Ytterbiwm: rhif atomig 70, pwysau atomig 173.04, enw'r elfen yn deillio o'i lleoliad darganfod. Mae cynnwys ytterbiwm yn y gramen yn 0.000266%, yn bresennol yn bennaf mewn ffosfforit ac aur du prin. Mae cynnwys monasit yn 0.03%, ac mae 7 isotop naturiol
Wedi'i ddarganfod
Gan: Marinak
Amser: 1878
Lleoliad: Y Swistir
Ym 1878, darganfu'r cemegwyr o'r Swistir Jean Charles a G Marignac elfen brin newydd yn "erbium". Ym 1907, nododd Ulban a Weils fod Marignac yn gwahanu cymysgedd o ocsid lutetiwm ac ocsid ytterbiwm. Er cof am y pentref bach o'r enw Yteerby ger Stockholm, lle darganfuwyd mwyn ytriwm, enwyd yr elfen newydd hon yn Ytterbiwm gyda'r symbol Yb.
Cyfluniad electron
Cyfluniad electron
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metel
Mae ytterbiwm metelaidd yn llwyd arian, yn hydwyth, ac mae ganddo wead meddal. Ar dymheredd ystafell, gellir ocsideiddio ytterbiwm yn araf gan aer a dŵr.
Mae dau strwythur crisial: α- Y math yw system grisial ciwbig sy'n canolbwyntio ar yr wyneb (tymheredd ystafell -798 ℃); β- Y math yw dellt giwbig sy'n canolbwyntio ar y corff (uwchlaw 798 ℃). Pwynt toddi 824 ℃, pwynt berwi 1427 ℃, dwysedd cymharol 6.977 (Math α-), 6.54 (Math β-).
Anhydawdd mewn dŵr oer, hydawdd mewn asidau ac amonia hylifol. Mae'n eithaf sefydlog yn yr awyr. Yn debyg i samariwm ac ewropiwm, mae ytterbiwm yn perthyn i'r ddaear brin falens amrywiol, a gall hefyd fod mewn cyflwr deuwerth positif yn ogystal â bod fel arfer yn driwerth.
Oherwydd y nodwedd falens amrywiol hon, ni ddylid paratoi ytterbiwm metelaidd trwy electrolysis, ond trwy'r dull distyllu lleihau ar gyfer paratoi a phuro. Fel arfer, defnyddir metel lantanwm fel asiant lleihau ar gyfer distyllu lleihau, gan ddefnyddio'r gwahaniaeth rhwng pwysedd anwedd uchel metel ytterbiwm a phwysedd anwedd isel metel lantanwm. Fel arall,thuliwm, ytterbiwm, alutetiwmgellir defnyddio crynodiadau fel deunyddiau crai, alantanwm metelgellir ei ddefnyddio fel asiant lleihau. O dan amodau gwactod tymheredd uchel o>1100 ℃ a <0.133Pa, gellir echdynnu ytterbiwm metel yn uniongyrchol trwy ddistyllu lleihau. Fel samariwm ac ewropiwm, gellir gwahanu a phuro ytterbiwm hefyd trwy leihau gwlyb. Fel arfer, defnyddir crynodiadau thuliwm, ytterbiwm, a lutetiwm fel deunyddiau crai. Ar ôl ei ddiddymu, caiff ytterbiwm ei leihau i gyflwr deuwerth, gan achosi gwahaniaethau sylweddol mewn priodweddau, ac yna ei wahanu oddi wrth briddoedd prin triwerth eraill. Cynhyrchu purdeb uchelocsid ytterbiwmfel arfer yn cael ei wneud trwy gromatograffaeth echdynnu neu ddull cyfnewid ïonau.
Cais
Wedi'i ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu aloion arbennig. Mae aloion ytterbiwm wedi cael eu defnyddio mewn meddygaeth ddeintyddol ar gyfer arbrofion metelegol a chemegol.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ytterbiwm wedi dod i'r amlwg a datblygu'n gyflym ym meysydd cyfathrebu ffibr optig a thechnoleg laser.
