Magical Rare Earth Element: Ytterbium

Ytterbium: atomic nga numero 70, atomic nga gibug-aton 173.04, elemento ngalan nga nakuha gikan sa iyang pagkadiskobre lokasyon.Ang sulod saytterbiumsa crust mao ang 0.000266%, nag-una nga anaa sa phosphorite ug itom nga talagsaon nga bulawan deposito, samtang ang sulod sa monazite mao ang 0.03%, uban sa 7 natural nga isotopes.

Pagdiskobre sa Kasaysayan

Nadiskobrehan ni: Marinak

Panahon: 1878

Lokasyon: Switzerland 

Niadtong 1878, ang mga Swiss chemist nga si Jean Charles ug G Marignac nakadiskobre og bag-ong elemento sa talagsaon nga yuta sa "erbium".Niadtong 1907, gipunting ni Ulban ug Weils nga ang Marignac nagbulag sa usa ka sinagol nga lutetium oxide ug ytterbium oxide.Sa paghinumdom sa gamay nga baryo nga ginganlag Yteerby duol sa Stockholm, diin nadiskobrehan ang yttrium ore, kining bag-ong elemento ginganlan og Ytterbium nga adunay simbolo nga Yb.

Konfigurasyon sa elektron

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14

Metal

Metal nga ytterbiummao ang silver grey, ductile, ug adunay usa ka humok nga texture.Sa temperatura sa lawak, ang ytterbium mahimong hinayhinay nga ma-oxidize sa hangin ug tubig.

Adunay duha ka kristal nga gambalay: α- Ang matang mao ang usa ka nawong nakasentro cubic kristal nga sistema (room temperatura -798 ℃);β- Ang tipo kay kubiko nga nakasentro sa lawas (labaw sa 798 ℃) nga lattice.Pagtunaw punto 824 ℃, Nagabukal punto 1427 ℃, paryente Densidad 6.977（ α- Type), 6.54（ β- Type).

Dili matunaw sa bugnaw nga tubig, matunaw sa mga asido ug likido nga ammonia.Kini medyo stable sa hangin.Susama sa samarium ug europium, ang ytterbium iya sa variable valence rare earth, ug mahimo usab nga naa sa positibo nga divalent nga kahimtang dugang sa kasagaran nga trivalent.

Tungod sa kini nga variable valence nga kinaiya, ang pag-andam sa metallic ytterbium dili kinahanglan nga himuon pinaagi sa electrolysis, apan pinaagi sa pagkunhod sa pamaagi sa distillation alang sa pag-andam ug pagputli.Kasagaran,lanthanum nga metalgigamit ingon nga usa ka pagkunhod ahente alang sa pagkunhod sa distillation, paggamit sa kalainan tali sa hatag-as nga alisngaw pressure sa ytterbium metal ug sa ubos nga alisngaw pressure sa lanthanum metal.Sa laing bahin,thulium, ytterbium, uglutetiumconcentrates mahimong gamiton ingon nga hilaw nga materyales, ug metal lanthanum mahimong gamiton ingon nga usa ka pagkunhod ahente.Ubos sa taas nga temperatura nga vacuum nga mga kondisyon sa> 1100 ℃ ug <0.133Pa, ang metal ytterbium mahimong direktang makuha pinaagi sa pagkunhod sa distillation.Ingonsamariumugeuropium,Ang ytterbium mahimo usab nga mabulag ug maputli pinaagi sa basa nga pagkunhod.Kasagaran, ang thulium, ytterbium, ug lutetium concentrates gigamit isip hilaw nga materyales.Human sa dissolution, ytterbium mikunhod ngadto sa usa ka divalent nga kahimtang, hinungdan sa mahinungdanon nga mga kalainan sa mga kabtangan, ug unya gibulag gikan sa uban nga trivalent talagsaon nga yuta.Ang paghimo sa high-purity nga ytterbium oxide kasagaran nga gihimo pinaagi sa extraction chromatography o ion exchange nga pamaagi

Aplikasyon

Gigamit alang sa paghimo sa mga espesyal nga sinulud.Mga sinulud nga Ytterbiumgigamit sa tambal sa ngipon alang sa metalurhiko ug kemikal nga mga eksperimento.

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang ytterbium mitumaw ug paspas nga naugmad sa natad sa fiber optic nga komunikasyon ug teknolohiya sa laser.

