Yterbium: numri atomik 70, pesha atomike 173,04, emri i elementit rrjedh nga vendndodhja e tij e zbulimit. Përmbajtja eyterbiumnë kore është 0,000266%, kryesisht i pranishëm në fosforit dhe vendburimet e arit të rrallë të zi, ndërsa përmbajtja në monazite është 0,03%, me 7 izotope natyrore.
Zbulimi i Historisë
Zbuluar nga: Marinak
Koha: 1878
Vendndodhja: Zvicër
Në 1878, kimistët zviceranë Jean Charles dhe G Marignac zbuluan një element të ri të tokës së rrallë në "erbium". Në vitin 1907, Ulban dhe Weils vunë në dukje se Marignac ndau një përzierje të oksidit të lutetiumit dhe oksidit të itterbiumit. Në kujtim të fshatit të vogël të quajtur Yteerby afër Stokholmit, ku u zbulua xeherori i ittriumit, ky element i ri u emërua Ytterbium me simbolin Yb.
Konfigurimi i elektroneve
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metal
Iterbium metalikështë gri argjendi, duktile dhe ka një strukturë të butë. Në temperaturën e dhomës, yterbiumi mund të oksidohet ngadalë nga ajri dhe uji.
Ekzistojnë dy struktura kristalore: α- Lloji është një sistem kristal kub me qendër në fytyrë (temperatura e dhomës -798 ℃); β- Lloji është një grilë kubike me qendër trupi (mbi 798 ℃). Pika e shkrirjes 824 ℃, pika e vlimit 1427 ℃, dendësia relative 6.977 (lloji α), 6.54 (lloji β).
I patretshëm në ujë të ftohtë, i tretshëm në acide dhe amoniak të lëngshëm. Është mjaft e qëndrueshme në ajër. Ngjashëm me samariumin dhe europiumin, yterbiumi i përket tokës së rrallë me valencë të ndryshueshme, dhe gjithashtu mund të jetë në një gjendje dyvalente pozitive përveçse zakonisht është trivalent.
Për shkak të kësaj karakteristike të valencës së ndryshueshme, përgatitja e itterbiumit metalik nuk duhet të kryhet me elektrolizë, por me metodën e distilimit reduktues për përgatitje dhe pastrim. Zakonisht,metal lantanpërdoret si një agjent reduktues për distilimin e reduktimit, duke shfrytëzuar diferencën midis presionit të lartë të avullit të metalit yterbium dhe presionit të ulët të avullit të metalit lantan. Përndryshe,tulium, yterbium, dhelutetiumkoncentratet mund të përdoren si lëndë të para, dhe lantanumi metalik mund të përdoret si agjent reduktues. Në kushte të temperaturës së lartë të vakumit prej> 1100 ℃ dhe <0,133 Pa, itterbiumi metalik mund të nxirret drejtpërdrejt me distilim reduktues. sisamariumdheeuropium,yterbiumi gjithashtu mund të ndahet dhe pastrohet përmes reduktimit të lagësht. Zakonisht, koncentratet e tuliumit, iterbiumit dhe lutetiumit përdoren si lëndë të para. Pas shpërbërjes, yterbiumi reduktohet në një gjendje dyvalente, duke shkaktuar dallime të konsiderueshme në vetitë, dhe më pas ndahet nga tokat e tjera të rralla trevalente. Prodhimi i oksidit të yterbiumit me pastërti të lartë zakonisht kryhet me anë të kromatografisë së ekstraktimit ose metodës së shkëmbimit të joneve.
Aplikimi
Përdoret për prodhimin e lidhjeve speciale.Lidhjet e yterbiumitjanë aplikuar në mjekësinë stomatologjike për eksperimente metalurgjike dhe kimike.
Vitet e fundit, yterbiumi është shfaqur dhe është zhvilluar me shpejtësi në fushën e komunikimit me fibra optike dhe teknologjisë lazer.
Me ndërtimin dhe zhvillimin e "autostradës së informacionit", rrjetet kompjuterike dhe sistemet e transmetimit të fibrave optike në distanca të gjata kanë kërkesa gjithnjë e më të larta për performancën e materialeve të fibrave optike të përdorura në komunikimin optik. Jonet e Yterbiumit, për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera spektrale, mund të përdoren si materiale përforcuese të fibrave për komunikimin optik, ashtu sierbiumdhetulium. Megjithëse elementi i rrallë i tokës erbium është ende lojtari kryesor në përgatitjen e amplifikuesve të fibrave, fibrat tradicionale të kuarcit të dopuara me erbium kanë një gjerësi brezi të vogël fitimi (30 nm), duke e bërë të vështirë përmbushjen e kërkesave të transmetimit të informacionit me shpejtësi të lartë dhe me kapacitet të lartë. Jonet Yb3+ kanë një seksion tërthor absorbimi shumë më të madh se jonet Er3+ rreth 980 nm. Nëpërmjet efektit të sensibilizimit të Yb3+ dhe transferimit të energjisë së erbiumit dhe yterbiumit, drita 1530 nm mund të përmirësohet shumë, duke përmirësuar në masë të madhe efikasitetin e amplifikimit të dritës.
