Ytterbium: Atoomnummer 70, Atomic Weight 173.04, elementnaam afgeleid van de ontdekkingslocatie. Het gehalte aan ytterbium in de korst is 0,000266%, voornamelijk aanwezig in fosforiet- en zwarte zeldzame gouden afzettingen. De inhoud in monaziet is 0,03%en er zijn 7 natuurlijke isotopen
Ontdekt
Door: Marinak
Tijd: 1878
Locatie: Zwitserland
In 1878 ontdekten Zwitserse chemici Jean Charles en G Marignac een nieuw zeldzaam aardelement in "Erbium". In 1907 wezen Ulban en Weils erop dat Marignac een mengsel van lutetiumoxide en ytterbiumoxide scheidde. Ter nagedachtenis aan het kleine dorp genaamd Yteerby in de buurt van Stockholm, waar yttriumerts werd ontdekt, heette dit nieuwe element ytterbium met het symbool YB.
Elektronenconfiguratie
Elektronenconfiguratie
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14
Metaal
Metallic ytterbium is zilvergrijs, ductiel en heeft een zachte textuur. Bij kamertemperatuur kan ytterbium langzaam worden geoxideerd door lucht en water.
Er zijn twee kristalstructuren: α- Het type is een gezichtsgericht kubisch kristallen systeem (kamertemperatuur -798 ℃); β- Het type is een kubiek (boven 798 ℃) rooster. Smeltpunt 824 ℃, kookpunt 1427 ℃, relatieve dichtheid 6.977 （α- type), 6.54 （β- type).
Onoplosbaar in koud water, oplosbaar in zuren en vloeibare ammoniak. Het is vrij stabiel in de lucht. Net als samarium en europium behoort ytterbium tot de variabele valentie zeldzame aarde, en kan ook in een positieve tweewaardige toestand zijn, naast meestal drievoudig.
Vanwege deze variabele valentie -eigenschapskarakteristiek mag de bereiding van metallic ytterbium niet worden uitgevoerd door elektrolyse, maar door reductiedistillatiemethode voor bereiding en zuivering. Gewoonlijk wordt lanthanummetaal gebruikt als een reductiemiddel voor reductie -destillatie, met behulp van het verschil tussen de hoge dampdruk van ytterbiummetaal en de lage dampdruk van lanthaanmetaal. Alternatief,thulium, ytterbium, EnlutetiumConcentraten kunnen worden gebruikt als grondstoffen, enmetaallanthaankan worden gebruikt als een reductiemiddel. Onder vacuümomstandigheden op hoge temperatuur van> 1100 ℃ en <0,133pa kan metaal ytterbium direct worden geëxtraheerd door reductiedistillatie. Net als samarium en europium kan ytterbium ook worden gescheiden en gezuiverd door natte reductie. Gewoonlijk worden thulium-, ytterbium- en lutetiumconcentraten gebruikt als grondstoffen. Na oplossing wordt ytterbium gereduceerd tot een tweewaardige toestand, wat significante verschillen in eigenschappen veroorzaakt en vervolgens gescheiden van andere drievoudige zeldzame aardes. De productie van hoge zuiverheidytterbiumoxidewordt meestal uitgevoerd door extractiechromatografie of ionenuitwisselingsmethode。
Sollicitatie
Gebruikt voor de productie van speciale legeringen. Ytterbiumlegeringen zijn toegepast in tandheelkundige geneeskunde voor metallurgische en chemische experimenten.
In de afgelopen jaren is Ytterbium ontstaan en snel ontwikkeld op het gebied van glasvezelcommunicatie en lasertechnologie.
