Ytterbiu: numaru atomicu 70, pesu atomicu 173.04, nomu di l'elementu derivatu da u so locu di scuperta.U cuntenutu diitterbiuin a crosta hè 0,000266%, prisenti principalmente in fosforite è dipositi d'oru raru neru, mentri u cuntenutu in monazite hè 0,03%, cù 7 isotopi naturali.
Scopre a Storia
Scupertu da: Marinak
Tempu: 1878
Locu: Svizzera
In u 1878, i chimichi svizzeri Jean Charles è G Marignac anu scupertu un novu elementu di terra rara in "erbium".In u 1907, Ulban è Weils anu dettu chì Marignac siparava una mistura di l'oxidu di lutetium è l'ossidu di itterbiu.In memoria di u picculu paese chjamatu Yteerby vicinu à Stoccolma, induve u minerale di ittriu hè statu scupertu, stu novu elementu hè statu chjamatu Ytterbium cù u simbulu Yb.
Cunfigurazione elettronica
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metallu
Itterbiu metallicuhè grisgiu argentu, duttile, è hà una tessitura suave.À a temperatura di l'ambienti, l'itterbiu pò esse oxidatu lentamente da l'aria è l'acqua.
Ci sò duie strutture cristalline: α- U tipu hè un sistema di cristalli cubicu centratu in faccia (temperatura di l'ambienti -798 ℃);β- U tipu hè un lattice cubicu centratu in u corpu (sopra 798 ℃).Puntu di fusione 824 ℃, puntu di ebollizione 1427 ℃, densità relativa 6,977 (Tipu α), 6,54 (Tipu β).
Insoluble in acqua fridda, soluble in acidi è ammonia liquidu.Hè abbastanza stabile in l'aria.Simile à samarium è europium, l'itterbiu appartene à a terra rara di valenza variabile, è pò ancu esse in un statu divalente pusitivu in più di esse generalmente trivalente.
A causa di sta caratteristica di valenza variabile, a preparazione di l'itterbiu metallicu ùn deve esse realizatu per l'elettrolisi, ma per u metudu di distillazione di riduzzione per a preparazione è a purificazione.Di solitu,lantanu metalluhè utilizatu com'è un agentu riducente per a distillazione di riduzzione, utilizendu a diffarenza trà l'alta pressione di vapore di l'itterbiu metallicu è a bassa pressione di vapore di u lantanu metallicu.In alternativa,thulium, itterbiu, èluteziucuncentrati pò ièssiri usatu comu materia prima, è lantanu metallu pò ièssiri usatu comu un agenti riduzzione.In cundizioni di vacuum à alta temperatura di> 1100 ℃ è <0.133Pa, l'itterbiu metallicu pò esse direttamente estratti da a distillazione di riduzzione.Cum'èsamariuèeuropiu,L'itterbiu pò ancu esse separatu è purificatu per riduzzione umida.Di solitu, i cuncentrati di thulium, itterbium è lutetium sò usati com'è materia prima.Dopu a dissoluzione, l'itterbiu hè ridutta à un statu divalente, causannu differenzi significati in proprietà, è dopu siparati da altre terre rare trivalenti.A produzzione di l'ossidu di itterbiu d'alta purezza hè generalmente realizata per cromatografia d'estrazione o metudu di scambiu di ioni.
Applicazione
Adupratu per a fabricazione di lega speciale.Allie di itterbiusò stati applicati in a medicina dentale per esperimenti metallurgichi è chimichi.
Nta l'ultimi anni, l'itterbiu hè apparsu è sviluppatu rapidamente in i campi di a cumunicazione in fibra ottica è a tecnulugia laser.
