvörur hafa verið fluttar út til margra landa og svæða eins og Bandaríkjanna og Japan.
Annar stór flokkur ytterbium leysiefna er leysigler. Ýmis leysigleraugu með mikilli losun hafa verið þróuð, þar á meðal germaníumtellúrít, kísilníóbat, bórat og fosfat. Vegna þess hve auðvelt er að móta gler er hægt að gera það í stórum stærðum og hefur eiginleika eins og mikla ljósgeislun og mikla einsleitni, sem gerir það mögulegt að framleiða aflmikla leysigeisla. Hið kunnuglega sjaldgæfa jarðar leysigler var áður aðalleganeodymiumgler, sem hefur yfir 40 ára þróunarsögu og þroskaða framleiðslu- og notkunartækni. Það hefur alltaf verið ákjósanlegur efniviður fyrir stórvirk leysitæki og hefur verið notað í kjarnasamrunatilraunatæki og leysivopn. The hár-máttur leysir tæki smíðuð í Kína, sem samanstendur af leysirneodymiumgler sem aðal leysimiðillinn hefur náð háþróaða stigi heimsins. En laser neodymium gler stendur nú frammi fyrir öflugri áskorun frá laser ytterbium gleri.
Á undanförnum árum hefur mikill fjöldi rannsókna sýnt að margir eiginleikar ytterbíumglers eru meiri enneodymiumgler. Vegna þeirrar staðreyndar að ytterbium-dópuð ljóma hefur aðeins tvö orkustig, er orkugeymsla skilvirkni mikil. Á sama hagnaði hefur ytterbíumgler orkugeymslunýtni sem er 16 sinnum meiri en neodymium gler og flúrljómunarlíftími 3 sinnum meiri en neodymium gler. Það hefur einnig kosti eins og hár lyfjaþéttni, frásogsbandbreidd og hægt er að dæla beint með hálfleiðurum, sem gerir það mjög hentugur fyrir aflmikla leysigeisla. Hins vegar byggir hagnýt beiting ytterbíum leysirglers oft á aðstoð neodymiums, svo sem að nota Nd3+ sem næmingarefni til að láta ytterbium leysirgler starfa við stofuhita og μ leysigeislun næst við m bylgjulengd. Svo, ytterbium og neodymium eru bæði samkeppnisaðilar og samstarfsaðilar á sviði laserglers.
Með því að stilla glersamsetninguna er hægt að bæta marga lýsandi eiginleika ytterbium leysirglers. Með þróun aflmikilla leysira sem meginstefnu, eru leysir úr ytterbium leysigleri í auknum mæli notaðir í nútíma iðnaði, landbúnaði, læknisfræði, vísindarannsóknum og hernaðarumsóknum.
Hernaðarnotkun: Notkun orku sem myndast við kjarnasamruna sem orku hefur alltaf verið væntanleg markmið og að ná stjórnuðum kjarnasamruna verður mikilvæg leið fyrir mannkynið til að leysa orkuvandamál. Ytterbium-dópað leysirgler er að verða ákjósanlegasta efnið til að ná fram tregðulokunarsamruna (ICF) uppfærslum á 21. öldinni vegna framúrskarandi leysigeislavirkni þess.
Leysivopn nota gríðarlega orku leysigeisla til að slá á og eyðileggja skotmörk, mynda hitastig upp á milljarða gráður á Celsíus og ráðast beint á ljóshraða. Hægt er að vísa til þeirra sem Nadana og hafa mikla dauða, sérstaklega hentug fyrir nútíma loftvarnarvopnakerfi í hernaði. Framúrskarandi frammistaða ytterbium-dópaðs leysirglers hefur gert það að mikilvægu grunnefni til að framleiða aflmikil og afkastamikil leysivopn.
