Ytterbium: rhif atomig 70, pwysau atomig 173.04, enw elfen sy'n deillio o'i leoliad darganfod. Mae cynnwysytterbiumyn y gramen yw 0.000266%, sy'n bresennol yn bennaf mewn dyddodion aur prin ffosfforit a du, tra bod y cynnwys mewn monazite yn 0.03%, gyda 7 isotop naturiol.
Darganfod Hanes
Wedi'i ddarganfod gan: Marinak
Amser: 1878
Lleoliad: Y Swistir
Ym 1878, darganfu cemegwyr y Swistir Jean Charles a G Marignac elfen ddaear brin newydd yn “erbium”. Ym 1907, nododd Ulban a Weils fod Marignac yn gwahanu cymysgedd o lutetium ocsid ac ytterbium ocsid. Er cof am y pentref bychan o'r enw Yteerby ger Stockholm, lle darganfuwyd mwyn yttrium, enwyd yr elfen newydd hon Ytterbium gyda'r symbol Yb.
Cyfluniad electronig
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metel
Ytterbium metelaiddyn llwyd arian, hydwyth, ac mae ganddo wead meddal. Ar dymheredd ystafell, gall ytterbium gael ei ocsidio'n araf gan aer a dŵr.
Mae dau strwythur grisial: α- Mae'r math yn system grisial ciwbig wyneb-ganolog (tymheredd ystafell -798 ℃); β- Mae'r math yn ddellten ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff (uwchlaw 798 ℃). Pwynt toddi 824 ℃, pwynt berwi 1427 ℃, dwysedd cymharol 6.977 （ α- Math), 6.54 （ β- Math).
Anhydawdd mewn dŵr oer, hydawdd mewn asidau ac amonia hylifol. Mae'n eithaf sefydlog yn yr awyr. Yn debyg i samarium ac europium, mae ytterbium yn perthyn i'r falens amrywiol daear prin, a gall hefyd fod mewn cyflwr deufalent positif yn ogystal â bod fel arfer yn ddibwys.
Oherwydd y nodwedd falens amrywiol hon, ni ddylid paratoi ytterbium metelaidd trwy electrolysis, ond trwy ddull distyllu lleihau ar gyfer paratoi a phuro. Fel arfer,metel lanthanumyn cael ei ddefnyddio fel asiant lleihau ar gyfer distyllu lleihau, gan ddefnyddio'r gwahaniaeth rhwng pwysedd anwedd uchel metel ytterbium a phwysedd anwedd isel metel lanthanum. Fel arall,thwliwm, ytterbium, alutetiwmgellir defnyddio dwysfwydydd fel deunyddiau crai, a gellir defnyddio lanthanum metel fel asiant lleihau. O dan amodau gwactod tymheredd uchel o> 1100 ℃ a <0.133Pa, gellir echdynnu ytterbium metel yn uniongyrchol trwy ddistyllu lleihau. Hoffisamariwmaewrop,gall ytterbium hefyd gael ei wahanu a'i buro trwy leihad gwlyb. Fel arfer, defnyddir dwysfwydydd thulium, ytterbium, a lutetium fel deunyddiau crai. Ar ôl diddymu, mae ytterbium yn cael ei ostwng i gyflwr divalent, gan achosi gwahaniaethau sylweddol mewn eiddo, ac yna'n cael ei wahanu oddi wrth ddaearoedd prin trifalent eraill. Mae cynhyrchu ytterbium ocsid purdeb uchel fel arfer yn cael ei wneud trwy gromatograffeg echdynnu neu ddull cyfnewid ïon
Cais
Defnyddir ar gyfer gweithgynhyrchu aloion arbennig.Aloeon Ytterbiumwedi'u cymhwyso mewn meddygaeth ddeintyddol ar gyfer arbrofion metelegol a chemegol.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ytterbium wedi dod i'r amlwg ac wedi datblygu'n gyflym ym meysydd cyfathrebu ffibr optig a thechnoleg laser.
