Ytterbium: nambari ya atomiki 70, uzani wa atomiki 173.04, jina la kipengele linatokana na eneo lilipogunduliwa.Maudhui yaytterbiumkatika ukoko ni 0.000266%, hasa katika fosphorite na amana nyeusi dhahabu adimu, wakati maudhui katika monazite ni 0.03%, na isotopu 7 asili.
Kugundua Historia
Iligunduliwa na: Marinak
Wakati: 1878
Mahali: Uswizi
Mnamo 1878, wanakemia wa Uswizi Jean Charles na G Marignac waligundua kipengele kipya cha dunia adimu katika "erbium".Mnamo 1907, Ulban na Weils walisema kwamba Marignac alitenganisha mchanganyiko wa oksidi ya lutetium na oksidi ya ytterbium.Katika kumbukumbu ya kijiji kidogo kinachoitwa Yteerby karibu na Stockholm, ambapo madini ya yttrium yaligunduliwa, kipengele hiki kipya kiliitwa Ytterbium na alama ya Yb.
Mpangilio wa elektroni
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Chuma
Metali ytterbiumni fedha ya kijivu, ductile, na ina texture laini.Katika halijoto ya kawaida, ytterbium inaweza kuoksidishwa polepole na hewa na maji.
Kuna miundo miwili ya kioo: α- Aina ni mfumo wa fuwele wa ujazo unaozingatia uso (joto la kawaida -798 ℃);β- Aina ni ujazo unaozingatia mwili (juu ya 798 ℃) kimiani.Kiwango myeyuko 824 ℃, kiwango mchemko 1427 ℃, msongamano wa jamaa 6.977 (Aina ya α-), 6.54 (Aina ya β-).
Hakuna katika maji baridi, mumunyifu katika asidi na amonia kioevu.Ni imara kabisa angani.Sawa na samarium na europium, ytterbium ni mali ya valence adimu ya dunia, na inaweza pia kuwa katika hali chanya ya divalent pamoja na kuwa kawaida trivalent.
Kwa sababu ya tabia hii ya kutofautisha ya valence, utayarishaji wa ytterbium ya metali haupaswi kufanywa na umeme, lakini kwa kupunguza njia ya kunereka kwa utayarishaji na utakaso.Kwa kawaida,chuma cha lanthanumhutumika kama wakala wa kupunguza kwa kunereka, kwa kutumia tofauti kati ya shinikizo la juu la mvuke wa chuma ya ytterbium na shinikizo la chini la mvuke wa lanthanamu ya chuma.Vinginevyo,thulium, ytterbium, nalutetiumhuzingatia inaweza kutumika kama malighafi, na lanthanum ya chuma inaweza kutumika kama wakala wa kupunguza.Chini ya hali ya joto ya juu ya utupu wa>1100 ℃ na<0.133Pa, ytterbium ya chuma inaweza kutolewa moja kwa moja kwa kupunguza kunereka.Kamasamariumnaeuropium,ytterbium pia inaweza kutenganishwa na kusafishwa kupitia upunguzaji wa mvua.Kawaida, mkusanyiko wa thulium, ytterbium na lutetium hutumiwa kama malighafi.Baada ya kufutwa, ytterbium hupunguzwa hadi hali ya divalent, na kusababisha tofauti kubwa katika mali, na kisha kutengwa na dunia nyingine tatu adimu.Uzalishaji wa oksidi ya ytterbium ya kiwango cha juu kawaida hufanywa na kromatografia ya uchimbaji au njia ya kubadilishana ioni.
Maombi
Inatumika kwa utengenezaji wa aloi maalum.Aloi za Ytterbiumzimetumika katika dawa ya meno kwa majaribio ya metallurgiska na kemikali.
Katika miaka ya hivi karibuni, ytterbium imeibuka na kuendelezwa kwa kasi katika nyanja za mawasiliano ya fiber optic na teknolojia ya laser.
Pamoja na ujenzi na maendeleo ya "barabara kuu ya habari", mitandao ya kompyuta na mifumo ya maambukizi ya nyuzi za macho ya umbali mrefu ina mahitaji ya juu ya utendaji wa vifaa vya nyuzi za macho zinazotumiwa katika mawasiliano ya macho.Ioni za Ytterbium, kwa sababu ya mali zao bora za spectral, zinaweza kutumika kama nyenzo za ukuzaji wa nyuzi kwa mawasiliano ya macho, kama tu.erbiumnathulium.Ingawa kipengele adimu cha kipengele cha erbium bado ndicho mhusika mkuu katika utayarishaji wa vikuza vya nyuzinyuzi, nyuzi za quartz za jadi za erbium-doped quartz zina kipimo data kidogo cha faida (30nm), hivyo kufanya iwe vigumu kukidhi mahitaji ya uwasilishaji wa taarifa ya kasi ya juu na yenye uwezo wa juu.Yb3+ioni zina sehemu kubwa zaidi ya ufyonzwaji kuliko Er3+ions karibu 980nm.Kupitia madoido ya uhamasishaji ya Yb3+na uhamishaji wa nishati ya erbium na ytterbium, mwanga wa 1530nm unaweza kuimarishwa sana, na hivyo kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa ukuzaji wa mwanga.
