İterbiyum: atom numarası 70, atom ağırlığı 173.04, element adı keşif yerinden türetilmiştir. İçeriğiiterbiyumKabukta %0,000266 oranında olup, ağırlıklı olarak fosforit ve siyah nadir altın yataklarında bulunurken, monazitte ise %0,03 oranında olup, 7 doğal izotoptan oluşmaktadır.
Tarihi Keşfetmek
Keşfeden: Marinak
Zaman: 1878
Konum: İsviçre
1878'de İsviçreli kimyagerler Jean Charles ve G Marignac "erbiyum"da yeni bir nadir toprak elementi keşfettiler. 1907'de Ulban ve Weils, Marignac'ın lutesyum oksit ve iterbiyum oksit karışımını ayırdığını belirtti. İtriyum cevherinin keşfedildiği Stockholm yakınlarındaki Yteerby adlı küçük köyün anısına, bu yeni elemente Yb sembolüyle İterbiyum adı verildi.
Elektron konfigürasyonu
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metal
Metalik iterbiyumgümüş grisi, sünek ve yumuşak bir dokuya sahiptir. Oda sıcaklığında, iterbiyum hava ve su tarafından yavaşça oksitlenebilir.
İki kristal yapı vardır: α- Tipi, yüzey merkezli kübik kristal sistemidir (oda sıcaklığı -798 ℃); β- Tipi, gövde merkezli kübik (798 ℃'nin üzerinde) kafestir. Erime noktası 824 ℃, kaynama noktası 1427 ℃, bağıl yoğunluk 6.977（ α- Tipi), 6.54（ β- Tipi).
Soğuk suda çözünmez, asitlerde ve sıvı amonyakta çözünür. Havada oldukça kararlıdır. Samaryum ve europium gibi, iterbiyum değişken değerlikli nadir toprak elementine aittir ve genellikle üç değerlikli olmasının yanı sıra pozitif iki değerlikli bir durumda da olabilir.
Bu değişken değerlik özelliği nedeniyle, metalik iterbiyumun hazırlanması elektrolizle değil, hazırlama ve saflaştırma için indirgeme damıtma yöntemiyle gerçekleştirilmelidir. Genellikle,lantan metaliiterbiyum metalinin yüksek buhar basıncı ile lantan metalinin düşük buhar basıncı arasındaki farktan yararlanılarak indirgeme damıtma işleminde indirgeyici madde olarak kullanılır. Alternatif olarak,tülyum, iterbiyum, Velutesyumkonsantreler ham madde olarak kullanılabilir ve metal lantan indirgeyici madde olarak kullanılabilir. >1100 ℃ ve <0.133Pa yüksek sıcaklık vakum koşulları altında, metal iterbiyum indirgeme damıtmasıyla doğrudan çıkarılabilir.samaryumVeevropiyum,iterbiyum ayrıca ıslak indirgeme yoluyla ayrılabilir ve saflaştırılabilir. Genellikle, tülyum, iterbiyum ve lütesyum konsantreleri ham madde olarak kullanılır. Çözünme sonrasında iterbiyum iki değerlikli bir duruma indirgenir, bu da özelliklerde önemli farklılıklara neden olur ve daha sonra diğer üç değerlikli nadir topraklardan ayrılır. Yüksek saflıkta iterbiyum oksit üretimi genellikle ekstraksiyon kromatografisi veya iyon değişim yöntemi ile gerçekleştirilir
Başvuru
Özel alaşımların imalatında kullanılır.İterbiyum alaşımlarıDiş hekimliğinde metalurjik ve kimyasal deneylerde kullanılmıştır.
İterbiyum son yıllarda fiber optik haberleşme ve lazer teknolojisi alanlarında öne çıkmış ve hızla gelişmiştir.