Gyda gwaith adeiladu a datblygu'r "briffordd wybodaeth", mae gan rwydweithiau cyfrifiadurol a systemau trosglwyddo ffibr optegol pellter hir ofynion cynyddol uchel ar gyfer perfformiad deunyddiau ffibr optegol a ddefnyddir mewn cyfathrebu optegol. Gellir defnyddio ïonau ytterbiwm, oherwydd eu priodweddau sbectrol rhagorol, fel deunyddiau ymhelaethu ffibr ar gyfer cyfathrebu optegol, yn union fel erbiwm a thuliwm. Er bod erbiwm, elfen brin o'r ddaear, yn dal i fod y prif chwaraewr wrth baratoi mwyhaduron ffibr, mae gan ffibrau cwarts traddodiadol wedi'u dopio ag erbiwm led band enillion bach (30nm), gan ei gwneud hi'n anodd bodloni gofynion trosglwyddo gwybodaeth cyflym a chynhwysedd uchel. Mae gan ïonau Yb3+ drawsdoriad amsugno llawer mwy nag ïonau Er3+ tua 980nm. Trwy effaith sensitifrwydd Yb3+ a throsglwyddo ynni erbiwm ac ytterbiwm, gellir gwella'r golau 1530nm yn fawr, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd ymhelaethu'r golau yn fawr.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae gwydr ffosffad wedi'i gyd-ddopio ag erbium ytterbium wedi cael ei ffafrio fwyfwy gan ymchwilwyr. Mae gan wydrau ffosffad a fflworoffosffad sefydlogrwydd cemegol a thermol da, yn ogystal â throsglwyddiad is-goch eang a nodweddion ehangu anghyson mawr, gan eu gwneud yn ddeunyddiau delfrydol ar gyfer gwydr ffibr ymhelaethu band eang ac enillion uchel wedi'i ddopio ag erbium. Gall mwyhaduron ffibr wedi'u dopio ag Yb3+ gyflawni ymhelaethu pŵer ac ymhelaethu signal bach, gan eu gwneud yn addas ar gyfer meysydd fel synwyryddion ffibr optig, cyfathrebu laser gofod rhydd, ac ymhelaethu pwls ultra-fer. Ar hyn o bryd, Tsieina sydd wedi adeiladu'r system drosglwyddo optegol capasiti sianel sengl fwyaf yn y byd a'r cyflymder cyflymaf, ac mae ganddi'r briffordd wybodaeth ehangaf yn y byd. Mae mwyhaduron ffibr a deunyddiau laser wedi'u dopio ag ytterbium a phriddoedd prin eraill yn chwarae rhan hanfodol ac arwyddocaol ynddynt.
Defnyddir nodweddion sbectrol ytterbiwm hefyd fel deunyddiau laser o ansawdd uchel, fel crisialau laser, gwydrau laser, a laserau ffibr. Fel deunydd laser pŵer uchel, mae crisialau laser wedi'u dopio ag ytterbiwm wedi ffurfio cyfres enfawr, gan gynnwys garnet alwminiwm ytriwm wedi'i dopio ag ytterbiwm (Yb: YAG), garnet gadoliniwm galiwm wedi'i dopio ag ytterbiwm (Yb: GGG), fflworoffosffad calsiwm wedi'i dopio ag ytterbiwm (Yb: FAP), fflworoffosffad strontiwm wedi'i dopio ag ytterbiwm (Yb: S-FAP), fanadad ytriwm wedi'i dopio ag ytterbiwm (Yb: YV04), borad wedi'i dopio ag ytterbiwm, a silicad. Mae laser lled-ddargludydd (LD) yn fath newydd o ffynhonnell pwmp ar gyfer laserau cyflwr solet. Mae gan Yb: YAG lawer o nodweddion sy'n addas ar gyfer pwmpio LD pŵer uchel ac mae wedi dod yn ddeunydd laser ar gyfer pwmpio LD pŵer uchel. Gellir defnyddio crisial Yb: S-FAP fel deunydd laser ar gyfer ymasiad niwclear laser yn y dyfodol, sydd wedi denu sylw pobl. Mewn crisialau laser tiwnadwy, mae cromiwm ytterbiwm holmiwm yttrium alwminiwm galliwm garnet (Cr, Yb, Ho: YAGG) gyda thonfeddi yn amrywio o 2.84 i 3.05 μ. Gellir addasu'n barhaus rhwng m. Yn ôl ystadegau, mae'r rhan fwyaf o'r pennau rhyfel is-goch a ddefnyddir mewn taflegrau ledled y byd yn defnyddio 3-5 μ. Felly, gall datblygu laserau Cr, Yb, Ho: YSGG ddarparu ymyrraeth effeithiol ar gyfer gwrthfesurau arfau dan arweiniad is-goch canolig, ac mae ganddo arwyddocâd milwrol pwysig. Mae Tsieina wedi cyflawni cyfres o ganlyniadau arloesol gyda lefel uwch ryngwladol ym maes crisialau laser wedi'u dopio ag ytterbiwm (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, ac ati), gan ddatrys technolegau allweddol megis twf crisial ac allbwn cyflym, pwls, parhaus ac addasadwy laser. Mae canlyniadau'r ymchwil wedi'u cymhwyso mewn amddiffyn cenedlaethol, diwydiant a pheirianneg wyddonol, ac mae cynhyrchion crisial wedi'u dopio ag ytterbiwm wedi'u hallforio i nifer o wledydd a rhanbarthau fel yr Unol Daleithiau a Japan.