Katika miaka ya hivi majuzi, glasi ya erbium ytterbium co doped phosphate imekuwa ikipendelewa zaidi na watafiti.Miwani ya fosfati na fluorofosfeti ina uthabiti mzuri wa kemikali na joto, pamoja na upitishaji wa infrared mpana na sifa kubwa za upanuzi zisizo sare, na kuzifanya ziwe nyenzo bora kwa ukanda mpana na kioo cha nyuzi za amplification cha erbium-doped high faida.Vikuza sauti vya nyuzinyuzi vya Yb3+ vinaweza kufikia ukuzaji wa nguvu na upanuzi wa mawimbi madogo, na kuzifanya zifae sehemu kama vile vitambuzi vya nyuzi macho, mawasiliano ya leza ya nafasi isiyolipishwa, na ukuzaji wa mpigo mfupi zaidi.Kwa sasa China imejenga chaneli kubwa zaidi duniani yenye uwezo wa kusambaza chaneli moja na mfumo wa upitishaji hewa wa kasi wa kasi zaidi, na ina barabara kuu ya habari iliyo pana zaidi duniani.Ytterbium doped na vikuza vingine vya adimu vya nyuzinyuzi na nyenzo za leza vina jukumu muhimu na muhimu ndani yake.
Sifa za spectral za ytterbium pia hutumika kama nyenzo za leza za ubora wa juu, zote mbili kama fuwele za leza, miwani ya leza na leza za nyuzi.Kama nyenzo ya leza yenye nguvu ya juu, fuwele za leza ya ytterbium zimeunda mfululizo mkubwa, ikiwa ni pamoja na ytterbium doped.alumini ya yttriumgarnet (Yb: YAG), ytterbium iliyopunguzwagadoliniumgallium garnet (Yb: GGG), ytterbium doped calcium fluorophosphate (Yb: FAP), ytterbium doped strontium fluorofosfati (Yb: S-FAP), ytterbium doped yttrium vanadate (Yb: YV04), ytterbium doped borate, na silicate.Laser ya semiconductor (LD) ni aina mpya ya chanzo cha pampu kwa leza za hali dhabiti.Yb: YAG ina sifa nyingi zinazofaa kwa kusukumia kwa nguvu ya juu ya LD na imekuwa nyenzo ya laser ya kusukuma kwa nguvu ya juu ya LD.Yb: Fuwele ya S-FAP inaweza kutumika kama nyenzo ya leza kwa muunganisho wa nyuklia wa leza katika siku zijazo, ambayo imevutia umakini wa watu.Katika fuwele za leza zinazoweza kusomeka, kuna chromium ytterbium holmium yttrium aluminiamu gallium garnet (Cr, Yb, Ho: YAGG) yenye urefu wa mawimbi kuanzia 2.84 hadi 3.05 μ Inayoweza kubadilishwa kila mara kati ya m.Kulingana na takwimu, vichwa vingi vya infrared vinavyotumiwa katika makombora duniani kote hutumia 3-5 μ Kwa hivyo, uundaji wa leza za Cr, Yb, Ho: YSGG zinaweza kutoa uingiliaji unaofaa kwa hatua za kukabiliana na silaha zinazoongozwa na infrared, na ina umuhimu muhimu wa kijeshi.Uchina imepata mfululizo wa matokeo ya kiubunifu yenye kiwango cha juu cha kimataifa katika uwanja wa fuwele za leza za ytterbium (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, n.k.), kutatua teknolojia muhimu kama vile ukuaji wa fuwele na leza haraka, mapigo, pato linaloendelea, na linaloweza kubadilishwa.Matokeo ya utafiti yametumika katika ulinzi wa kitaifa, tasnia na uhandisi wa kisayansi, na bidhaa za fuwele zenye mchanganyiko wa ytterbium zimesafirishwa hadi nchi na maeneo mengi kama vile Marekani na Japani.