Gydag adeiladu a datblygu'r "priffordd gwybodaeth", 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 Ytterbium, oherwydd eu priodweddau sbectrol rhagorol, fel deunyddiau ymhelaethu ffibr ar gyfer cyfathrebu optegol, yn union felerbiumathwliwm. Er mai erbium elfen ddaear prin yw'r prif chwaraewr o hyd wrth baratoi mwyhaduron ffibr, mae gan ffibrau cwarts traddodiadol dop erbium lled band cynnydd bach (30nm), gan ei gwneud hi'n anodd cwrdd â gofynion trosglwyddo gwybodaeth cyflym a chynhwysedd uchel. Mae gan ïonau Yb3+ groestoriad amsugno llawer mwy nag ïonau Er3+ tua 980nm. Trwy effaith sensiteiddio Yb3 + a throsglwyddo ynni erbium ac ytterbium, gellir gwella'r golau 1530nm yn fawr, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd mwyhau'r golau yn fawr.
Yn y blynyddoedd diwethaf, mae erbium ytterbium co doped ffosffad gwydr wedi cael ei ffafrio fwyfwy gan ymchwilwyr. Mae gan wydrau ffosffad a fflworoffosffad sefydlogrwydd cemegol a thermol da, yn ogystal â thrawsyriant isgoch eang a nodweddion ehangu anffurf mawr, sy'n eu gwneud yn ddeunyddiau delfrydol ar gyfer band eang a gwydr ffibr ymhelaethu â dop erbium â chynnydd uchel. Gall chwyddseinyddion ffibr doped Yb3 + gyflawni mwyhad pŵer a mwyhad signal bach, gan eu gwneud yn addas ar gyfer meysydd fel synwyryddion ffibr optig, cyfathrebu laser gofod rhydd, ac ymhelaethu pwls byr iawn. Ar hyn o bryd mae Tsieina wedi adeiladu capasiti sianel sengl mwyaf y byd a system drosglwyddo optegol cyflymder cyflymaf, ac mae ganddi'r briffordd wybodaeth ehangaf yn y byd. Mae doped Ytterbium a mwyhaduron ffibr doped daear prin eraill a deunyddiau laser yn chwarae rhan hanfodol ac arwyddocaol ynddynt.
Mae nodweddion sbectrol ytterbium hefyd yn cael eu defnyddio fel deunyddiau laser o ansawdd uchel, fel crisialau laser, sbectol laser, a laserau ffibr. Fel deunydd laser pŵer uchel, mae crisialau laser doped ytterbium wedi ffurfio cyfres enfawr, gan gynnwys doped ytterbiumalwminiwm yttriumgarnet (Yb: YAG), ytterbium dopedgadoliniwmgarnet gallium (Yb: GGG), fflworoffosffad calsiwm doped ytterbium (Yb: FAP), fflworoffosffad strontiwm doped ytterbium (Yb: S-FAP), ytterbium doped yttrium vanadate (Yb: YV04), ytterbium doped borate, a silicad. Mae laser lled-ddargludyddion (LD) yn fath newydd o ffynhonnell pwmp ar gyfer laserau cyflwr solet. Yb: Mae gan 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. Yb: Gellir defnyddio crisial S-FAP fel deunydd laser ar gyfer ymasiad niwclear laser yn y dyfodol, sydd wedi denu sylw pobl. Mewn crisialau laser tiwnadwy, mae garnet galiwm alwminiwm cromiwm ytterbium holmium yttrium (Cr, Yb, Ho: YAGG) gyda thonfeddi yn amrywio o 2.84 i 3.05 μ Gellir ei addasu'n barhaus rhwng m. Yn ôl yr ystadegau, mae'r rhan fwyaf o'r arfbennau isgoch a ddefnyddir mewn taflegrau ledled y byd yn defnyddio 3-5 μ Felly, gall datblygiad laserau Cr, Yb, Ho: YSGG ddarparu ymyrraeth effeithiol ar gyfer gwrthfesurau arfau canol isgoch, ac mae ganddo arwyddocâd milwrol pwysig. Mae Tsieina wedi cyflawni cyfres o ganlyniadau arloesol gyda lefel uwch ryngwladol ym maes crisialau laser doped ytterbium (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, ac ati), gan ddatrys technolegau allweddol megis twf grisial a laser cyflym, pwls, allbwn parhaus, ac addasadwy. Mae'r canlyniadau ymchwil wedi'u cymhwyso mewn amddiffyn cenedlaethol, diwydiant, a pheirianneg wyddonol, ac mae cynhyrchion grisial doped ytterbium wedi'u hallforio i wledydd a rhanbarthau lluosog fel yr Unol Daleithiau a Japan.