Met de constructie en ontwikkeling van de "Informatie Highway" hebben computernetwerken en optische vezeltransmissiesystemen over lange afstand steeds hoge vereisten voor de prestaties van optische vezelmaterialen die worden gebruikt bij optische communicatie. Ytterbium -ionen kunnen vanwege hun uitstekende spectrale eigenschappen worden gebruikt als vezelamplificatiematerialen voor optische communicatie, net als erbium en thulium. Hoewel het zeldzame aardelement Erbium nog steeds de belangrijkste speler is bij de voorbereiding van vezelversterkers, hebben traditionele erbium-gedoteerde kwartsvezels een kleine versterkingsbandbreedte (30 nm), waardoor het moeilijk is om te voldoen aan de vereisten van informatiebransmissie met hoge snelheid en hoge capaciteit. YB3+-ionen hebben een veel grotere absorptie-dwarsdoorsnede dan ER3+ionen rond 980 nm. Door het sensibilisatie -effect van YB3+en de energieoverdracht van erbium en ytterbium kan het licht van 1530 nm aanzienlijk worden verbeterd, waardoor de versterkingsefficiëntie van het licht aanzienlijk wordt verbeterd.
In de afgelopen jaren is erbium Ytterbium Co gedoteerd fosfaatglas in toenemende mate de voorkeur door onderzoekers. Fosfaat- en fluorofosfaatglazen hebben een goede chemische en thermische stabiliteit, evenals brede infraroodtransmissie en grote niet-uniforme verbredingseigenschappen, waardoor ze ideale materialen zijn voor breedband en met hoge versterking erbium-gedoteerde amplificatie glasvezelglas. YB3+gedoteerde vezelversterkers kunnen stroomversterking en kleine signaalversterking bereiken, waardoor ze geschikt zijn voor velden zoals glasvezel sensoren, lasercommunicatie met vrije ruimte en ultra korte pulsversterking. China heeft momenteel 's werelds grootste capaciteit voor één kanaal en de snelste snelheid optische transmissiesysteem gebouwd en heeft de breedste informatie -snelweg ter wereld. Ytterbium gedoteerde en andere zeldzame aardgeplifed vezelversterkers en lasermaterialen spelen een cruciale en belangrijke rol daarin.
De spectrale kenmerken van ytterbium worden ook gebruikt als hoogwaardige lasermaterialen, zowel als laserkristallen, laserglazen en vezellasers. Als high-power lasermateriaal hebben Ytterbium gedoteerde laserkristallen een enorme serie gevormd, waaronder Ytterbium gedoteerd yttrium aluminium granaat (YB: YAG), Ytterbium gedoteerd gadolinium gallium Garnet (YB: GGG), ytterbium doped calcium fluorofosfaat (yb: fap), fap), fap), yb: fap), yb: fap), yb: fap), yb: fap: fap), fap: fap), yt), yb: fap: fap), yb: fap: fap), yb: fap: fap), yb: fap: fap), yb: fap: fap), yb: fap: fap), yb: fap: fap: fap). (YB: S-FAP), Ytterbium gedoteerd Yttrium vanadate (YB: YV04), Ytterbium gedoteerd boraat en silicaat. Semiconductor Laser (LD) is een nieuw type pompbron voor lasers in vaste toestand. YB: YAG heeft veel kenmerken die geschikt zijn voor krachtige LD-pompen en is een lasermateriaal geworden voor krachtige LD-pompen. YB: S-FAP-kristal kan in de toekomst worden gebruikt als een lasermateriaal voor lasersnucleaire fusie, die de aandacht van mensen heeft getrokken. In instelbare laserkristallen is er chroom ytterbium holmium yttrium aluminium gallium granaat (Cr, YB, HO: YAGG) met golflengten variërend van 2,84 tot 3,05 μ continu instelbaar tussen m. Volgens de statistieken gebruiken de meeste infraroodwerkkoppen die worden gebruikt in raketten over de hele wereld 3-5 μ daarom, de ontwikkeling van CR, YB, HO: YSGG-lasers kunnen effectieve interferentie bieden voor mid-infrarood geleide wapen tegenmaatregelen en heeft een belangrijke militaire betekenis. China heeft een reeks innovatieve resultaten behaald met internationaal geavanceerd niveau op het gebied van Ytterbium gedoteerde lasercristallen (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP, enz.), Sleuteltechnologieën oplost zoals kristalgroei en laser snel, puls, continu en instelbare output. De onderzoeksresultaten zijn toegepast in de nationale defensie-, industrie- en wetenschappelijke engineering, en Ytterbium gedoteerde kristalproducten zijn geëxporteerd naar meerdere landen en regio's zoals de Verenigde Staten en Japan.