Aina nyingine kuu ya vifaa vya laser ya ytterbium ni kioo cha laser.Miwani mbalimbali ya leza ya sehemu mtambuka yenye utoaji wa hewa chafu nyingi imetengenezwa, ikiwa ni pamoja na germanium tellurite, silicon niobate, borate na fosfeti.Kwa sababu ya urahisi wa ukingo wa glasi, inaweza kufanywa kwa saizi kubwa na ina sifa kama vile upitishaji wa mwanga wa juu na usawa wa juu, na kuifanya iwezekane kutoa leza zenye nguvu ya juu.Kioo cha laser adimu cha dunia kilichojulikana kilikuwa hasaneodymiumkioo, ambayo ina historia ya maendeleo ya zaidi ya miaka 40 na uzalishaji kukomaa na teknolojia ya matumizi.Imekuwa nyenzo inayopendelewa kwa vifaa vya leza yenye nguvu nyingi na imekuwa ikitumika katika vifaa vya majaribio ya muunganisho wa nyuklia na silaha za leza.Vifaa vya nguvu vya juu vya laser vilivyojengwa nchini China, vikiwa na lezaneodymiumkioo kama njia kuu ya laser, wamefikia kiwango cha juu zaidi duniani.Lakini glasi ya laser neodymium sasa inakabiliwa na changamoto kubwa kutoka kwa glasi ya leza ytterbium.
Katika miaka ya hivi karibuni, idadi kubwa ya tafiti zimeonyesha kuwa mali nyingi za glasi ya laser ytterbium huzidi zile zaneodymiumkioo.Kutokana na ukweli kwamba ytterbium doped luminescence ina viwango viwili vya nishati, ufanisi wa uhifadhi wa nishati ni wa juu.Kwa faida hiyo hiyo, glasi ya ytterbium ina ufanisi wa kuhifadhi nishati mara 16 zaidi ya glasi ya neodymium, na maisha ya fluorescence mara 3 ya glasi ya neodymium.Pia ina faida kama vile mkusanyiko wa juu wa doping, kipimo data cha kunyonya, na inaweza kusukuma moja kwa moja na halvledare, na kuifanya kufaa sana kwa leza zenye nguvu nyingi.Hata hivyo, utumiaji wa kivitendo wa glasi ya leza ya ytterbium mara nyingi hutegemea usaidizi wa neodymium, kama vile kutumia Nd3+kama kihisishi kufanya glasi ya leza ya ytterbium kufanya kazi kwenye joto la kawaida na μ Utoaji wa laser hupatikana kwa urefu wa m.Kwa hivyo, ytterbium na neodymium zote ni washindani na washirika shirikishi katika uwanja wa glasi ya laser.
Kwa kurekebisha muundo wa glasi, mali nyingi za luminescent za glasi ya laser ya ytterbium zinaweza kuboreshwa.Pamoja na maendeleo ya leza zenye nguvu ya juu kama mwelekeo mkuu, leza zilizotengenezwa kwa glasi ya leza ya ytterbium zinazidi kutumika sana katika tasnia ya kisasa, kilimo, dawa, utafiti wa kisayansi na matumizi ya kijeshi.
Matumizi ya kijeshi: Kutumia nishati inayotokana na muunganisho wa nyuklia kama nishati imekuwa lengo linalotarajiwa, na kufikia muunganisho unaodhibitiwa wa nyuklia itakuwa njia muhimu kwa wanadamu kutatua shida za nishati.Kioo cha leza chenye dope cha Ytterbium kinakuwa nyenzo inayopendelewa kwa ajili ya kupata uboreshaji wa muunganisho wa ndani (ICF) katika karne ya 21 kutokana na utendakazi wake bora wa leza.
Silaha za leza hutumia nishati kubwa ya miale ya leza kugonga na kuharibu shabaha, huzalisha halijoto ya mabilioni ya nyuzi joto na kushambulia moja kwa moja kwa kasi ya mwanga.Wanaweza kujulikana kama Nadana na kuwa na hatari kubwa, hasa zinazofaa kwa mifumo ya kisasa ya silaha za ulinzi wa anga katika vita.Utendaji bora wa kioo cha leza ya ytterbium imeifanya kuwa nyenzo muhimu ya msingi kwa ajili ya kutengeneza silaha za leza zenye nguvu ya juu na utendakazi wa juu.