Cù a custruzzione è u sviluppu di "l'autostrada di l'infurmazioni", e rete di computer è i sistemi di trasmissione di fibra ottica à longa distanza anu esigenze sempre più elevate per a prestazione di materiali di fibra ottica utilizati in a cumunicazione ottica.Ioni di itterbiu, per via di e so eccellenti proprietà spettrali, ponu esse aduprati cum'è materiali di amplificazione di fibre per a cumunicazione ottica, cum'èerbiumèthulium.Ancu s'è l'erbiu di l'elementu di a terra rara hè sempre u principale attore in a preparazione di amplificatori di fibra, i fibri tradiziunali di quartz erbium-doped anu una larghezza di banda di guadagnu chjucu (30nm), facendu difficiuli à scuntrà i bisogni di trasmissioni d'infurmazioni à alta velocità è capacità.Ioni Yb3 + anu una sezione trasversale di assorbimentu assai più grande di ioni Er3 + intornu à 980nm.Attraversu l'effettu di sensibilizazione di Yb3 + è u trasferimentu d'energia di l'erbiu è l'itterbiu, a luce di 1530nm pò esse rinfurzata assai, per quessa chì migliurà assai l'efficienza di amplificazione di a luce.
Nta l'ultimi anni, u vetru di fosfatatu erbiu itterbiu co dopatu hè statu sempri più favuritu da i circadori.I vetri di fosfatatu è di fluorofosfatu anu una bona stabilità chimica è termica, è ancu una larga trasmittanza infrarossa è grandi caratteristiche di allargamentu non uniformi, facenu i materiali ideali per a banda larga è a fibra di vetru di amplificazione dopata cù erbiu d'altu guadagnu.L'amplificatori di fibra dopata Yb3 + ponu ottene l'amplificazione di putenza è l'amplificazione di u signale chjucu, facendu adattati per campi cum'è sensori di fibra ottica, cumunicazione laser di spaziu liberu è amplificazione di impulsi ultra brevi.A Cina hà attualmente custruitu a più grande capacità di un canale di u mondu è u sistema di trasmissione ottica più veloce, è hà l'autostrada d'infurmazione più larga in u mondu.Itterbiu dopatu è altri amplificatori di fibra dopata di terra rara è materiali laser ghjucanu un rolu cruciale è significativu in elli.
I caratteristiche spettrali di l'itterbiu sò ancu usati cum'è materiali laser d'alta qualità, cum'è cristalli laser, vetri laser è laser di fibra.Cum'è un materiale laser d'alta putenza, i cristalli laser dopati à l'itterbiu anu furmatu una serie enorme, cumprese l'itterbiu dopatu.yttrium aluminiumgranata (Yb: YAG), itterbiu drogatugadoliniugranata di gallio (Yb: GGG), fluorofosfatu di calciu drogatu à l'itterbiu (Yb: FAP), fluorofosfatu di stronzio drogatu à l'itterbiu (Yb: S-FAP), vanadato di ittriu drogatu à l'itterbiu (Yb: YV04), borate drogatu à l'itterbiu è silicate.U laser semiconductor (LD) hè un novu tipu di fonte di pompa per i laser à stati solidi.Yb: YAG hà parechje caratteristiche adattati per u pumping LD d'alta putenza è hè diventatu un materiale laser per u pumping LD d'alta putenza.Yb: U cristallu S-FAP pò esse usatu cum'è materiale laser per a fusione nucleare laser in u futuru, chì hà attiratu l'attenzione di e persone.In i cristalli laser accordabili, ci hè cromu ytterbium holmium ittriu aluminium gallium granat (Cr, Yb, Ho: YAGG) cù lunghezze d'onda chì varieghja da 2,84 à 3,05 μ Continuamente regulabile trà m.Sicondu statistiche, a maiò parte di e testate infrared usate in missili in u mondu utilizanu 3-5 μ Per quessa, u sviluppu di Cr, Yb, Ho: laser YSGG pò furnisce interferenza efficace per contramisuri d'arme guidate in infrarossi, è hà un impurtante significatu militare.Cina hà ottinutu una seria di risultati innovativi cù u livellu avanzatu internaziunale in u campu di i cristalli laser drogati cù itterbiu (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, etc.), risolvendu tecnulugii chjave cum'è a crescita di cristalli è laser fast, pulse, uscita cuntinuu è regulabile.I risultati di a ricerca sò stati applicati in a difesa naziunale, l'industria è l'ingegneria scientifica, è i prudutti di cristalli dopati di itterbiu sò stati esportati in parechji paesi è regioni cum'è i Stati Uniti è u Giappone.