Een andere belangrijke categorie ytterbium lasermaterialen is laserglas. Verschillende laserglazen met een hoge emissie-doorsnede zijn ontwikkeld, waaronder germanium telluriet, siliciumniobaat, boraat en fosfaat. Vanwege het gemak van glazen gieten, kan het worden gemaakt in grote maten en heeft het kenmerken zoals hoog licht doorzending en hoge uniformiteit, waardoor het mogelijk is om lasers met kracht te produceren. Vroeger was het bekende zeldzame laserglas van de aarde voornamelijk neodymiumglas, dat een ontwikkelingsgeschiedenis heeft van meer dan 40 jaar en volwassen productie- en toepassingstechnologie. Het is altijd het voorkeursmateriaal geweest voor krachtige laserapparaten en is gebruikt in kernfusie-experimentele apparaten en laserwapens. De krachtige laserapparaten die in China zijn gebouwd, bestaande uit laser neodymiumglas als het belangrijkste lasermedium, hebben het geavanceerde niveau van de wereld bereikt. Maar laser neodymiumglas staat nu voor een krachtige uitdaging van laser ytterbium glas.
In de afgelopen jaren heeft een groot aantal onderzoeken aangetoond dat veel eigenschappen van laser ytterbiumglas die van neodymiumglas overschrijden. Vanwege het feit dat Ytterbium gedoteerde luminescentie slechts twee energieniveaus heeft, is de energieopslagefficiëntie hoog. Bij dezelfde versterking heeft ytterbiumglas een energieopslagefficiëntie 16 keer hoger dan neodymiumglas en een fluorescentie -levensduur 3 keer die van neodymiumglas. Het heeft ook voordelen zoals een hoge dopingconcentratie, absorptiebandbreedte en kan direct worden gepompt door halfgeleiders, waardoor het zeer geschikt is voor krachtige lasers. De praktische toepassing van ytterbium laserglas is echter vaak afhankelijk van de hulp van neodymium, zoals het gebruik van ND3+als een sensibilisator om ytterbium laserglas te laten werken bij kamertemperatuur en μ laseremissie wordt bereikt bij M golflengte. Dus, Ytterbium en Neodymium zijn zowel concurrenten als samenwerkingspartners op het gebied van laserglas.
Door de glazen samenstelling aan te passen, kunnen veel luminescerende eigenschappen van ytterbium laserglas worden verbeterd. Met de ontwikkeling van krachtige lasers als de belangrijkste richting, worden lasers gemaakt van ytterbium laserglas in toenemende mate op grote schaal gebruikt in de moderne industrie, landbouw, geneeskunde, wetenschappelijk onderzoek en militaire toepassingen.
Militair gebruik: het gebruik van de energie die wordt gegenereerd door nucleaire fusie, omdat energie altijd een verwacht doel is geweest, en het bereiken van gecontroleerde nucleaire fusie zal een belangrijk middel zijn voor de mensheid om energieproblemen op te lossen. Ytterbium gedoteerd laserglas wordt het voorkeursmateriaal voor het bereiken van traagheidsfusie (ICF) upgrades in de 21ste eeuw vanwege de uitstekende laserprestaties.
Laserwapens gebruiken de enorme energie van een laserstraal om doelen te slaan en te vernietigen, waardoor temperaturen van miljarden graden Celsius worden gegenereerd en direct aanvallen met de snelheid van het licht. Ze kunnen Nadana worden genoemd en hebben grote dodelijkheid, vooral geschikt voor moderne luchtverdedigingswapensystemen in oorlogvoering. De uitstekende prestaties van Ytterbium gedoteerd laserglas hebben het een belangrijk basismateriaal gemaakt voor de productie van krachtige en krachtige laserwapens.