Laser ya nyuzi ni teknolojia mpya inayokua kwa kasi na pia ni ya uwanja wa matumizi ya glasi ya laser.Fiber laser ni leza inayotumia nyuzinyuzi kama njia ya laser, ambayo ni bidhaa ya mchanganyiko wa teknolojia ya nyuzi na leza.Ni teknolojia mpya ya leza iliyotengenezwa kwa msingi wa teknolojia ya erbium doped fiber amplifier (EDFA).Leza ya nyuzi inaundwa na diodi ya leza ya semiconductor kama chanzo cha pampu, mwongozo wa mawimbi ya fiber optic na njia ya kupata, na vipengele vya macho kama vile nyuzi za grating na viambatanisho.Haihitaji marekebisho ya mitambo ya njia ya macho, na utaratibu ni compact na rahisi kuunganisha.Ikilinganishwa na leza za hali dhabiti za kitamaduni na leza za semiconductor, ina faida za kiteknolojia na utendakazi kama vile ubora wa juu wa boriti, uthabiti mzuri, upinzani mkali dhidi ya kuingiliwa kwa mazingira, hakuna marekebisho, hakuna matengenezo, na muundo wa kompakt.Kwa sababu ya ukweli kwamba ioni zilizopigwa ni Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, ambazo zote hutumia nyuzi za adimu za ardhi kama media ya faida, laser ya nyuzi iliyotengenezwa na kampuni pia inaweza. itaitwa laser adimu ya nyuzi za ardhi.
Utumiaji wa laser: Laser ya nyuzi yenye nguvu ya juu ya ytterbium iliyo na nyuzi mbili imekuwa eneo motomoto katika teknolojia ya leza ya hali dhabiti kimataifa katika miaka ya hivi karibuni.Ina faida za ubora mzuri wa boriti, muundo wa kompakt, na ufanisi wa juu wa ubadilishaji, na ina matarajio mapana ya matumizi katika usindikaji wa viwanda na nyanja zingine.Nyuzi zilizofunikwa mara mbili za ytterbium zinafaa kwa kusukumia leza ya semicondukta, zenye ufanisi wa juu wa uunganisho na nguvu ya juu ya kutoa leza, na ndio mwelekeo mkuu wa ukuzaji wa nyuzi za ytterbium.Teknolojia ya nyuzinyuzi zenye vazi mbili za ytterbium ya China hailingani tena na kiwango cha juu cha nchi za kigeni.Nyuzi zenye nyuzinyuzi za ytterbium, nyuzinyuzi zenye rangi mbili za ytterbium, na nyuzinyuzi za erbium ytterbium zilizotengenezwa nchini China zimefikia kiwango cha juu cha bidhaa za kigeni zinazofanana kulingana na utendaji na kutegemewa, zina faida za gharama, na zina teknolojia kuu za hati miliki kwa bidhaa na mbinu nyingi. .
Kampuni ya leza ya Ujerumani ya IPG maarufu duniani hivi majuzi ilitangaza kuwa mfumo wao mpya wa leza ya nyuzinyuzi ya ytterbium iliyozinduliwa ina sifa bora za boriti, maisha ya pampu ya zaidi ya saa 50000, urefu wa kati wa utoaji wa 1070nm-1080nm, na nguvu ya kutoa hadi 20KW.Imetumika katika kulehemu vizuri, kukata, na kuchimba visima vya mawe.
Vifaa vya laser ni msingi na msingi wa maendeleo ya teknolojia ya laser.Kumekuwa na msemo katika tasnia ya laser kwamba 'kizazi kimoja cha vifaa, kizazi kimoja cha vifaa'.Ili kukuza vifaa vya laser vya hali ya juu na vya vitendo, ni muhimu kwanza kumiliki nyenzo za utendaji wa juu wa laser na kuunganisha teknolojia zingine zinazofaa.Fuwele za lesa za Ytterbium na glasi ya leza, kama nguvu mpya ya nyenzo dhabiti za leza, zinakuza maendeleo ya ubunifu ya mawasiliano ya nyuzi macho na teknolojia ya leza, hasa katika teknolojia ya kisasa ya leza kama vile leza za muunganisho wa nyuklia zenye nguvu nyingi, mpigo wa nishati ya juu. leza za vigae, na leza za silaha zenye nguvu nyingi.
Kwa kuongezea, ytterbium pia hutumika kama kiamsha poda ya fluorescent, keramik za redio, viungio vya vijenzi vya kumbukumbu ya kompyuta ya kielektroniki (Bubuni za sumaku), na viungio vya glasi ya macho.Inapaswa kuwa alisema kuwa yttrium na yttrium zote ni vipengele adimu vya dunia.Ingawa kuna tofauti kubwa katika majina ya Kiingereza na alama za vipengele, alfabeti ya kifonetiki ya Kichina ina silabi zinazofanana.Katika baadhi ya tafsiri za Kichina, yttrium wakati mwingine inajulikana kimakosa kama yttrium.Katika kesi hii, tunahitaji kufuatilia maandishi asilia na kuunganisha alama za vipengele ili kuthibitisha.
Muda wa kutuma: Sep-13-2023