Vitet e fundit, qelqi fosfat i bashkëdopuar me erbium ytterbium është favorizuar gjithnjë e më shumë nga studiuesit. Syzet e fosfatit dhe fluorofosfatit kanë qëndrueshmëri të mirë kimike dhe termike, si dhe transmetim të gjerë infra të kuqe dhe karakteristika të mëdha jo uniforme të zgjerimit, duke i bërë ato materiale ideale për xham me fibër amplifikuese me brez të gjerë dhe me fitim të lartë të dopuar me erbium. Përforcuesit e fibrave të dopuar Yb3+ mund të arrijnë amplifikimin e fuqisë dhe amplifikimin e sinjalit të vogël, duke i bërë ata të përshtatshëm për fusha të tilla si sensorët e fibrave optike, komunikimi me lazer në hapësirë të lirë dhe amplifikim pulsi ultra i shkurtër. Kina ka ndërtuar aktualisht kapacitetin më të madh në botë me një kanal dhe sistemin e transmetimit optik me shpejtësi më të madhe, dhe ka autostradën më të gjerë të informacionit në botë. Përforcuesit e fibrave të dopuar me yterbium dhe materialet e tjera me fibra të rralla dhe materialet lazer luajnë një rol vendimtar dhe domethënës në to.
Karakteristikat spektrale të yterbiumit përdoren gjithashtu si materiale lazer me cilësi të lartë, si kristale lazer, syze lazer dhe lazer me fibra. Si një material lazer me fuqi të lartë, kristalet lazer të dopuar me yterbium kanë formuar një seri të madhe, duke përfshirë të dopuar me yterbiumittrium aluminigranatë (Yb: YAG), yterbium i dopuargadoliniumgranet galium (Yb: GGG), fluorofosfat kalciumi i dopuar me iterbi (Yb: FAP), fluorofosfat i stronciumit i dopuar me yterbium (Yb: S-FAP), ytrium vanadate i dopuar me iterbium (Yb: YV04), ytterbiate, dopedlicateum. Lazeri gjysmëpërçues (LD) është një lloj i ri i burimit të pompës për lazerët në gjendje të ngurtë. Yb: YAG ka shumë karakteristika të përshtatshme për pompimin LD me fuqi të lartë dhe është bërë një material lazer për pompimin LD me fuqi të lartë. Yb: Kristali S-FAP mund të përdoret si material lazer për shkrirjen bërthamore me lazer në të ardhmen, gjë që ka tërhequr vëmendjen e njerëzve. Në kristalet me lazer të sintonizueshëm, ekziston granati i kromit iterbium holmium ittrium alumini galium (Cr, Yb, Ho: YAGG) me gjatësi vale që variojnë nga 2,84 në 3,05 μ. Rregullim i vazhdueshëm midis m. Sipas statistikave, shumica e kokave infra të kuqe të përdorura në raketa në mbarë botën përdorin 3-5 μ Prandaj, zhvillimi i lazerëve Cr, Yb, Ho: YSGG mund të sigurojë ndërhyrje efektive për kundërmasat e armëve të drejtuara me infra të kuqe të mesme dhe ka një rëndësi të rëndësishme ushtarake. Kina ka arritur një sërë rezultatesh inovative me nivel të avancuar ndërkombëtar në fushën e kristaleve lazer të dopuar me yterbium (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP, etj.), duke zgjidhur teknologjitë kryesore si rritja e kristaleve dhe lazer i shpejtë, pulsi, prodhim i vazhdueshëm dhe i rregullueshëm. Rezultatet e hulumtimit janë aplikuar në mbrojtjen kombëtare, industrinë dhe inxhinierinë shkencore, dhe produktet e kristalit të dopuar me yterbium janë eksportuar në vende dhe rajone të shumta si Shtetet e Bashkuara dhe Japonia.