Categori mawr arall o ddeunyddiau laser ytterbium yw gwydr laser. Mae amrywiol sbectol laser trawstoriad allyriadau uchel wedi'u datblygu, gan gynnwys tellurite germanium, niobate silicon, borate, a ffosffad. Oherwydd rhwyddineb mowldio gwydr, gellir ei wneud yn feintiau mawr ac mae ganddo nodweddion megis trawsyrru golau uchel ac unffurfiaeth uchel, gan ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu laserau pŵer uchel. Roedd y gwydr laser daear prin cyfarwydd yn arfer bod yn bennafneodymiumgwydr, sydd â hanes datblygu o dros 40 mlynedd a thechnoleg cynhyrchu a chymhwyso aeddfed. Dyma'r deunydd a ffefrir erioed ar gyfer dyfeisiau laser pŵer uchel ac fe'i defnyddiwyd mewn dyfeisiau arbrofol ymasiad niwclear ac arfau laser. Y dyfeisiau laser pŵer uchel a adeiladwyd yn Tsieina, sy'n cynnwys laserneodymiumgwydr fel y prif gyfrwng laser, wedi cyrraedd lefel uwch y byd. Ond mae gwydr neodymium laser bellach yn wynebu her bwerus o wydr ytterbium laser.
Yn y blynyddoedd diwethaf, mae nifer fawr o astudiaethau wedi dangos bod llawer o briodweddau gwydr ytterbium laser yn fwy na rhai oneodymiumgwydr. Oherwydd y ffaith mai dim ond dwy lefel egni sydd gan ytterbium doped luminescence, mae'r effeithlonrwydd storio ynni yn uchel. Ar yr un cynnydd, mae gan wydr ytterbium effeithlonrwydd storio ynni 16 gwaith yn uwch na gwydr neodymium, ac mae oes fflworoleuedd 3 gwaith yn fwy na gwydr neodymium. Mae ganddo hefyd fanteision megis crynodiad dopio uchel, lled band amsugno, a gellir ei bwmpio'n uniongyrchol gan lled-ddargludyddion, gan ei gwneud yn addas iawn ar gyfer laserau pŵer uchel. Fodd bynnag, mae cymhwysiad ymarferol gwydr laser ytterbium yn aml yn dibynnu ar gymorth neodymium, megis defnyddio Nd3 + fel sensiteiddiwr i wneud i wydr laser ytterbium weithredu ar dymheredd ystafell a chyflawnir allyriadau μ Laser ar donfedd m. Felly, mae ytterbium a neodymium yn gystadleuwyr ac yn bartneriaid cydweithredol ym maes gwydr laser.
Trwy addasu'r cyfansoddiad gwydr, gellir gwella llawer o briodweddau goleuol gwydr laser ytterbium. Gyda datblygiad laserau pŵer uchel fel y prif gyfeiriad, mae laserau wedi'u gwneud o wydr laser ytterbium yn cael eu defnyddio'n fwyfwy eang mewn diwydiant modern, amaethyddiaeth, meddygaeth, ymchwil wyddonol a chymwysiadau milwrol.
Defnydd milwrol: Mae defnyddio'r ynni a gynhyrchir gan ymasiad niwclear fel ynni bob amser wedi bod yn nod disgwyliedig, a bydd cyflawni ymasiad niwclear rheoledig yn ffordd bwysig i ddynoliaeth ddatrys problemau ynni. Mae gwydr laser dop Ytterbium yn dod yn ddeunydd a ffefrir ar gyfer uwchraddio ymasiad cyfyngu anadweithiol (ICF) yn yr 21ain ganrif oherwydd ei berfformiad laser rhagorol.