"Bilgi otoyolu"nun inşası ve geliştirilmesiyle birlikte, bilgisayar ağları ve uzun mesafeli optik fiber iletim sistemleri, optik iletişimde kullanılan optik fiber malzemelerin performansı için giderek daha yüksek gereksinimlere sahip olmaktadır. Mükemmel spektral özellikleri nedeniyle İtterbiyum iyonları, tıpkı optik iletişim için fiber amplifikasyon malzemeleri olarak kullanılabilir.erbiyumVetülyum. Nadir toprak elementi erbiyum hala fiber amplifikatörlerin hazırlanmasında ana oyuncu olmasına rağmen, geleneksel erbiyum katkılı kuvars fiberler küçük bir kazanç bant genişliğine (30 nm) sahiptir ve bu da yüksek hızlı ve yüksek kapasiteli bilgi iletimi gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır. Yb3+ iyonları, yaklaşık 980 nm'de Er3+ iyonlarından çok daha büyük bir emilim kesitine sahiptir. Yb3+'nin hassaslaştırma etkisi ve erbiyum ve iterbiyumun enerji transferi sayesinde, 1530 nm ışık büyük ölçüde artırılabilir ve böylece ışığın amplifikasyon verimliliği büyük ölçüde iyileştirilebilir.
Son yıllarda, erbiyum iterbiyum ko katkılı fosfat camı araştırmacılar tarafından giderek daha fazla tercih edilmektedir. Fosfat ve florofosfat camlar iyi kimyasal ve termal kararlılığa, geniş kızılötesi geçirgenliğe ve büyük düzensiz genişleme özelliklerine sahiptir ve bu da onları geniş bant ve yüksek kazançlı erbiyum katkılı amplifikasyon fiber camı için ideal malzemeler haline getirir. Yb3+ katkılı fiber amplifikatörler güç amplifikasyonu ve küçük sinyal amplifikasyonu elde edebilir ve bu da onları fiber optik sensörler, serbest alan lazer iletişimi ve ultra kısa darbe amplifikasyonu gibi alanlar için uygun hale getirir. Çin şu anda dünyanın en büyük tek kanal kapasitesine ve en hızlı optik iletim sistemine sahiptir ve dünyanın en geniş bilgi otoyoluna sahiptir. İterbiyum katkılı ve diğer nadir toprak katkılı fiber amplifikatörler ve lazer malzemeleri bunlarda önemli ve önemli bir rol oynar.
İtterbiyumun spektral özellikleri, hem lazer kristalleri, lazer camları hem de fiber lazerler olarak yüksek kaliteli lazer malzemeleri olarak da kullanılır. Yüksek güçlü bir lazer malzemesi olarak, iterbiyum katkılı lazer kristalleri, iterbiyum katkılı olanlar da dahil olmak üzere büyük bir seri oluşturmuştur.itriyum alüminyumgarnet (Yb: YAG), iterbiyum katkılıgadolinyumgalyum garnet (Yb: GGG), iterbiyum katkılı kalsiyum florofosfat (Yb: FAP), iterbiyum katkılı stronsiyum florofosfat (Yb: S-FAP), iterbiyum katkılı itriyum vanadat (Yb: YV04), iterbiyum katkılı borat ve silikat. Yarı iletken lazer (LD), katı hal lazerleri için yeni bir pompa kaynağıdır. Yb: YAG, yüksek güçlü LD pompalama için uygun birçok özelliğe sahiptir ve yüksek güçlü LD pompalama için bir lazer malzemesi haline gelmiştir. Yb: S-FAP kristali, gelecekte lazer nükleer füzyon için bir lazer malzemesi olarak kullanılabilir ve bu da insanların dikkatini çekmiştir. Ayarlanabilir lazer kristallerinde, 2,84 ila 3,05 μ arasında değişen dalga boylarına sahip krom iterbiyum holmiyum itriyum alüminyum galyum garnet (Cr, Yb, Ho: YAGG) bulunur. m arasında sürekli ayarlanabilir. İstatistiklere göre, dünyadaki füzelerde kullanılan kızılötesi savaş başlıklarının çoğu 3-5 μ kullanıyor. Bu nedenle, Cr, Yb, Ho: YSGG lazerlerinin geliştirilmesi, orta kızılötesi güdümlü silah karşı önlemleri için etkili girişim sağlayabilir ve önemli askeri öneme sahiptir. Çin, kristal büyümesi ve lazer hızlı, darbeli, sürekli ve ayarlanabilir çıkış gibi temel teknolojileri çözerek, iterbiyum katkılı lazer kristalleri (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, vb.) alanında uluslararası ileri düzeyde bir dizi yenilikçi sonuç elde etti. Araştırma sonuçları ulusal savunma, sanayi ve bilimsel mühendislikte uygulandı ve iterbiyum katkılı kristal ürünleri Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya gibi birçok ülkeye ve bölgeye ihraç edildi.