Një kategori tjetër kryesore e materialeve lazer yterbium është qelqi lazer. Janë zhvilluar syze të ndryshme lazer me prerje tërthore me emetim të lartë, duke përfshirë teluritin e germaniumit, niobatin e silikonit, boratin dhe fosfatin. Për shkak të lehtësisë së formimit të xhamit, ai mund të bëhet në përmasa të mëdha dhe ka karakteristika të tilla si transmetimi i lartë i dritës dhe uniformiteti i lartë, duke bërë të mundur prodhimin e lazerëve me fuqi të lartë. Xhami i njohur i lazerit të tokës së rrallë dikur ishte kryesishtneodymiumqelqi, i cili ka një histori zhvillimi mbi 40 vjet dhe teknologji të pjekur të prodhimit dhe aplikimit. Ai ka qenë gjithmonë materiali i preferuar për pajisjet lazer me fuqi të lartë dhe është përdorur në pajisjet eksperimentale të shkrirjes bërthamore dhe armët lazer. Pajisjet lazer me fuqi të lartë të ndërtuara në Kinë, të përbëra nga lazerneodymiumqelqi si mediumi kryesor lazer, kanë arritur nivelin e avancuar botëror. Por qelqi neodymium lazer tani përballet me një sfidë të fuqishme nga qelqi lazer iterbium.
Vitet e fundit, një numër i madh studimesh kanë treguar se shumë veti të qelqit të yterbiumit lazer tejkalojnë ato tëneodymiumxhami. Për shkak të faktit se luminescenca e dopuar me yterbium ka vetëm dy nivele energjie, efikasiteti i ruajtjes së energjisë është i lartë. Me të njëjtin fitim, qelqi i yterbiumit ka një efikasitet të ruajtjes së energjisë 16 herë më të lartë se qelqi neodymium dhe një jetëgjatësi fluoreshence 3 herë më të madhe se sa qelqi neodymium. Ai gjithashtu ka avantazhe të tilla si përqendrimi i lartë i dopingut, gjerësia e brezit të përthithjes dhe mund të pompohet drejtpërdrejt nga gjysmëpërçuesit, duke e bërë atë shumë të përshtatshëm për lazer me fuqi të lartë. Megjithatë, aplikimi praktik i qelqit lazer yterbium shpesh mbështetet në ndihmën e neodymiumit, si p.sh. përdorimi i Nd3+ si sensibilizues për të bërë që xhami i lazerit iterbium të funksionojë në temperaturën e dhomës dhe μ emetimi i lazerit arrihet në gjatësi vale m. Pra, yterbium dhe neodymium janë konkurrentë dhe partnerë bashkëpunues në fushën e xhamit lazer.
Duke rregulluar përbërjen e qelqit, mund të përmirësohen shumë veti ndriçuese të xhamit lazer të yterbiumit. Me zhvillimin e lazerëve me fuqi të lartë si drejtimi kryesor, lazerët e bërë nga qelqi lazer i yterbiumit përdoren gjithnjë e më shumë në industrinë moderne, bujqësinë, mjekësinë, kërkimin shkencor dhe aplikimet ushtarake.
Përdorimi ushtarak: Përdorimi i energjisë së gjeneruar nga shkrirja bërthamore si energji ka qenë gjithmonë një qëllim i pritshëm dhe arritja e shkrirjes bërthamore të kontrolluar do të jetë një mjet i rëndësishëm për njerëzimin për të zgjidhur problemet e energjisë. Xhami lazer i dopuar me Ytterbium po bëhet materiali i preferuar për arritjen e përmirësimeve të bashkimit të izolimit inercial (ICF) në shekullin e 21-të për shkak të performancës së tij të shkëlqyer lazer.
Armët lazer përdorin energjinë e madhe të një rreze lazer për të goditur dhe shkatërruar objektivat, duke gjeneruar temperatura prej miliarda gradë Celsius dhe duke sulmuar drejtpërdrejt me shpejtësinë e dritës. Ato mund të quhen Nadana dhe kanë një vdekshmëri të madhe, veçanërisht të përshtatshme për sistemet moderne të armëve të mbrojtjes ajrore në luftë. Performanca e shkëlqyer e xhamit lazer të dopuar me yterbium e ka bërë atë një material bazë të rëndësishëm për prodhimin e armëve lazer me fuqi dhe performancë të lartë.