Fiber Laser is een snel ontwikkelende nieuwe technologie en behoort ook tot het gebied van laserglastoepassingen. Fiber Laser is een laser die vezels gebruikt als het lasermedium, dat een product is van de combinatie van vezel- en lasertechnologie. Het is een nieuwe lasertechnologie die is ontwikkeld op basis van Erbium -gedoteerde vezelversterker (EDFA) -technologie. Een vezellaser bestaat uit een halfgeleiderlasediode als de pompbron, een glasvezelgolfgeleider en een versterkingsmedium en optische componenten zoals roostervezels en koppels. Het vereist geen mechanische aanpassing van het optische pad en het mechanisme is compact en gemakkelijk te integreren. Vergeleken met traditionele lasers in vaste toestand en halfgeleiderlasers, heeft het technologische en prestatievoordelen zoals hoge bundelkwaliteit, goede stabiliteit, sterke weerstand tegen omgevingsinterferentie, geen aanpassing, geen onderhoud en compacte structuur. Vanwege het feit dat de gedoteerde ionen voornamelijk Nd+3, Yb+3, ER+3, Tm+3, HO+3 zijn, die allemaal zeldzame aardvezels gebruiken als winstmedia, kan de door het bedrijf ontwikkelde vezellaser ook een zeldzame aardvezelaser worden genoemd.
Lasertoepassing: hoog vermogen Ytterbium gedoteerde dubbele geklede vezellaser is de afgelopen jaren een hot veld geworden in solid-state lasertechnologie internationaal. Het heeft de voordelen van goede bundelkwaliteit, compacte structuur en hoge conversie -efficiëntie en heeft brede toepassingsperspectieven in industriële verwerking en andere gebieden. Dubbele beklede gevecht gevormde vezels zijn geschikt voor semiconductor laserpompen, met hoge koppelingsefficiëntie en hoog laseruitgangsvermogen, en zijn de belangrijkste ontwikkelingsrichting van Ytterbium gedoteerde vezels. De dubbele beklede vezeltechnologie van China is niet langer op gelijke voet met het gevorderde niveau van het buitenland. De Ytterbium gedoteerde vezel, dubbele beklede doteerde vezel en erbium ytterbium co -gedoteerde vezels die in China zijn ontwikkeld, hebben het geavanceerde niveau van vergelijkbare buitenlandse producten bereikt in termen van prestaties en betrouwbaarheid, hebben kostenvoordelen en hebben kerngepatenteerde technologieën voor meerdere producten en methoden.
Het wereldberoemde Duitse IPG-laserbedrijf heeft onlangs aangekondigd dat hun nieuw gelanceerde Ytterbium gedoteerde vezellasersysteem uitstekende bundelkenmerken heeft, een pompleven van meer dan 50000 uur, een centrale emissiegolflengte van 1070 NM-1080 Nm en een outputvermogen van maximaal 20 kW. Het is toegepast in fijn lassen, snijden en rotsboren.
Lasermaterialen vormen de kern en basis voor de ontwikkeling van lasertechnologie. Er is altijd een gezegde in de laserindustrie geweest dat 'één generatie materialen, één generatie apparaten'. Om geavanceerde en praktische laserapparaten te ontwikkelen, is het noodzakelijk om eerst krachtige lasermaterialen te bezitten en andere relevante technologieën te integreren. Ytterbium gedoteerde laserkristallen en laserglas, als de nieuwe kracht van vaste lasermaterialen, bevorderen de innovatieve ontwikkeling van glasvezelcommunicatie en lasertechnologie, vooral in geavanceerde lasertechnologieën zoals hoogkrachtige nucleaire fusielasers, hoge energie-beat Tile-lasers en high-enery wapenslasers.
Bovendien wordt ytterbium ook gebruikt als een fluorescerende poederactivator, radiokeramiek, additieven voor elektronische computergeheugencomponenten (magnetische bubbels) en optische glasadditieven. Opgemerkt moet worden dat yttrium en yttrium beide zeldzame aardelementen zijn. Hoewel er significante verschillen zijn in Engelse namen en elementensymbolen, heeft het Chinese fonetische alfabet dezelfde lettergrepen. In sommige Chinese vertalingen wordt yttrium soms ten onrechte yttrium genoemd. In dit geval moeten we de originele tekst traceren en elementensymbolen combineren om te bevestigen.
Posttijd: augustus-30-2023