İterbiyum lazer malzemelerinin bir diğer önemli kategorisi lazer camdır. Germanium tellürit, silikon niyobat, borat ve fosfat dahil olmak üzere çeşitli yüksek emisyonlu kesitli lazer camları geliştirilmiştir. Cam kalıplamanın kolaylığı nedeniyle büyük boyutlarda yapılabilir ve yüksek ışık geçirgenliği ve yüksek tekdüzelik gibi özelliklere sahiptir, bu da yüksek güçlü lazerler üretmeyi mümkün kılar. Bilinen nadir toprak lazer camı eskiden esas olarakneodimyum40 yılı aşkın bir geliştirme geçmişine ve olgun üretim ve uygulama teknolojisine sahip olan cam. Her zaman yüksek güçlü lazer cihazları için tercih edilen malzeme olmuştur ve nükleer füzyon deneysel cihazlarında ve lazer silahlarında kullanılmıştır. Çin'de üretilen ve lazerden oluşan yüksek güçlü lazer cihazlarıneodimyumana lazer ortamı olarak cam, dünyanın ileri seviyesine ulaştı. Ancak lazer neodimyum camı artık lazer iterbiyum camından gelen güçlü bir meydan okumayla karşı karşıya.
Son yıllarda yapılan çok sayıda çalışma, lazer iterbiyum camının birçok özelliğinin,neodimyumcam. İtterbiyum katkılı lüminesansın sadece iki enerji seviyesine sahip olması nedeniyle enerji depolama verimliliği yüksektir. Aynı kazançta, iterbiyum camı neodimyum camından 16 kat daha yüksek bir enerji depolama verimliliğine ve neodimyum camının 3 katı bir floresan ömrüne sahiptir. Ayrıca yüksek katkılama konsantrasyonu, emilim bant genişliği gibi avantajlara sahiptir ve yarı iletkenler tarafından doğrudan pompalanabilir, bu da onu yüksek güçlü lazerler için çok uygun hale getirir. Ancak, iterbiyum lazer camının pratik uygulaması genellikle neodimyumun yardımına dayanır, örneğin iterbiyum lazer camının oda sıcaklığında çalışmasını sağlamak için bir duyarlaştırıcı olarak Nd3+ kullanılması ve μ Lazer emisyonunun m dalga boyunda elde edilmesi gibi. Bu nedenle, iterbiyum ve neodimyum lazer camı alanında hem rakip hem de işbirlikçi ortaklardır.
Cam bileşimi ayarlanarak, iterbiyum lazer camının birçok lüminesan özelliği iyileştirilebilir. Ana yön olarak yüksek güçlü lazerlerin geliştirilmesiyle, iterbiyum lazer camından yapılmış lazerler modern endüstride, tarımda, tıpta, bilimsel araştırmada ve askeri uygulamalarda giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Askeri kullanım: Nükleer füzyonla üretilen enerjinin enerji olarak kullanılması her zaman beklenen bir hedef olmuştur ve kontrollü nükleer füzyon elde etmek, insanlığın enerji sorunlarını çözmesi için önemli bir araç olacaktır. İterbiyum katkılı lazer camı, mükemmel lazer performansı nedeniyle 21. yüzyılda eylemsiz hapsetme füzyonu (ICF) yükseltmeleri elde etmek için tercih edilen malzeme haline geliyor.
Lazer silahları, hedefleri vurmak ve yok etmek için lazer ışınının muazzam enerjisini kullanır, milyarlarca santigrat derece sıcaklık üretir ve doğrudan ışık hızında saldırır. Bunlara Nadana denebilir ve büyük bir öldürücülüğe sahiptir, özellikle savaştaki modern hava savunma silah sistemleri için uygundur. İterbiyum katkılı lazer camının mükemmel performansı, onu yüksek güçlü ve yüksek performanslı lazer silahları üretmek için önemli bir temel malzeme haline getirmiştir.