Lazeri me fibra është një teknologji e re me zhvillim të shpejtë dhe gjithashtu i përket fushës së aplikimeve të xhamit lazer. Lazeri me fibra është një lazer që përdor fibër si medium lazer, i cili është një produkt i kombinimit të teknologjisë fibër dhe lazer. Është një teknologji e re lazeri e zhvilluar në bazë të teknologjisë së amplifikatorit me fibra të dopuar me erbium (EDFA). Një lazer me fibra përbëhet nga një diodë lazer gjysmëpërçues si burim i pompës, një përcjellës valësh me fibër optike dhe një mjet fitimi, dhe komponentë optikë të tillë si fibrat e grilave dhe çiftuesit. Nuk kërkon rregullim mekanik të shtegut optik, dhe mekanizmi është kompakt dhe i lehtë për t'u integruar. Krahasuar me lazerët tradicionalë të gjendjes së ngurtë dhe lazerët gjysmëpërçues, ai ka avantazhe teknologjike dhe të performancës si cilësia e rrezeve të larta, stabiliteti i mirë, rezistencë e fortë ndaj ndërhyrjeve mjedisore, pa rregullim, pa mirëmbajtje dhe strukturë kompakte. Për shkak të faktit se jonet e dopuar janë kryesisht Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, të cilat të gjitha përdorin fibra të rralla të tokës si media fitimi, lazeri me fibër i zhvilluar nga kompania gjithashtu mund të të quhet lazer me fibra të dheut të rrallë.
Aplikimi i lazerit: Lazeri me fibra të dyfishtë të veshur me dopion me yterbium me fuqi të lartë është bërë një fushë e nxehtë në teknologjinë e lazerit në gjendje të ngurtë ndërkombëtarisht vitet e fundit. Ka avantazhet e cilësisë së mirë të rrezes, strukturës kompakte dhe efikasitetit të lartë të konvertimit dhe ka perspektiva të gjera aplikimi në përpunimin industrial dhe fusha të tjera. Fijet e dopuara me yterbium të veshura dyfishtë janë të përshtatshme për pompimin me lazer gjysmëpërçues, me efikasitet të lartë bashkimi dhe fuqi të lartë dalëse lazer, dhe janë drejtimi kryesor i zhvillimit të fibrave të dopuara me yterbium. Teknologjia e fibrave të dopuara me yterbium të veshur dyfish të Kinës nuk është më në të njëjtin nivel me nivelin e përparuar të vendeve të huaja. Fibra e dopuar me yterbium, fibra e dopuar me yterbium të dyfishtë dhe fibra e kombinuar me erbium ytterbium të zhvilluara në Kinë kanë arritur nivelin e avancuar të produkteve të huaja të ngjashme për sa i përket performancës dhe besueshmërisë, kanë avantazhe në kosto dhe kanë teknologji bazë të patentuar për produkte dhe metoda të shumta .
Kompania gjermane e lazerit IPG me famë botërore njoftoi kohët e fundit se sistemi i tyre i sapolançuar i lazerit me fibër ytrbium ka karakteristika të shkëlqyera rrezeje, një jetëgjatësi pompe prej mbi 50000 orë, një gjatësi vale qendrore emetimi prej 1070 nm-1080 nm dhe një fuqi dalëse deri në 20 KW. Është aplikuar në saldimin e imët, prerjen dhe shpimin e gurëve.
Materialet lazer janë thelbi dhe themeli për zhvillimin e teknologjisë lazer. Gjithmonë ka pasur një thënie në industrinë e lazerit që thotë "një gjeneratë materialesh, një gjeneratë pajisjesh". Për të zhvilluar pajisje të avancuara dhe praktike lazer, është e nevojshme që së pari të zotërohen materiale lazer me performancë të lartë dhe të integrohen teknologji të tjera përkatëse. Kristalet e lazerit të dopuar me Ytterbium dhe xhami lazer, si forca e re e materialeve të ngurta lazer, po promovojnë zhvillimin inovativ të komunikimit me fibra optike dhe teknologjisë lazer, veçanërisht në teknologjitë më të avancuara të lazerit si lazerët me shkrirje bërthamore me fuqi të lartë, rrahje me energji të lartë lazer me pllaka dhe lazer armësh me energji të lartë.
Përveç kësaj, yterbiumi përdoret gjithashtu si një aktivizues pluhur fluoreshent, radioqeramikë, aditivë për komponentët e kujtesës elektronike të kompjuterit (flluska magnetike) dhe aditivë optik të xhamit. Duhet të theksohet se ittriumi dhe ittriumi janë të dy elementë të rrallë të tokës. Megjithëse ka dallime të konsiderueshme në emrat anglezë dhe simbolet e elementeve, alfabeti fonetik kinez ka të njëjtat rrokje. Në disa përkthime kineze, ittriumi nganjëherë quhet gabimisht si ytrium. Në këtë rast, ne duhet të gjurmojmë tekstin origjinal dhe të kombinojmë simbolet e elementeve për të konfirmuar.
Koha e postimit: Shtator-13-2023