Итербиум: атомски број 70, атомска тежина 173,04, името на елементот добиено од локацијата на неговото откритие.Содржината наитербиумво кората е 0,000266%, главно присутна во наоѓалишта на фосфорит и црно ретко злато, додека содржината во моназитот е 0,03%, со 7 природни изотопи.
Откривање на историјата
Открил: Маринак
Време: 1878 година
Локација: Швајцарија
Во 1878 година, швајцарските хемичари Жан Чарлс и Г Марињак откриле нов елемент од ретка земја во „ербиум“.Во 1907 година, Улбан и Вејлс истакнале дека Марињак издвоил мешавина од лутетиум оксид и итербиум оксид.Во спомен на малото село по име Yteerby во близина на Стокхолм, каде што беше откриена руда на итриум, овој нов елемент беше наречен Ytterbium со симболот Yb.
Конфигурација на електрони
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Метал
Метален итербиуме сребрено сива, еластична и има мека текстура.На собна температура, итербиумот може полека да се оксидира со воздух и вода.
Постојат две кристални структури: α- Типот е кубен кристален систем во центарот на лицето (собна температура -798 ℃);β- Типот е кубна решетка во центарот на телото (над 798 ℃).Точка на топење 824 ℃, точка на вриење 1427 ℃, релативна густина 6,977 (α-тип), 6,54 (β-тип).
Нерастворлив во ладна вода, растворлив во киселини и течен амонијак.Во воздухот е доста стабилен.Слично на самариумот и европиумот, итербиумот припаѓа на променливата валентна ретка земја, а може да биде и во позитивна двовалентна состојба покрај тоа што е обично тривалентен.
Поради оваа променлива валентна карактеристика, подготовката на металниот итербиум не треба да се врши со електролиза, туку со метод на редукција на дестилација за подготовка и прочистување.Обично,метал лантансе користи како редукционо средство за редукција на дестилација, користејќи ја разликата помеѓу високиот парен притисок на итербиум металот и нискиот парен притисок на металот лантан.Алтернативно,тулиум, итербиум, илутетиумконцентратите може да се користат како суровини, а металниот лантан може да се користи како средство за намалување.Под високи температурни вакуумски услови од> 1100 ℃ и <0,133 Pa, металниот итербиум може директно да се екстрахира со редукција на дестилација.Допаѓасамариумиевропиум,итербиумот исто така може да се одвои и прочисти преку влажна редукција.Обично, концентратите на тулиум, итербиум и лутетиум се користат како суровини.По растворањето, итербиумот се намалува во двовалентна состојба, предизвикувајќи значителни разлики во својствата, а потоа се одвојува од другите тривалентни ретки земји.Производството на итербиум оксид со висока чистота обично се врши со екстракциона хроматографија или метод на јонска размена
Апликација
Се користи за производство на специјални легури.Легури на итербиумсе применуваат во стоматолошката медицина за металуршки и хемиски експерименти.
Во последниве години, итербиумот се појави и брзо се развива во областа на комуникација со оптички влакна и ласерска технологија.
Со изградбата и развојот на „информацискиот автопат“, компјутерските мрежи и системите за пренос на оптички влакна на долги растојанија имаат сè повисоки барања за перформансите на материјалите од оптички влакна што се користат во оптичката комуникација.Јоните на јтербиум, поради нивните одлични спектрални својства, можат да се користат како материјали за засилување на влакна за оптичка комуникација, исто какоербиумитулиум.Иако реткиот земјен елемент ербиум сè уште е главниот играч во подготовката на засилувачи со влакна, традиционалните кварцни влакна допирани со ербиум имаат мал пропусен опсег на засилување (30nm), што го отежнува исполнувањето на барањата за пренос на информации со голема брзина и голем капацитет.Yb3+јоните имаат многу поголем пресек на апсорпција од Er3+јоните околу 980nm.Преку ефектот на сензибилизација на Yb3+ и преносот на енергија на ербиум и итербиум, светлината од 1530 nm може значително да се подобри, а со тоа значително да се подобри ефикасноста на засилување на светлината.
Во последниве години, фосфатното стакло со допинг со ербиум итербиум се повеќе се фаворизира од истражувачите.Фосфатните и флуорофосфатните очила имаат добра хемиска и термичка стабилност, како и широка инфрацрвена пропустливост и големи неуниформни карактеристики на проширување, што ги прави идеални материјали за широкопојасен интернет и амплифицирано стакло со ербиум допирана.Засилувачите со влакна со допинг Yb3+ можат да постигнат засилување на моќноста и засилување на мали сигнали, што ги прави погодни за полиња како што се сензори со оптички влакна, ласерска комуникација со слободен простор и засилување со ултра краток импулс.Кина во моментов го изгради најголемиот светски капацитет со еден канал и оптички преносен систем со најголема брзина и го има најширокиот автопат за информации во светот.Во нив клучна и значајна улога играат допираните со јтербиум и други засилувачи на влакна со ретки земји и ласерски материјали.