Mae arfau laser yn defnyddio egni enfawr pelydr 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 angheuoldeb mawr, yn arbennig o addas ar gyfer systemau arfau amddiffyn awyr modern mewn rhyfela. Mae perfformiad rhagorol gwydr laser doped ytterbium wedi ei wneud yn ddeunydd sylfaenol pwysig ar gyfer gweithgynhyrchu 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 y cyfuniad o dechnoleg ffibr a laser. Mae'n dechnoleg laser newydd a ddatblygwyd ar sail technoleg mwyhadur ffibr doped erbium (EDFA). Mae laser ffibr yn cynnwys deuod laser lled-ddargludyddion fel ffynhonnell y pwmp, canllaw tonnau ffibr optig a chyfrwng ennill, a chydrannau optegol fel ffibrau gratio a chyplyddion. Nid oes angen addasiad mecanyddol o'r llwybr optegol, ac mae'r mecanwaith yn gryno ac yn hawdd ei integreiddio. O'i gymharu â laserau cyflwr solet 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 doped yn bennaf yn Nd + 3, Yb + 3, Er + 3, Tm + 3, Ho + 3, sydd i gyd yn defnyddio ffibrau daear prin fel cyfrwng ennill, gall y laser ffibr a ddatblygwyd gan y cwmni hefyd cael ei alw'n laser ffibr daear prin.
Cymhwysiad laser: Mae laser ffibr clad dwbl doped ytterbium pŵer uchel wedi dod yn faes poeth 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 cymhwyso eang mewn prosesu diwydiannol a meysydd eraill. Mae ffibrau doped ytterbium wedi'u gorchuddio â dwbl yn addas ar gyfer pwmpio laser lled-ddargludyddion, gydag effeithlonrwydd cyplu uchel a phŵer allbwn laser uchel, a dyma brif gyfeiriad datblygu ffibrau doped ytterbium. Nid yw technoleg ffibr dop ytterbium dwbl Tsieina bellach ar yr un lefel â lefel uwch gwledydd tramor. Mae ffibr doped ytterbium, ffibr doped ytterbium wedi'i orchuddio â dwbl, a ffibr doped erbium ytterbium a ddatblygwyd yn Tsieina wedi cyrraedd y lefel uwch o gynhyrchion 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 cwmni laser IPG byd-enwog yr Almaen fod gan eu system laser ffibr doped ytterbium sydd newydd ei lansio nodweddion trawst rhagorol, bywyd pwmp o dros 50000 awr, tonfedd allyriadau canolog o 1070nm-1080nm, a phŵer allbwn o hyd at 20KW. Fe'i cymhwyswyd mewn weldio cain, torri a drilio creigiau.
Deunyddiau laser yw'r craidd a'r sylfaen ar gyfer datblygu technoleg laser. Bu dywediad erioed yn y diwydiant laser bod 'un genhedlaeth o ddeunyddiau, un genhedlaeth o ddyfeisiau'. Er mwyn datblygu dyfeisiau laser datblygedig ac ymarferol, yn gyntaf mae angen meddu ar ddeunyddiau laser perfformiad uchel ac integreiddio technolegau perthnasol eraill. Mae crisialau laser doped 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 blaengar megis laserau ymasiad niwclear pŵer uchel, curiad ynni uchel. laserau teils, a laserau arfau ynni uchel.
Yn ogystal, defnyddir ytterbium hefyd fel actifydd 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 pridd prin. Er bod gwahaniaethau sylweddol mewn enwau Saesneg a symbolau elfen, mae gan yr wyddor ffonetig Tsieineaidd yr un sillafau. Mewn rhai cyfieithiadau Tsieinëeg, weithiau cyfeirir at yttrium ar gam fel yttrium. Yn yr achos hwn, mae angen inni olrhain y testun gwreiddiol a chyfuno symbolau elfen i gadarnhau.
Amser post: Medi-13-2023