Uban sa pagtukod ug pag-uswag sa "highway sa impormasyon", ang mga network sa kompyuter ug ang mga sistema sa transmission sa optical fiber nga layo nga layo adunay mas taas nga mga kinahanglanon alang sa paghimo sa mga materyales sa optical fiber nga gigamit sa optical nga komunikasyon.Ang mga Ytterbium ions, tungod sa ilang maayo kaayo nga spectral nga mga kabtangan, mahimong gamiton isip fiber amplification nga materyales alang sa optical communication, sama saerbiumugthulium.Bisan tuod ang talagsaon nga elemento sa yuta nga erbium mao gihapon ang nag-unang magdudula sa pag-andam sa mga fiber amplifier, ang tradisyonal nga erbium-doped quartz fibers adunay gamay nga gain bandwidth (30nm), nga nagpalisud sa pagtagbo sa mga kinahanglanon sa high-speed ug high-capacity information transmission.Ang Yb3+ions adunay mas dako nga absorption cross-section kay sa Er3+ions sa palibot sa 980nm.Pinaagi sa sensitization nga epekto sa Yb3 + ug ang pagbalhin sa enerhiya sa erbium ug ytterbium, ang 1530nm nga kahayag mahimong mapalambo pag-ayo, sa ingon makapauswag pag-ayo sa amplification efficiency sa kahayag.

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang erbium ytterbium co doped phosphate nga baso labi nga gipaboran sa mga tigdukiduki.Ang fosfat ug fluorophosphate nga baso adunay maayo nga kemikal ug thermal nga kalig-on, ingon man ang lapad nga infrared transmittance ug dako nga dili uniporme nga pagpalapad nga mga kinaiya, nga naghimo kanila nga sulundon nga mga materyales alang sa broadband ug taas nga nakuha nga erbium-doped amplification fiber glass.Ang Yb3 + doped fiber amplifier mahimong makab-ot ang power amplification ug gamay nga signal amplification, nga naghimo kanila nga angay alang sa mga natad sama sa fiber optic sensors, libre nga space laser communication, ug ultra short pulse amplification.Ang China karon nagtukod sa pinakadako nga single channel nga kapasidad ug pinakapaspas nga optical transmission system, ug adunay pinakalapad nga information highway sa kalibutan.Ang Ytterbium doped ug uban pang talagsaon nga yuta nga doped fiber amplifier ug mga materyales sa laser adunay hinungdanon ug hinungdanon nga papel niini.

Ang spectral nga mga kinaiya sa ytterbium gigamit usab isip taas nga kalidad nga mga materyales sa laser, pareho nga mga kristal sa laser, baso sa laser, ug mga laser sa fiber.Isip usa ka high-power nga laser nga materyal, ang ytterbium doped laser crystals nakahimo og dako nga serye, lakip ang ytterbium doped.yttrium nga aluminyogarnet (Yb: YAG), ytterbium dopedgadoliniumgallium garnet (Yb: GGG), ytterbium doped calcium fluorophosphate (Yb: FAP), ytterbium doped strontium fluorophosphate (Yb: S-FAP), ytterbium doped yttrium vanadate (Yb: YV04), ytterbium doped borate, ug silicate.Semiconductor laser (LD) mao ang usa ka bag-o nga matang sa pump tinubdan alang sa solid-estado lasers.Yb: Ang YAG adunay daghang mga kinaiya nga angay alang sa high-power LD pumping ug nahimo nga usa ka laser nga materyal alang sa high-power nga LD pumping.Yb: Ang kristal nga S-FAP mahimong gamiton isip usa ka materyal nga laser alang sa laser nuclear fusion sa umaabot, nga nakadani sa atensyon sa mga tawo.Sa tunable nga mga kristal sa laser, adunay chromium ytterbium holmium yttrium aluminum gallium garnet (Cr, Yb, Ho: YAGG) nga adunay wavelength gikan sa 2.84 ngadto sa 3.05 μ Continuous adjustable between m.Sumala sa estadistika, kadaghanan sa mga infrared warhead nga gigamit sa mga missile sa tibuok kalibutan naggamit sa 3-5 μ Busa, ang pag-uswag sa Cr, Yb, Ho: YSGG lasers makahatag og epektibong interference alang sa mid infrared guided weapon countermeasures, ug adunay importante nga kahulogan sa militar.Nakab-ot sa China ang usa ka serye sa mga bag-ong resulta nga adunay internasyonal nga advanced nga lebel sa natad sa ytterbium doped laser crystals (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, ug uban pa), pagsulbad sa mga yawe nga teknolohiya sama sa pagtubo sa kristal ug paspas nga laser, pulso, padayon, ug mapaigoigo output.Ang mga resulta sa panukiduki gipadapat sa nasudnong depensa, industriya, ug siyentipikanhong inhenyeriya, ug ang ytterbium doped crystal nga mga produkto gi-eksport sa daghang nasod ug rehiyon sama sa Estados Unidos ug Japan.

