Ytterbium: атомдук номери 70, атомдук салмагы 173.04, элементтин аталышы анын табылган жеринен алынган. мазмунуиттербийжер кыртышында 0,000266%, негизинен фосфорит жана кара сейрек алтын кендеринде болот, ал эми монацитте 0,03%, 7 табигый изотопу бар.
Тарыхты ачуу
Ачылган: Маринак
Убакыт: 1878
Жайгашкан жери: Швейцария
1878-жылы швейцариялык химиктер Жан Чарльз жана Мариньяк "эрбиядан" жаңы сейрек кездешүүчү элементти ачышкан. 1907-жылы Ульбан менен Вайлс Мариньяк лютетий оксиди менен итербий оксидинин аралашмасын бөлгөндүгүн белгилешкен. Итрий рудасы табылган Стокгольмдун жанындагы Yteerby аттуу кичинекей кыштакты эскерүү үчүн бул жаңы элемент Yb белгиси менен иттербий деп аталды.
Электрондук конфигурация
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Металл
Металл иттербийкүмүш боз, ийкемдүү, жумшак текстурага ээ. Бөлмө температурасында итербий аба жана суу менен жай кычкылданышы мүмкүн.
Эки кристалл структурасы бар: α- түрү бети борборлоштурулган куб кристаллдык система (бөлмө температурасы -798 ℃); β- түрү дененин борборлоштурулган куб (798 ℃ жогору) тор. Эрүү температурасы 824 ℃, кайноо температурасы 1427 ℃, салыштырмалуу тыгыздыгы 6,977（ α- түрү), 6,54（ β- түрү).
Муздак сууда эрибейт, кислоталарда жана суюк аммиакта эрийт. Бул абада абдан туруктуу. Самарий жана европий сыяктуу итербий сейрек кездешүүчү валенттүү жердин өзгөрмөлүүлүгүнө кирет жана адатта үч валенттүү болуу менен бирге оң эки валенттүү абалда да болушу мүмкүн.
Бул валенттүүлүктүн өзгөрүлмө мүнөзүнөн улам металлдык итербийди алуу электролиз менен эмес, даярдоо жана тазалоо үчүн калыбына келтирүүчү дистилляция ыкмасы менен жүргүзүлүшү керек. Адатта,лантан металлыитербий металлынын жогорку буу басымы менен лантан металлынын төмөнкү буу басымынын ортосундагы айырманы пайдалануу менен редукциялоочу дистилляция үчүн редукциялоочу агент катары колдонулат. Же болбосо,тулий, иттербий, жаналютецийконцентраттарды сырьё катары, ал эми металл лантанды редукциялоочу агент катары пайдаланууга болот. >1100 ℃ жана <0,133Pa жогорку температурадагы вакуумдук шарттарда металл итербийди редукциялоо дистилляциясы менен түздөн-түз алууга болот. Likeсамарийжанаевропий,ytterbium да нымдуу кыскартуу аркылуу бөлүнүп жана тазаланышы мүмкүн. Негизинен чийки зат катары тулий, иттербий жана лютеций концентраттары колдонулат. Эригенден кийин итербий эки валенттүү абалга келип, касиеттери боюнча олуттуу айырмачылыктарды пайда кылат, андан кийин башка үч валенттүү сейрек кездешүүчү металлдардан бөлүнөт. Жогорку тазалыктагы итербий кычкылын өндүрүү адатта экстракциялык хроматография же ион алмашуу ыкмасы менен жүргүзүлөт.
Колдонмо
Атайын эритмелерди өндүрүү үчүн колдонулат.Итербий эритмелериметаллургиялык жана химиялык эксперименттер үчүн стоматологиялык медицинада колдонулган.
Акыркы жылдары иттербий була-оптикалык байланыш жана лазердик технология тармактарында пайда болуп, тез өнүгүп жатат.
"Маалымат магистралын" куруу жана өнүктүрүү менен компьютердик тармактар жана алыскы аралыкка оптикалык була берүү системалары оптикалык байланышта колдонулган оптикалык була материалдарынын иштөөсүнө барган сайын жогорку талаптарга ээ. Итербий иондору, эң сонун спектралдык касиеттеринен улам, оптикалык байланыш үчүн була күчөтүүчү материалдар катары колдонулушу мүмкүн.эрбиумжанатулий. Сейрек кездешүүчү жер элементи эрбиум дагы эле була күчөткүчтөрүн даярдоодо негизги оюнчу болуп саналат, бирок салттуу эрбиум кошулган кварц булаларынын ылдамдыгы жана жогорку сыйымдуулуктагы маалымат берүү талаптарын канааттандыруу үчүн кыйынчылык туудурган бир аз пайда өткөрүү жөндөмдүүлүгү (30nm) бар. Yb3+иондорунун 980нм тегерегиндеги Er3+иондоруна караганда жутуу кесилиши бир топ чоң. Yb3 + сенсибилизациялоо эффектиси жана эрбий менен итербийдин энергиясы аркылуу 1530нм жарыкты бир топ жакшыртса болот, ошону менен жарыктын күчөтүү эффективдүүлүгүн бир топ жакшыртат.