Спектралните карактеристики на итербиумот се користат и како висококвалитетни ласерски материјали, и како ласерски кристали, ласерски очила и ласери со влакна.Како ласерски материјал со висока моќност, ласерските кристали допирани со итербиум формираа огромна серија, вклучително и допирана со итербиумитриум алуминиумгранат (Yb: YAG), допингуван со итербиумгадолиниумгалиум гранат (Yb: GGG), допиран со итербиум калциум флуорофосфат (Yb: FAP), допиран со итербиум стронциум флуорофосфат (Yb: S-FAP), допиран со итербиум итриум ванадат (Yb: YV04), ситербиум, итербиат.Полупроводнички ласер (LD) е нов тип на извор на пумпа за ласери со цврста состојба.Yb: YAG има многу карактеристики погодни за LD пумпање со голема моќност и стана ласерски материјал за LD пумпање со голема моќност.Yb: S-FAP кристалот може да се користи како ласерски материјал за ласерско нуклеарно спојување во иднина, што го привлече вниманието на луѓето.Во прилагодливи ласерски кристали, има хром итербиум холмиум итриум алуминиум галиум гранат (Cr, Yb, Ho: YAGG) со бранови должини кои се движат од 2,84 до 3,05 μ Континуирано прилагодливи помеѓу m.Според статистичките податоци, повеќето инфрацрвени боеви глави што се користат во ракетите ширум светот користат 3-5 μ Затоа, развојот на ласерите Cr, Yb, Ho: YSGG може да обезбеди ефективно пречки за контрамерки со средно инфрацрвено водено оружје и има важно воено значење.Кина постигна низа иновативни резултати со меѓународно напредно ниво во областа на ласерски кристали со допинг со итербиум (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, итн.), решавајќи клучни технологии како што се раст на кристали и ласерски брз, пулс, континуиран и прилагодлив излез.Резултатите од истражувањето се применети во националната одбрана, индустријата и научното инженерство, а производите од кристали со допинг со итербиум се извезени во повеќе земји и региони како што се САД и Јапонија.
Друга голема категорија на итербиумски ласерски материјали е ласерското стакло.Развиени се различни ласерски очила со напречен пресек со висока емисија, вклучително и германиум телурит, силициум ниобат, борат и фосфат.Поради леснотијата на обликување на стакло, може да се направи во големи димензии и има карактеристики како што се висока пропустливост на светлина и висока униформност, што овозможува производство на ласери со висока моќност.Познатото ласерско стакло за ретка земја порано беше главнонеодимиумстакло, кое има развојна историја од над 40 години и зрела технологија за производство и примена.Отсекогаш бил префериран материјал за ласерски уреди со висока моќност и се користел во експериментални уреди за нуклеарна фузија и ласерско оружје.Ласерски уреди со висока моќност изградени во Кина, кои се состојат од ласернеодимиумстаклото како главен ласерски медиум го достигна напредното ниво во светот.Но, ласерското неодимиумско стакло сега се соочува со моќен предизвик од ласерското итербиумско стакло.
Во последниве години, голем број студии покажаа дека многу својства на ласерското итербиумско стакло ги надминуваат оние нанеодимиумстакло.Поради фактот што луминисценцијата со допирана јтербиум има само две нивоа на енергија, ефикасноста на складирање на енергија е висока.Со истото засилување, итербиумското стакло има ефикасност на складирање енергија 16 пати поголема од неодимиумското стакло и флуоресцентен животен век 3 пати поголем од неодимиумското стакло.Исто така, има предности како што се висока концентрација на допинг, пропусен опсег на апсорпција и може директно да се пумпа од полупроводници, што го прави многу погоден за ласери со висока моќност.Сепак, практичната примена на итербиумското ласерско стакло често се потпира на помошта од неодимиум, како што е користењето Nd3+ како сензибилизирач за да се направи итербиумското ласерско стакло да работи на собна температура и μ Ласерската емисија се постигнува на m бранова должина.Значи, итербиумот и неодимиумот се и конкуренти и партнери за соработка во областа на ласерското стакло.
Со прилагодување на составот на стаклото, може да се подобрат многу луминисцентни својства на итербиумското ласерско стакло.Со развојот на ласерите со висока моќност како главна насока, ласерите направени од итербиумско ласерско стакло се повеќе се користат во модерната индустрија, земјоделството, медицината, научните истражувања и воените апликации.