Ang laing mayor nga kategoriya sa ytterbium laser nga mga materyales mao ang laser glass.Nagkalainlain nga high emission cross-section laser glasses ang naugmad, lakip ang germanium tellurite, silicon niobate, borate, ug phosphate.Tungod sa kasayon ​​sa paghulma sa bildo, mahimo kini nga dagko nga mga gidak-on ug adunay mga kinaiya sama sa taas nga pagpasa sa kahayag ug taas nga pagkaparehas, nga nagpaposible nga makahimo og mga high-power lasers.Ang pamilyar nga talagsaon nga yuta nga baso sa laser kaniadto kasagaranneodymiumbildo, nga adunay usa ka kasaysayan sa kalamboan sa ibabaw sa 40 ka tuig ug hamtong nga produksyon ug aplikasyon teknolohiya.Kanunay kini nga gipalabi nga materyal alang sa mga high-power nga mga aparato sa laser ug gigamit sa mga eksperimento nga aparato sa nukleyar nga fusion ug mga hinagiban sa laser.Ang high-power nga mga himan sa laser nga gitukod sa China, nga naglangkob sa laserneodymiumbildo ingon nga ang nag-unang laser medium, nakaabot sa abante nga lebel sa kalibutan.Apan ang laser neodymium nga baso karon nag-atubang sa usa ka kusgan nga hagit gikan sa laser ytterbium nga baso.

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga pagtuon nga nagpakita nga daghang mga kabtangan sa laser ytterbium bildo labaw pa sa mga saneodymiumbildo.Tungod sa kamatuoran nga ang ytterbium doped luminescence adunay duha ra nga lebel sa enerhiya, ang kahusayan sa pagtipig sa enerhiya taas.Sa parehas nga ganansya, ang bildo nga ytterbium adunay kahusayan sa pagtipig sa enerhiya nga 16 ka beses nga mas taas kaysa sa baso nga neodymium, ug usa ka tibuuk nga kinabuhi sa fluorescence 3 ka beses kaysa sa baso nga neodymium.Adunay usab kini mga bentaha sama sa taas nga konsentrasyon sa doping, bandwidth sa pagsuyup, ug mahimong direkta nga mabomba sa mga semiconductor, nga labi ka angay alang sa mga high-power laser.Bisan pa, ang praktikal nga aplikasyon sa ytterbium laser nga bildo kanunay nga nagsalig sa tabang sa neodymium, sama sa paggamit sa Nd3 + ingon usa ka sensitizer aron mahimo ang ytterbium laser nga baso nga molihok sa temperatura sa kwarto ug ang μ Laser emission nakab-ot sa m wavelength.Mao nga, ang ytterbium ug neodymium parehas nga mga kakompetensya ug mga kauban sa kolaborasyon sa natad sa baso sa laser.

Pinaagi sa pag-adjust sa komposisyon sa bildo, daghang mga luminescent nga kabtangan sa ytterbium laser nga bildo mahimong mapaayo.Uban sa pag-uswag sa mga high-power lasers isip nag-unang direksyon, ang mga laser nga hinimo sa ytterbium laser nga bildo mas kaylap nga gigamit sa modernong industriya, agrikultura, medisina, siyentipikong panukiduki, ug mga aplikasyon sa militar.

Paggamit sa militar: Ang paggamit sa enerhiya nga namugna pinaagi sa nukleyar nga fusion ingon nga enerhiya kanunay nga usa ka gilauman nga tumong, ug ang pagkab-ot sa kontrolado nga nukleyar nga fusion mahimong usa ka importante nga paagi alang sa katawhan sa pagsulbad sa mga problema sa enerhiya.Ang Ytterbium doped laser nga bildo nahimong pinalabi nga materyal alang sa pagkab-ot sa inertial confinement fusion (ICF) nga mga pag-upgrade sa ika-21 nga siglo tungod sa maayo kaayo nga laser performance niini.

Ang mga hinagiban sa laser naggamit sa dako kaayong enerhiya sa usa ka laser beam aron sa pag-atake ug pagguba sa mga target, pagmugna og mga temperatura nga binilyon ka degrees Celsius ug direktang pag-atake sa gikusgon sa kahayag.Mahimo silang tawgon nga Nadana ug adunay dako nga pagkamatay, labi na nga angay alang sa modernong mga sistema sa hinagiban sa depensa sa hangin sa pakiggubat.Ang maayo kaayo nga performance sa ytterbium doped laser nga bildo naghimo niini nga usa ka importante nga batakang materyal alang sa paggama og high-power ug high-performance nga mga armas sa laser.