Categori pwysig arall o ddeunyddiau laser ytterbiwm yw gwydr laser. Mae amrywiol wydrau laser trawsdoriad allyriadau uchel wedi'u datblygu, gan gynnwys telurite germaniwm, niobât silicon, borad, a ffosffad. Oherwydd rhwyddineb mowldio gwydr, gellir ei wneud yn feintiau mawr ac mae ganddo nodweddion fel trosglwyddiad golau uchel ac unffurfiaeth uchel, gan ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu laserau pŵer uchel. Arferai'r gwydr laser pridd prin cyfarwydd fod yn wydr neodymiwm yn bennaf, sydd â hanes datblygu o dros 40 mlynedd a thechnoleg gynhyrchu a chymhwyso aeddfed. Mae bob amser wedi bod yn ddeunydd dewisol ar gyfer dyfeisiau laser pŵer uchel ac fe'i defnyddiwyd mewn dyfeisiau arbrofol ymasiad niwclear ac arfau laser. Mae'r dyfeisiau laser pŵer uchel a adeiladwyd yn Tsieina, sy'n cynnwys gwydr neodymiwm laser fel y prif gyfrwng laser, wedi cyrraedd lefel uwch y byd. Ond mae gwydr neodymiwm laser bellach yn wynebu her bwerus gan wydr ytterbiwm laser.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae nifer fawr o astudiaethau wedi dangos bod llawer o briodweddau gwydr ytterbiwm laser yn rhagori ar briodweddau gwydr neodymiwm. Oherwydd mai dim ond dwy lefel ynni sydd gan oleuedd wedi'i dopio ag ytterbiwm, mae'r effeithlonrwydd storio ynni yn uchel. Gyda'r un enillion, mae gan wydr ytterbiwm effeithlonrwydd storio ynni sydd 16 gwaith yn uwch na gwydr neodymiwm, ac oes fflwroleuol sydd 3 gwaith yn fwy na gwydr neodymiwm. Mae ganddo hefyd fanteision megis crynodiad dopio uchel, lled band amsugno, a gellir ei bwmpio'n uniongyrchol gan led-ddargludyddion, gan ei wneud yn addas iawn ar gyfer laserau pŵer uchel. Fodd bynnag, mae cymhwysiad ymarferol gwydr laser ytterbiwm yn aml yn dibynnu ar gymorth neodymiwm, megis defnyddio Nd3+ fel sensitifydd i wneud i wydr laser ytterbiwm weithredu ar dymheredd ystafell a μ. Cyflawnir allyriad laser ar donfedd m. Felly, mae ytterbiwm a neodymiwm yn gystadleuwyr ac yn bartneriaid cydweithredol ym maes gwydr laser.
Drwy addasu cyfansoddiad y gwydr, gellir gwella llawer o briodweddau luminescent gwydr laser ytterbiwm. Gyda datblygiad laserau pŵer uchel fel y prif gyfeiriad, mae laserau wedi'u gwneud o wydr laser ytterbiwm yn cael eu defnyddio fwyfwy mewn diwydiant modern, amaethyddiaeth, meddygaeth, ymchwil wyddonol, a chymwysiadau milwrol.
Defnydd milwrol: Mae defnyddio'r ynni a gynhyrchir gan ymasiad niwclear fel ynni wedi bod yn nod disgwyliedig erioed, a bydd cyflawni ymasiad niwclear rheoledig yn fodd pwysig i ddynoliaeth ddatrys problemau ynni. Mae gwydr laser wedi'i dopio ag Ytterbium yn dod yn ddeunydd dewisol ar gyfer cyflawni uwchraddiadau ymasiad cyfyngiad anadweithiol (ICF) yn yr 21ain ganrif oherwydd ei berfformiad laser rhagorol.
Mae arfau laser yn defnyddio egni enfawr trawst laser i daro a dinistrio targedau, gan gynhyrchu tymereddau o biliynau o raddau Celsius ac ymosod yn uniongyrchol ar gyflymder golau. Gellir cyfeirio atynt fel Nadana ac mae ganddynt farwolder mawr, yn arbennig o addas ar gyfer systemau arfau amddiffyn awyr modern mewn rhyfela. Mae perfformiad rhagorol gwydr laser wedi'i dopio ag ytterbium wedi ei wneud yn ddeunydd sylfaenol pwysig ar gyfer cynhyrchu arfau laser pŵer uchel a pherfformiad uchel.