Воена употреба: Користењето на енергијата генерирана од нуклеарната фузија како енергија отсекогаш била очекувана цел, а постигнувањето контролирана нуклеарна фузија ќе биде важно средство за човештвото да ги реши енергетските проблеми.Ласерското стакло со допинг со јтербиум станува префериран материјал за постигнување на надградби на инерцијално затворање фузија (ICF) во 21 век поради неговите одлични ласерски перформанси.
Ласерското оружје ја користи огромната енергија на ласерскиот зрак за удар и уништување цели, генерирајќи температури од милијарди степени Целзиусови и директно напаѓајќи со брзина на светлината.Може да се наведат како Надана и имаат голема смртност, особено погодни за современи системи на оружје за воздушна одбрана во војување.Одличните перформанси на ласерското стакло со итербиум го направија важен основен материјал за производство на ласерско оружје со висока моќност и високи перформанси.
Ласерот со влакна е нова технологија која брзо се развива и исто така припаѓа на полето на апликации за ласерско стакло.Ласерски влакна е ласер кој користи влакна како ласерски медиум, што е производ на комбинацијата на влакна и ласерска технологија.Станува збор за нова ласерска технологија развиена врз основа на технологијата на засилувач со допирани влакна со ербиум (EDFA).Ласерот со влакна е составен од полупроводничка ласерска диода како извор на пумпата, брановоден водич со оптички влакна и медиум за засилување, и оптички компоненти како што се решетки влакна и спојки.Не бара механичко прилагодување на оптичката патека, а механизмот е компактен и лесен за интегрирање.Во споредба со традиционалните ласери со цврста состојба и полупроводнички ласери, тој има технолошки и перформанси предности како што се квалитет на високото зрак, добра стабилност, силна отпорност на пречки во околината, без прилагодување, без одржување и компактна структура.Поради фактот што допингуваните јони се главно Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, од кои сите користат ретки земјени влакна како медиум за добивка, ласерот со влакна развиен од компанијата исто така може да да се нарече ласер со ретки земјени влакна.
Ласерска примена: Ласерот со влакно со двојно обложена со висока моќност со итербиум стана жешко поле во технологијата за ласери со цврста состојба на меѓународно ниво во последниве години.Ги има предностите на добар квалитет на зракот, компактна структура и висока ефикасност на конверзија, и има широки можности за примена во индустриската обработка и други области.Двојно обложени итербиумски допирани влакна се погодни за полупроводничко ласерско пумпање, со висока ефикасност на спојување и висока излезна моќност на ласерот, и се главната насока за развој на влакната допирани со итербиум.Технологијата на кинеската технологија со допирани влакна со двојно обложена итербиум повеќе не е на исто ниво со напредното ниво на странските земји.Допираните влакна со итербиум, двојно обложени итербиумски допирани влакна и ербиум итербиум кодопирани влакна развиени во Кина го достигнаа напредното ниво на слични странски производи во однос на перформансите и доверливоста, имаат предности во однос на трошоците и имаат основни патентирани технологии за повеќе производи и методи .
Светски познатата германска IPG ласерска компанија неодамна објави дека нивниот ново лансиран ласерски систем со допирани влакна со итербиум има одлични карактеристики на зракот, век на пумпата од над 50000 часа, централна емисиона бранова должина од 1070nm-1080nm и излезна моќност до 20KW.Се применува при фино заварување, сечење и дупчење на карпи.
Ласерските материјали се јадрото и основата за развој на ласерската технологија.Отсекогаш постоела изрека во ласерската индустрија дека „една генерација материјали, една генерација уреди“.За да се развијат напредни и практични ласерски уреди, неопходно е прво да се поседуваат ласерски материјали со високи перформанси и да се интегрираат други релевантни технологии.Ласерските кристали и ласерското стакло допирани со јтербиум, како нова сила на цврстите ласерски материјали, го промовираат иновативниот развој на комуникација со оптички влакна и ласерската технологија, особено во најсовремените ласерски технологии како што се ласерите за нуклеарна фузија со висока моќност, ритам со висока енергија плочка ласери, и високо-енергетски оружје ласери.
Покрај тоа, итербиумот се користи и како флуоресцентен активатор во прав, радио керамика, адитиви за компоненти за електронска компјутерска меморија (магнетни меурчиња) и адитиви за оптичко стакло.Треба да се истакне дека итриумот и итриумот се и ретки земјени елементи.Иако постојат значителни разлики во англиските имиња и симболите на елементите, кинеската фонетска азбука ги има истите слогови.Во некои кинески преводи, итриумот понекогаш погрешно се нарекува итриум.Во овој случај, треба да го следиме оригиналниот текст и да ги комбинираме симболите на елементите за да потврдиме.
Време на објавување: 13-ти септември 2023 година