Ang fiber laser usa ka paspas nga pagpalambo sa bag-ong teknolohiya ug nahisakop usab sa natad sa mga aplikasyon sa baso sa laser.Ang Fiber laser usa ka laser nga naggamit sa fiber ingon nga medium sa laser, nga usa ka produkto sa kombinasyon sa teknolohiya sa fiber ug laser.Kini usa ka bag-ong teknolohiya sa laser nga naugmad base sa teknolohiya nga erbium doped fiber amplifier (EDFA).Ang usa ka fiber laser gilangkuban sa usa ka semiconductor laser diode ingon nga gigikanan sa bomba, usa ka fiber optic waveguide ug usa ka medium nga nakuha, ug mga optical nga sangkap sama sa grating fibers ug couplers.Wala kini magkinahanglan og mekanikal nga pag-adjust sa optical path, ug ang mekanismo kay compact ug sayon ​​nga i-integrate.Kung itandi sa tradisyonal nga solid-state lasers ug semiconductor lasers, kini adunay mga bentaha sa teknolohiya ug performance sama sa taas nga kalidad sa beam, maayo nga kalig-on, lig-on nga pagsukol sa pagpanghilabot sa kinaiyahan, walay pag-adjust, walay maintenance, ug compact structure.Tungod sa kamatuoran nga ang mga doped ions kasagaran Nd + 3, Yb + 3, Er + 3, Tm + 3, Ho + 3, nga ang tanan naggamit sa talagsaon nga yuta nga mga lanot isip gain media, ang fiber laser nga gihimo sa kompanya mahimo usab. gitawag nga usa ka talagsaon nga yuta fiber laser.

Laser aplikasyon: Hataas nga gahum ytterbium doped double clad fiber laser nahimong usa ka mainit nga kapatagan sa solid-estado laser teknolohiya internasyonal sa bag-ohay nga mga tuig.Kini adunay mga bentaha sa maayo nga kalidad sa beam, compact nga istruktura, ug taas nga pagkaayo sa pagkakabig, ug adunay daghang mga prospect sa aplikasyon sa pagproseso sa industriya ug uban pang mga natad.Ang double clad ytterbium doped fibers angay alang sa semiconductor laser pumping, nga adunay taas nga coupling efficiency ug taas nga laser output power, ug mao ang nag-unang direksyon sa pagpalambo sa ytterbium doped fibers.Ang double clad ytterbium doped fiber nga teknolohiya sa China dili na pareha sa advanced level sa langyaw nga mga nasud.Ang ytterbium doped fiber, double clad ytterbium doped fiber, ug erbium ytterbium co doped fiber nga naugmad sa China nakaabot sa abante nga lebel sa susamang langyaw nga mga produkto sa termino sa performance ug kasaligan, adunay mga bentaha sa gasto, ug adunay kinauyokan nga patented nga mga teknolohiya alang sa daghang mga produkto ug pamaagi. .

Ang bantog sa kalibutan nga German nga IPG laser nga kompanya bag-o lang mipahibalo nga ang ilang bag-ong gilusad nga ytterbium doped fiber laser system adunay maayo kaayo nga mga kinaiya sa beam, usa ka pump life nga kapin sa 50000 ka oras, usa ka sentral nga emission wavelength nga 1070nm-1080nm, ug usa ka output power nga hangtod sa 20KW.Gigamit kini sa maayong welding, pagputol, ug pag-drill sa bato.

Ang mga materyales sa laser mao ang kinauyokan ug pundasyon alang sa pagpalambo sa teknolohiya sa laser.Adunay kanunay nga usa ka panultihon sa industriya sa laser nga 'usa ka henerasyon sa mga materyales, usa ka henerasyon sa mga himan'.Aron mapalambo ang mga advanced ug praktikal nga mga aparato sa laser, kinahanglan una nga magbaton og mga high-performance nga mga materyales sa laser ug i-integrate ang ubang mga may kalabutan nga teknolohiya.Ang Ytterbium doped laser crystals ug laser glass, isip bag-ong puwersa sa solidong laser materials, nagpasiugda sa innovative development sa fiber optic communication ug laser technology, ilabina sa cutting-edge laser technologies sama sa high-power nuclear fusion lasers, high-energy beat. tile laser, ug high-energy nga armas laser.

Dugang pa, ang ytterbium gigamit usab isip fluorescent powder activator, radio ceramics, additives para sa electronic computer memory component (magnetic bubbles), ug optical glass additives.Kinahanglang ipunting nga ang yttrium ug yttrium pareho nga talagsaon nga mga elemento sa yuta.Bisan tuod adunay mahinungdanong mga kalainan sa Ingles nga mga ngalan ug mga simbolo sa elemento, ang Chinese phonetic alphabet adunay parehas nga mga silaba.Sa pipila ka Intsik nga hubad, ang yttrium usahay sayop nga gitawag nga yttrium.Sa kini nga kaso, kinahanglan naton nga masubay ang orihinal nga teksto ug maghiusa sa mga simbolo sa elemento aron makumpirma.