Mae laser ffibr yn dechnoleg newydd sy'n datblygu'n gyflym ac mae hefyd yn perthyn i faes cymwysiadau gwydr laser. Mae laser ffibr yn laser sy'n defnyddio ffibr fel y cyfrwng laser, sy'n gynnyrch cyfuniad o dechnoleg ffibr a laser. Mae'n dechnoleg laser newydd a ddatblygwyd ar sail technoleg mwyhadur ffibr wedi'i dopio ag erbium (EDFA). Mae laser ffibr yn cynnwys deuod laser lled-ddargludyddion fel y ffynhonnell pwmp, tonfedd ffibr optig a chyfrwng ennill, a chydrannau optegol fel ffibrau gratio a chyplyddion. Nid oes angen addasu'r llwybr optegol yn fecanyddol, ac mae'r mecanwaith yn gryno ac yn hawdd ei integreiddio. O'i gymharu â laserau cyflwr solid traddodiadol a laserau lled-ddargludyddion, mae ganddo fanteision technolegol a pherfformiad megis ansawdd trawst uchel, sefydlogrwydd da, ymwrthedd cryf i ymyrraeth amgylcheddol, dim addasiad, dim cynnal a chadw, a strwythur cryno. Oherwydd bod yr ïonau wedi'u dopio yn bennaf yn Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, sydd i gyd yn defnyddio ffibrau daear prin fel cyfryngau ennill, gellir galw'r laser ffibr a ddatblygwyd gan y cwmni hefyd yn laser ffibr daear prin.
Cymhwysiad laser: Mae laser ffibr wedi'i orchuddio â chlad dwbl wedi'i dopio ag ytterbium pŵer uchel wedi dod yn faes poblogaidd mewn technoleg laser cyflwr solet yn rhyngwladol yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae ganddo fanteision ansawdd trawst da, strwythur cryno, ac effeithlonrwydd trosi uchel, ac mae ganddo ragolygon cymhwysiad eang mewn prosesu diwydiannol a meysydd eraill. Mae ffibrau wedi'u dopio ag ytterbium wedi'u gorchuddio â chlad dwbl yn addas ar gyfer pwmpio laser lled-ddargludyddion, gydag effeithlonrwydd cyplu uchel a phŵer allbwn laser uchel, ac maent yn brif gyfeiriad datblygu ffibrau wedi'u dopio ag ytterbium. Nid yw technoleg ffibr wedi'i dopio ag ytterbium wedi'i orchuddio â chlad dwbl Tsieina bellach yn gyfartal â lefel uwch gwledydd tramor. Mae'r ffibr wedi'i dopio ag ytterbium, y ffibr wedi'i dopio ag ytterbium wedi'i orchuddio â chlad dwbl, a'r ffibr wedi'i gyd-dopio ag erbium ytterbium a ddatblygwyd yn Tsieina wedi cyrraedd lefel uwch cynhyrchion tramor tebyg o ran perfformiad a dibynadwyedd, mae ganddynt fanteision cost, ac mae ganddynt dechnolegau patent craidd ar gyfer cynhyrchion a dulliau lluosog.
Yn ddiweddar, cyhoeddodd y cwmni laser IPG byd-enwog o'r Almaen fod gan eu system laser ffibr doped ytterbium newydd nodweddion trawst rhagorol, oes pwmp o dros 50000 awr, tonfedd allyriadau canolog o 1070nm-1080nm, a phŵer allbwn hyd at 20KW. Mae wedi'i gymhwyso mewn weldio mân, torri a drilio creigiau.
Deunyddiau laser yw craidd a sylfaen datblygiad technoleg laser. Mae yna ddywediad erioed yn y diwydiant laser bod 'un genhedlaeth o ddeunyddiau, un genhedlaeth o ddyfeisiau'. I ddatblygu dyfeisiau laser uwch ac ymarferol, mae angen meddu ar ddeunyddiau laser perfformiad uchel yn gyntaf ac integreiddio technolegau perthnasol eraill. Mae crisialau laser wedi'u dopio ag ytterbium a gwydr laser, fel grym newydd deunyddiau laser solet, yn hyrwyddo datblygiad arloesol cyfathrebu ffibr optig a thechnoleg laser, yn enwedig mewn technolegau laser arloesol fel laserau ymasiad niwclear pŵer uchel, laserau teils curo egni uchel, a laserau arfau egni uchel.
Yn ogystal, defnyddir ytterbiwm hefyd fel actifadu powdr fflwroleuol, cerameg radio, ychwanegion ar gyfer cydrannau cof cyfrifiadurol electronig (swigod magnetig), ac ychwanegion gwydr optegol. Dylid nodi bod yttrium ac yttrium ill dau yn elfennau daear prin. Er bod gwahaniaethau sylweddol mewn enwau Saesneg a symbolau elfennau, mae gan yr wyddor ffonetig Tsieineaidd yr un sillafau. Mewn rhai cyfieithiadau Tsieineaidd, cyfeirir at yttrium ar gam weithiau fel yttrium. Yn yr achos hwn, mae angen inni olrhain y testun gwreiddiol a chyfuno symbolau elfennau i gadarnhau.
Amser postio: Awst-30-2023