Una altra categuria maiò di materiali laser itterbiu hè u vetru laser.Diversi vetri laser di sezione trasversale d'alta emissione sò stati sviluppati, cumprese tellurite di germaniu, niobate di siliciu, borate è fosfate.A causa di a facilità di u vetru di vetru, pò esse fattu in grandezza grande è hà caratteristiche cum'è una alta trasmittanza di luce è una alta uniformità, chì facenu pussibule di pruduce laser d'alta putenza.U vitru di laser di terra rara famigliali era principarmentineodimiuvetru, chì hà una storia di sviluppu di più di 40 anni è pruduzzione matura è tecnulugia applicazione.Hè sempre statu u materiale preferitu per i dispositi laser d'alta putenza è hè stata utilizata in i dispositi sperimentali di fusione nucleare è l'arme laser.I dispusitivi laser high-putere custruitu in China, custituitu di laserneodimiuvetru cum'è u principale mediu laser, anu ghjuntu à u livellu avanzatu di u mondu.Ma u vetru di neodimiu laser face avà una sfida putente da u vetru di itterbiu laser.
Nta l 'ùrtimi anni, un gran numaru di studii anu dimustratu chì assai pruprietà di vetru laser itterbiu supira quelli dineodimiuvetru.A causa di u fattu chì a luminescenza dopata di itterbiu hà solu dui livelli di energia, l'efficienza di almacenamiento di energia hè alta.À u listessu guadagnu, u vetru di itterbiu hà una efficienza di almacenamento d'energia 16 volte più altu ch'è u vetru di neodimiu, è una vita di fluorescenza 3 volte quella di u vetru di neodimio.Havi ancu vantaghji cum'è alta cuncentrazione di doping, larghezza di banda d'assorbimentu, è pò esse direttamente pumped by semiconduttori, facendu assai adattatu per i laser d'alta putenza.In ogni casu, l'applicazione pratica di u vetru laser d'itterbiu spessu s'appoghja nantu à l'assistenza di u neodimiu, cum'è l'usu di Nd3 + cum'è un sensibilisatore per fà u vetru laser di l'itterbiu operanu à a temperatura di l'ambienti è l'emissione Laser μ hè ottenuta à a lunghezza d'onda m.Allora, l'itterbiu è u neodimiu sò tramindui cuncurrenti è partenarii di cullaburazione in u campu di u vetru laser.
Ajustendu a cumpusizioni di vetru, parechje proprietà luminiscenti di u vetru laser di itterbiu ponu esse migliurate.Cù u sviluppu di laser d'alta putenza cum'è a direzzione principale, i laser fatti di vetru laser di itterbiu sò sempri più utilizati in l'industria muderna, l'agricultura, a medicina, a ricerca scientifica è l'applicazioni militari.
Usu militare: Utilizà l'energia generata da a fusione nucleare cum'è energia hè sempre stata un scopu previstu, è ottene una fusione nucleare cuntrullata serà un mezzu impurtante per l'umanità per risolve i prublemi energetichi.U vetru laser dopatu à l'itterbiu hè diventatu u materiale preferitu per ottene l'aghjurnamenti di a fusione inerziale di confinamentu (ICF) in u 21u seculu per via di a so eccellente prestazione laser.
L'armi laser utilizanu l'enorme energia di un fasciu laser per attaccà è distrughje i miri, generendu temperature di miliardi di gradi Celsius è attaccanu direttamente à a velocità di a luce.Puderanu esse chjamati Nadana è anu una grande letalità, soprattuttu adattatu per i sistemi d'armi di difesa aerea muderni in a guerra.L'eccellente prestazione di u vetru laser dopatu à l'itterbiu hà fattu un impurtante materiale di basa per a fabricazione d'armi laser d'alta putenza è di altu rendiment.