Акыркы жылдары, эрбий ytterbium ко легирленген фосфат айнек изилдөөчүлөр тарабынан барган сайын жактырылган. Фосфат жана фторфосфат айнектери жакшы химиялык жана термикалык туруктуулукка, ошондой эле кеңири инфракызыл өткөргүчтөргө жана бирдиктүү эмес кеңейүүчү мүнөздөмөлөргө ээ, бул аларды кең тилкелүү жана жогорку кирешелүү эрбиум кошулган күчөтүүчү була айнек үчүн идеалдуу материалдарга айландырат. Yb3+копталган була күчөткүчтөрү кубаттуулукту күчөтүүгө жана кичинекей сигналды күчөтүүгө жетише алат, бул аларды оптикалык була сенсорлору, бош космостук лазердик байланыш жана ультра кыска импульсту күчөтүү сыяктуу тармактарга ылайыктуу кылат. Кытай учурда дүйнөдөгү эң чоң бир канал сыйымдуулугун жана эң ылдам оптикалык өткөрүү системасын курду жана дүйнөдөгү эң кеңири маалымат магистралына ээ. Итербий кошулган жана башка сейрек кездешүүчү була күчөткүчтөр жана лазердик материалдар аларда чечүүчү жана маанилүү роль ойнойт.
Итербийдин спектралдык мүнөздөмөлөрү лазердик кристаллдар, лазердик көз айнек жана була лазерлери катары да жогорку сапаттагы лазердик материалдар катары колдонулат. Жогорку кубаттуу лазердик материал катары итербий кошулган лазердик кристаллдар эбегейсиз серияларды түзүштү, анын ичинде итербий кошулганиттрий алюминийгранат (Yb: YAG), итербий кошулгангадолинийгаллий гранаты (Yb: GGG), итербий кошулган кальций фторофосфаты (Yb: FAP), итербий кошулган стронций фторфосфат (Yb: S-FAP), иттербий кошулган иттрий ванадаты (Yb: YV04), итербий жана силикат борат. Жарым өткөргүч лазер (LD) катуу абалдагы лазерлер үчүн насостун жаңы түрү. Yb: YAG жогорку кубаттуулуктагы LD сордурууга ылайыктуу көптөгөн мүнөздөмөлөргө ээ жана жогорку кубаттуулуктагы LD насосу үчүн лазердик материал болуп калды. Yb: S-FAP кристалы келечекте лазердик ядролук синтез үчүн лазердик материал катары колдонулушу мүмкүн, бул адамдардын көңүлүн бурду. Түзүлүүчү лазердик кристаллдарда хром итербий голмий алюминий галлий гранаты (Cr, Yb, Ho: YAGG) бар. Статистикалык маалыматтарга ылайык, дүйнө жүзү боюнча ракеталарда колдонулган инфракызыл дүрмөттөрдүн көпчүлүгү 3-5 μ Ошондуктан, Cr, Yb, Ho: YSGG лазерлерин иштеп чыгуу, орто инфракызыл жетектелген курал каршы чаралар үчүн натыйжалуу кийлигишүүнү камсыз кыла алат жана маанилүү аскердик мааниге ээ. Кытай кристаллдык өсүү жана лазердик ылдамдык, импульс, импульс сыяктуу негизги технологияларды чечүү, итербий кошулган лазердик кристаллдар (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP ж. үзгүлтүксүз жана жөнгө салынуучу чыгаруу. Изилдөөнүн натыйжалары улуттук коргонууда, өнөр жайда жана илимий инженерияда колдонулуп, итербиум кошулган кристаллдан жасалган буюмдар Америка Кошмо Штаттары жана Япония сыяктуу бир нече өлкөлөргө жана аймактарга экспорттолгон.