Fiber lazer, hızla gelişen yeni bir teknolojidir ve aynı zamanda lazer cam uygulamaları alanına aittir. Fiber lazer, fiber ve lazer teknolojisinin birleşiminin bir ürünü olan lazer ortamı olarak fiber kullanan bir lazerdir. Erbiyum katkılı fiber amplifikatör (EDFA) teknolojisi temelinde geliştirilen yeni bir lazer teknolojisidir. Bir fiber lazer, pompa kaynağı olarak bir yarı iletken lazer diyotu, bir fiber optik dalga kılavuzu ve bir kazanç ortamı ve kafes lifleri ve kuplörler gibi optik bileşenlerden oluşur. Optik yolun mekanik olarak ayarlanmasını gerektirmez ve mekanizma kompakt ve entegre edilmesi kolaydır. Geleneksel katı hal lazerleri ve yarı iletken lazerlerle karşılaştırıldığında, yüksek ışın kalitesi, iyi stabilite, çevresel girişimlere karşı güçlü direnç, ayar gerektirmeme, bakım gerektirmeme ve kompakt yapı gibi teknolojik ve performans avantajlarına sahiptir. Katkılı iyonların çoğunlukla Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3 olması ve bunların hepsinin kazanç ortamı olarak nadir toprak lifleri kullanması nedeniyle, şirket tarafından geliştirilen fiber lazere nadir toprak fiber lazer de denebilir.
Lazer uygulaması: Yüksek güçlü iterbiyum katkılı çift kaplamalı fiber lazer, son yıllarda uluslararası alanda katı hal lazer teknolojisinde sıcak bir alan haline gelmiştir. İyi ışın kalitesi, kompakt yapı ve yüksek dönüşüm verimliliği avantajlarına sahiptir ve endüstriyel işleme ve diğer alanlarda geniş uygulama beklentilerine sahiptir. Çift kaplamalı iterbiyum katkılı fiberler, yüksek kuplaj verimliliği ve yüksek lazer çıkış gücü ile yarı iletken lazer pompalama için uygundur ve iterbiyum katkılı fiberlerin ana geliştirme yönüdür. Çin'in çift kaplamalı iterbiyum katkılı fiber teknolojisi artık yabancı ülkelerin ileri seviyesiyle aynı seviyede değildir. Çin'de geliştirilen iterbiyum katkılı fiber, çift kaplamalı iterbiyum katkılı fiber ve erbiyum iterbiyum ko katkılı fiber, performans ve güvenilirlik açısından benzer yabancı ürünlerin ileri seviyesine ulaşmış, maliyet avantajlarına sahip olmuş ve birden fazla ürün ve yöntem için temel patentli teknolojilere sahiptir.
Dünyaca ünlü Alman IPG lazer şirketi yakın zamanda piyasaya sürdükleri iterbiyum katkılı fiber lazer sisteminin mükemmel ışın özelliklerine, 50000 saatin üzerinde bir pompa ömrüne, 1070nm-1080nm'lik bir merkezi emisyon dalga boyuna ve 20KW'a kadar bir çıkış gücüne sahip olduğunu duyurdu. İnce kaynak, kesme ve kaya delme işlemlerinde uygulanmıştır.
Lazer malzemeleri, lazer teknolojisinin gelişimi için çekirdek ve temeldir. Lazer endüstrisinde her zaman 'bir nesil malzeme, bir nesil cihaz' sözü vardır. Gelişmiş ve pratik lazer cihazları geliştirmek için öncelikle yüksek performanslı lazer malzemelerine sahip olmak ve diğer ilgili teknolojileri entegre etmek gerekir. Katı lazer malzemelerinin yeni gücü olan İterbiyum katkılı lazer kristalleri ve lazer camı, özellikle yüksek güçlü nükleer füzyon lazerleri, yüksek enerjili beat kiremit lazerleri ve yüksek enerjili silah lazerleri gibi son teknoloji lazer teknolojilerinde fiber optik iletişim ve lazer teknolojisinin yenilikçi gelişimini teşvik etmektedir.
Ek olarak, iterbiyum floresan toz aktivatörü, radyo seramikleri, elektronik bilgisayar bellek bileşenleri (manyetik kabarcıklar) için katkı maddeleri ve optik cam katkı maddeleri olarak da kullanılır. İtriyum ve itriyumun her ikisinin de nadir toprak elementleri olduğu belirtilmelidir. İngilizce isimler ve element sembollerinde önemli farklılıklar olmasına rağmen, Çin fonetik alfabesi aynı hecelere sahiptir. Bazı Çince çevirilerde itriyum bazen yanlışlıkla itriyum olarak anılır. Bu durumda, orijinal metni izlememiz ve onaylamak için element sembollerini birleştirmemiz gerekir.
Gönderi zamanı: Sep-13-2023