Trefjaleysir er ný tækni sem er í örri þróun og tilheyrir einnig sviði laserglernotkunar. Trefjaleysir er leysir sem notar trefjar sem leysimiðil, sem er afurð samsetningar trefja og leysitækni. Það er ný leysitækni þróuð á grundvelli erbium doped fiber magnara (EDFA) tækni. Trefjaleysir er samsettur úr hálfleiðara leysidíóða sem dælugjafa, ljósleiðarabylgjuleiðara og ávinningsmiðli og ljóshluta eins og risttrefjar og tengi. Það krefst ekki vélrænnar aðlögunar á sjónbrautinni og vélbúnaðurinn er samningur og auðvelt að samþætta hann. Í samanburði við hefðbundna solid-state leysira og hálfleiðara leysira hefur það tæknilega og frammistöðu kosti eins og hágæða geisla, góðan stöðugleika, sterka mótstöðu gegn truflunum í umhverfinu, engin aðlögun, ekkert viðhald og samsett uppbygging. Vegna þess að dópuðu jónirnar eru aðallega Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, sem allar nota sjaldgæfar jarðtrefjar sem ávinningsmiðil, getur trefjaleysirinn sem fyrirtækið hefur þróað einnig vera kallaður sjaldgæfur jarðtrefjaleysir.
Notkun leysir: Aflmikill ytterbium-dópaður tvöfaldur klæddur trefjaleysir hefur orðið heitt svið í solid-state leysitækni á alþjóðavettvangi á undanförnum árum. Það hefur kosti góðra geisla, þéttrar uppbyggingar og mikillar umbreytingarhagkvæmni og hefur víðtæka notkunarmöguleika í iðnaðarvinnslu og öðrum sviðum. Tvöföld klæddir ytterbium-dópaðir trefjar eru hentugir fyrir hálfleiðara leysidælu, með mikilli tengingarvirkni og háu leysirafköstum, og eru aðalþróunarstefna ytterbium-dópaðra trefja. Tvíhúðuð ytterbium-dópuð trefjatækni Kína er ekki lengur á pari við háþróaða stig erlendra ríkja. Ytterbín-dópuð trefjar, tvíklæddir ytterbium-dópaðir trefjar og erbium ytterbium sam-dópaðir trefjar sem þróaðir eru í Kína hafa náð háþróaðri stigi svipaðra erlendra vara hvað varðar frammistöðu og áreiðanleika, hafa kostnaðarhagræði og hafa kjarna einkaleyfistækni fyrir margar vörur og aðferðir .
Heimsþekkta þýska IPG leysirfyrirtækið tilkynnti nýlega að nýlega hleypt af stokkunum ytterbium dópað trefja leysikerfi þeirra hafi framúrskarandi geislaeiginleika, dælulífi yfir 50.000 klukkustundir, miðlæga bylgjulengd 1070nm-1080nm og úttaksafl allt að 20KW. Það hefur verið notað í fínsuðu, skurði og bergborun.
Laser efni eru kjarninn og grunnurinn að þróun leysitækni. Það hefur alltaf verið orðatiltæki í leysigeiranum að „ein kynslóð efna, ein kynslóð tækja“. Til að þróa háþróuð og hagnýt leysitæki er nauðsynlegt að hafa fyrst hágæða leysiefni og samþætta aðra viðeigandi tækni. Ytterbium-dópaðir leysikristallar og leysigler, sem hið nýja afl traustra leysiefna, stuðla að nýstárlegri þróun ljósleiðarasamskipta og leysitækni, sérstaklega í háþróaðri leysitækni eins og öflugum kjarnasamruna leysir, háorkuslag. flísar leysir, og háorku vopn leysir.
Að auki er ytterbium einnig notað sem flúrljómandi duftvirkjari, útvarpskeramik, aukefni fyrir rafræna tölvuminni íhluti (segulbólur) og sjóngleraukefni. Rétt er að benda á að yttríum og yttríum eru bæði sjaldgæf jörð frumefni. Þó að það sé verulegur munur á enskum nöfnum og þáttatáknum, hefur kínverska hljóðstafrófið sömu atkvæði. Í sumum kínverskum þýðingum er yttríum stundum ranglega nefnt yttríum. Í þessu tilviki þurfum við að rekja upprunalega textann og sameina frumefnistákn til að staðfesta.
Birtingartími: 13. september 2023