Итербий лазердик материалдардын дагы бир негизги категориясы лазердик айнек болуп саналат. Германий теллурити, кремний ниобаты, борат жана фосфатты кошкондо ар кандай жогорку эмиссиялуу кесилиштүү лазердик айнектер иштелип чыккан. Айнек калыптандыруунун жеңилдигинен улам, ал чоң өлчөмдөрдө жасалышы мүмкүн жана жогорку жарык өткөрүмдүүлүк жана жогорку бирдейлик сыяктуу өзгөчөлүктөргө ээ, бул кубаттуу лазерлерди чыгарууга мүмкүндүк берет. Тааныш сейрек кездешүүчү лазердик айнек негизинен колдонулганнеодим40 жылдан ашуун өнүгүү тарыхы жана жетилген өндүрүш жана колдонуу технологиясы бар айнек. Ал ар дайым жогорку кубаттуулуктагы лазердик түзүлүштөр үчүн артыкчылыктуу материал болуп келген жана ядролук синтездин эксперименталдык түзүлүштөрүндө жана лазердик куралда колдонулган. Лазерден турган Кытайда курулган жогорку кубаттуулуктагы лазердик аппараттарнеодимнегизги лазердик чөйрө катары айнек, дүйнөлүк өнүккөн деңгээлге жетти. Бирок лазердик неодим айнек азыр лазердик итербий айнегинен күчтүү кыйынчылыкка туш болууда.
Акыркы жылдары көптөгөн изилдөөлөр көрсөткөндөй, лазердик итербий айнегинин көптөгөн касиеттери андан ашатнеодимайнек. Итербий кошулган люминесценция эки гана энергия деңгээлине ээ болгондуктан, энергияны сактоонун эффективдүүлүгү жогору. Ошол эле учурда, итербий айнек энергияны сактоо натыйжалуулугу неодим айнек караганда 16 эсе жогору, ал эми флуоресценция мөөнөтү неодим айнек караганда 3 эсе жогору. Ал ошондой эле жогорку допинг концентрациясы, абсорбциялык өткөрүү жөндөмдүүлүгү сыяктуу артыкчылыктарга ээ жана жарым өткөргүчтөр менен түздөн-түз сордурулуп, жогорку кубаттуулуктагы лазерлер үчүн абдан ылайыктуу болот. Бирок, итербий лазердик айнектин практикалык колдонулушу көбүнчө неодимдин жардамына таянат, мисалы, Nd3+ сенсибилизатор катары итербий лазердик айнекти бөлмө температурасында иштетүү жана μ Лазердик эмиссия m толкун узундугунда жетишилет. Ошентип, ytterbium жана неодим лазердик айнек тармагында атаандаштар жана биргелешкен өнөктөштөр болуп саналат.
Айнек курамын тууралоо менен итербий лазердик айнектин көптөгөн люминесценттик касиеттерин жакшыртууга болот. Негизги багыт катары жогорку кубаттуулуктагы лазерлерди иштеп чыгуу менен итербий лазердик айнектен жасалган лазерлер заманбап өнөр жайда, айыл чарбасында, медицинада, илимий изилдөөлөрдө жана аскердик тиркемелерде кеңири колдонулууда.
Аскердик колдонуу: Ядролук синтезден алынган энергияны энергия катары пайдалануу ар дайым күтүлгөн максат болуп келген жана башкарылуучу ядролук синтезге жетишүү адамзат үчүн энергетикалык көйгөйлөрдү чечүүнүн маанилүү каражаты болуп калат. Итербий кошулган лазердик айнек 21-кылымда өзүнүн лазердик эффективдүүлүгүнөн улам инерциялык камак синтезин (ICF) жаңыртуу үчүн артыкчылыктуу материалга айланууда.
Лазердик куралдар буталарга сокку уруу жана жок кылуу үчүн лазер нурунун эбегейсиз зор энергиясын колдонот, миллиарддаган градус Цельсийдеги температураларды жаратат жана жарыктын ылдамдыгы менен түздөн-түз чабуул жасашат. Алар Надана деп атоого болот жана согушта заманбап абадан коргонуу курал системалары үчүн өзгөчө ылайыктуу, чоң өлүмгө ээ. Итербий кошулган лазердик айнектин эң сонун иштеши аны жогорку кубаттуулуктагы жана жогорку эффективдүү лазердик куралдарды өндүрүү үчүн маанилүү негизги материалга айлантты.