U laser di fibra hè una nova tecnulugia chì si sviluppa rapidamente è appartene ancu à u campu di l'applicazioni di vetru laser.Fibre laser hè un laser chì usa fibre cum'è u mediu laser, chì hè un pruduttu di a cumminazione di fibra è tecnulugia laser.Hè una nova tecnulugia laser sviluppata nantu à a basa di a tecnulugia di amplificatore di fibra dopata di erbium (EDFA).Un laser in fibra hè cumpostu da un diodu laser semiconductor cum'è a fonte di pompa, una guida d'onda di fibra ottica è un mediu di guadagnu, è cumpunenti ottici cum'è fibre di griglia è accoppiatori.Ùn hè micca bisognu di l'aghjustamentu meccanicu di u percorsu otticu, è u mecanismu hè compactu è faciule d'integrazione.In cunfrontu cù i laser tradiziunali di u statu solidu è i laser semiconductori, hà vantaghji tecnologichi è di prestazione cum'è una qualità di fasciu alta, una bona stabilità, una forte resistenza à l'interferenza ambientale, senza regulazione, senza mantenimentu è struttura compatta.A causa di u fattu chì l'ioni dopati sò principalmente Nd + 3, Yb + 3, Er + 3, Tm + 3, Ho + 3, tutti chì utilizanu fibre di terra rara cum'è media di guadagnu, u laser di fibra sviluppatu da a cumpagnia pò ancu esse chjamatu laser di fibra di terra rara.
Applicazione Laser: U laser di fibra doppia dopata cù itterbiu d'alta putenza hè diventatu un campu caldu in a tecnulugia di laser solidu in l'internaziunale in l'ultimi anni.Havi i vantaghji di una bona qualità di fasciu, una struttura compatta è una alta efficienza di cunversione, è hà una larga prospettiva d'applicazione in u processu industriale è altri campi.Fibre dopate à l'itterbiu doppiu rivestitu sò adattate per u pumping laser semiconductor, cù una alta efficienza di accoppiamentu è un altu putere di output laser, è sò a direzzione principale di sviluppu di fibre dopate à l'itterbiu.A tecnulugia di fibra dopata à l'itterbiu doppiu di a Cina ùn hè più à pari cù u livellu avanzatu di i paesi stranieri.A fibra dopata à l'itterbiu, a fibra dopata à l'itterbiu doppiu, è a fibra dopata à l'erbiu itterbiu co sviluppata in Cina anu righjuntu u livellu avanzatu di prudutti stranieri simili in termini di prestazioni è affidabilità, anu vantaghji di costu, è anu tecnulugii core patentati per parechji prudutti è metudi. .
A cumpagnia di laser IPG tedesca di fama mundiale hà annunziatu recentemente chì u so sistema laser di fibra dopata à itterbiu di novu lanciatu hà caratteristiche eccellenti di fasciu, una vita di pompa di più di 50000 ore, una lunghezza d'onda di emissione centrale di 1070nm-1080nm, è una putenza di output di finu à 20KW.Hè stata appiicata in saldatura fine, taglio è perforazione di roccia.
I materiali laser sò u core è u fundamentu per u sviluppu di a tecnulugia laser.Ci hè sempre statu un dettu in l'industria laser chì "una generazione di materiali, una generazione di dispusitivi".Per sviluppà i dispositi laser avanzati è pratichi, hè necessariu prima di pussede materiali laser d'alta prestazione è integra altre tecnulugia pertinenti.I cristalli laser dopati à l'itterbiu è u vetru laser, cum'è a nova forza di materiali laser solidi, prumove u sviluppu innovativu di cumunicazione in fibra ottica è tecnulugia laser, in particulare in tecnulugia laser d'avanguardia cum'è laser di fusione nucleari d'alta putenza, battitu d'alta energia. laser di tile, è laser d'arme d'alta energia.
Inoltre, l'itterbiu hè ancu utilizatu com'è attivatore di polvere fluorescente, radioceramica, additivi per i cumpunenti di memoria di l'informatica elettronica (bolle magnetiche), è additivi di vetru otticu.Si deve esse nutatu chì l'ittriu è l'ittriu sò dui elementi di terra rara.Ancu s'ellu ci sò differenzi significati in i nomi inglesi è i simboli di l'elementu, l'alfabetu foneticu cinese hà i stessi sillabi.In certi traduzzioni chinesi, l'ittriu hè qualchì volta chjamatu ittriu.In questu casu, avemu bisognu di traccia u testu uriginale è combina simboli di elementi per cunfirmà.
Tempu di Postu: 13-Settembre-2023