Fiber лазер тез өнүгүп келе жаткан жаңы технология жана ошондой эле лазердик айнек колдонуу тармагына таандык. Fiber лазер була жана лазердик технологиянын айкалышы продуктусу болуп саналат, лазердик чөйрө катары була колдонгон лазер болуп саналат. Бул эрбий кошулган була күчөткүч (EDFA) технологиясынын негизинде иштелип чыккан жаңы лазердик технология. Була лазер насос булагы катары жарым өткөргүч лазердик диоддон, була-оптикалык толкун өткөргүчтөн жана пайда чөйрөсүнөн жана торлуу була жана кошкучтар сыяктуу оптикалык компоненттерден турат. Ал оптикалык жолду механикалык жөнгө салууну талап кылбайт, ал эми механизм компакттуу жана интеграциялоо оңой. Салттуу катуу абалдагы лазерлер жана жарым өткөргүч лазерлер менен салыштырганда, ал жогорку нур сапаты, жакшы туруктуулук, экологиялык кийлигишүүгө күчтүү каршылык, эч кандай жөнгө салуу, техникалык тейлөө жана компакт түзүлүш сыяктуу технологиялык жана аткаруу артыкчылыктарына ээ. Кошулган иондор негизинен Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3 болгондуктан, алардын бардыгы сейрек кездешүүчү булаларды пайда алып келүүчү каражат катары колдонушат, компания тарабынан иштелип чыккан була лазери да сейрек кездешүүчү була лазер деп аталат.
Лазердик колдонуу: Жогорку кубаттуу ytterbium кошулган кош капталган була лазер акыркы жылдары эл аралык катуу абалдагы лазер технологиясынын ысык талаа болуп калды. Бул жакшы нур сапаты, компакт түзүмү жана жогорку кайра натыйжалуулугун артыкчылыктарга ээ, өнөр жай кайра иштетүү жана башка тармактарда кеңири колдонуу келечеги бар. Кош капталган итербий кошулган була жарым өткөргүч лазер насосу үчүн ылайыктуу, жогорку бириктирүү эффективдүүлүгү жана лазер чыгаруу кубаттуулугу жогору жана итербий кошулган булалардын негизги өнүгүү багыты болуп саналат. Кытайдын кош капталган иттербий кошулган була технологиясы чет мамлекеттердин алдыңкы деңгээли менен тең эмес. Кытайда иштелип чыккан итербий кошулган була, кош капталган итербий кошулган була жана эрбий ytterbium кошулган була өндүрүмдүүлүгү жана ишенимдүүлүгү жагынан окшош чет өлкөлүк продукциянын алдыңкы деңгээлине жетти, наркынын артыкчылыктарына ээ жана бир нече продуктылар жана ыкмалар үчүн негизги патенттелген технологияларга ээ. .
Дүйнөгө таанымал Германиянын IPG лазердик компаниясы жакында эле алардын жаңы ишке киргизилген ytterbium кошулган була лазер системасы мыкты нур өзгөчөлүктөрү, 50000 сааттан ашык насостун иштөө мөөнөтү, 1070nm-1080nm борбордук эмиссия толкун узундугу жана 20KW чейин чыгаруу күчү бар экенин жарыялады. Ал майда ширетүүдө, кесүүдө жана тоо тектерин бургулоодо колдонулат.
Лазердик материалдар лазердик технологияны өнүктүрүүнүн өзөгү жана негизи болуп саналат. Лазердик индустрияда ар дайым «материалдардын бир мууну, аппараттардын бир мууну» деген сөз бар. Өркүндөтүлгөн жана практикалык лазердик түзүлүштөрдү иштеп чыгуу үчүн адегенде жогорку эффективдүү лазердик материалдарга ээ болуу жана башка тиешелүү технологияларды интеграциялоо зарыл. Ytterbium кошулган лазердик кристаллдар жана лазердик айнек, катуу лазердик материалдардын жаңы күчү катары, була-оптикалык байланыштын жана лазердик технологиянын инновациялык өнүгүүсүнө өбөлгө түзүүдө, айрыкча, жогорку кубаттуулуктагы ядролук синтез лазерлери, жогорку энергиялуу согуу сыяктуу заманбап лазердик технологияларда. плитка лазерлери, жана жогорку энергиялуу курал лазерлери.
Мындан тышкары, иттербий флуоресценттик порошок активатору, радио керамика, электрондук компьютердин эс тутумунун компоненттери (магниттик көбүкчөлөр) үчүн кошумчалар жана оптикалык айнек кошумчалары катары да колдонулат. Итрий жана иттрий экөө тең сейрек кездешүүчү элементтер экенин белгилей кетүү керек. Англисче аталыштарда жана элементтердин символдорунда олуттуу айырмачылыктар бар болсо да, кытай фонетикалык алфавитинин муундары бирдей. Кээ бир кытай котормолорунда иттрий кээде жаңылыштык менен иттрий деп аталат. Бул учурда, биз оригиналдуу текстти байкоо жана ырастоо үчүн элемент белгилерин бириктирүү керек.
Посттун убактысы: 2023-жылдын 13-сентябрына чейин