Կախարդական հազվագյուտ Երկրի տարր. Ytterbium

YtterbiumԱտոմային թիվ 70, ատոմային քաշը 173.04, իր հայտնագործության վայրից ստացված տարրի անվանումը: Ընդհամբում է Ytterbium- ի բովանդակությունը 0.000266%, հիմնականում առկա է ֆոսֆորիտ եւ սեւ հազվագյուտ ոսկու հանքավայրերում: Monazite- ում բովանդակությունը կազմում է 0,03%, եւ կան 7 բնական իզոտոպ

Հայտնաբերվել է

Հեղինակ, Մարինակ

Ժամը, 1878

Գտնվելու վայրը, Շվեյցարիա

1878-ին շվեյցարացի քիմիկոսներ Ժան Չարլզը եւ Գ Մարինակը «Էրբում» նոր հազվագյուտ երկրային տարր են հայտնաբերել: 1907-ին ULBAN- ը եւ WEILS- ը նշեցին, որ Marignac- ը առանձնացրեց լուտիումի օքսիդի եւ ytterbium օքսիդի խառնուրդը: Ի հիշատակ Ստոկհոլմի մերձակայքում գտնվող Yteerby անունով փոքրիկ գյուղի, որտեղ հայտնաբերվել է Yttrium հանքաքար, այս նոր տարրը YTTERBIAM է ճանաչվել YB խորհրդանիշով:

Էլեկտրոնի կազմաձեւում

Էլեկտրոնի կազմաձեւում
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14

Մետաղ

Metallic Ytterbium- ը արծաթագույն մոխրագույն է, ճկուն եւ ունի փափուկ հյուսվածք: Սենյակների ջերմաստիճանում YTterbium- ը կարող է դանդաղ օքսիդացվել օդի եւ ջրի միջոցով:

Գոյություն ունեն երկու բյուրեղային կառույց. Α- Տեսակը դեմքի կենտրոնացված խորանարդ բյուրեղային համակարգ է (սենյակային ջերմաստիճանը -798 ℃); β- Տեսակը մարմնի կենտրոնացված խորանարդ է (798-ից բարձր) վանդակավոր: Հալման կետ 824 ℃, եռման կետ 1427 ℃, հարաբերական խտություն 6.977 (α- տեսակը), 6.54 (β- տեսություն):

Սառը ջրի մեջ անլուծելի, լուծվող թթուների եւ հեղուկ ամոնիակում: Այն բավականին կայուն է օդում: Սամարիումի եւ Եվրոպայի նման, Ytterbium- ը պատկանում է փոփոխական վալենտի հազվագյուտ երկրին եւ կարող է լինել նաեւ դրական դիվիզիոնալ վիճակում, ի լրումն սովորաբար լինել:

Այս փոփոխական վալենտի բնութագրման շնորհիվ Metallic Ytterbium- ի պատրաստումը չպետք է իրականացվի էլեկտրոլիզի միջոցով, բայց պատրաստման եւ մաքրման համար նվազեցման մեթոդով: Սովորաբար, Lanthanum Metal- ը օգտագործվում է որպես նվազեցման միջոց `նվազեցման թորումի համար, օգտագործելով տարբերությունը Ytterbium մետաղի բարձր գոլորշի ճնշման եւ Lanthanum մետաղի ցածր գոլորշիների ճնշման միջեւ: Այլապես,Թուլում, ytterbiumեւլուտեումԽտանյութերը կարող են օգտագործվել որպես հումք եւMetal Lanthanumկարող է օգտագործվել որպես նվազեցնող միջոց: 1100 ℃ եւ <0.133PA- ի բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում, մետաղական ytterbium- ը կարող է ուղղակիորեն արդյունահանվել նվազեցման թորումով: Սամարիի եւ Եվրոպայի նման, Ytterbium- ը կարող է նաեւ առանձնացվել եւ մաքրվել խոնավ կրճատման միջոցով: Սովորաբար, Thulium, Ytterbium եւ Lutetium կենտրոնացումներն օգտագործվում են որպես հումք: Լրացումից հետո YTterbium- ը կրճատվում է բաժանարար պետության, պատճառելով էական տարբերություններ հատկությունների մեջ, այնուհետեւ առանձնացված այլ երկկողմանի հազվագյուտ երկրներից: Բարձր մաքրության արտադրությունytterbium օքսիդսովորաբար իրականացվում է արդյունահանման քրոմատոգրաֆիայի կամ իոնի փոխանակման եղանակով:

Ծրագիր

Օգտագործվում է հատուկ համաձուլվածքների արտադրության համար: YTERBIMIM- ի համաձուլվածքները կիրառվել են ատամնաբուժական բժշկության մեջ մետալուրգիական եւ քիմիական փորձերի համար:

Վերջին տարիներին Ytterbium- ը ի հայտ է եկել եւ արագ զարգացել է օպտիկամանրաթելային կապի եւ լազերային տեխնոլոգիայի բնագավառներում:

«Տեղեկատվական մայրուղու» շինարարությամբ եւ զարգացումով համակարգչային ցանցերը եւ հեռավոր օպտիկական օպտիկական օպտիկական համակարգային համակարգերը ավելի ու ավելի բարձր պահանջներ ունեն օպտիկական կապի մեջ օգտագործվող օպտիկական մանրաթելային նյութերի կատարման համար: Ytterbium իոնները, իրենց գերազանց սպեկտրալային հատկությունների պատճառով, կարող են օգտագործվել որպես օպտիկական հաղորդակցության մանրաթելային ուժեղացման նյութեր, ինչպես erbium եւ thulium: Չնայած հազվագյուտ Earth Elemium Erbium- ը դեռեւս հիմնական խաղացողն է մանրաթելային ուժեղացուցիչների պատրաստման համար, ավանդական erbium-doped քվարցի մանրաթելերը ունեն փոքր ձեռքբերում թողունակություն (30nm): YB3 + իոններն ունեն շատ ավելի մեծ կլանման խաչմերուկ, քան ER3 + իոնները, 980nm: YB3- ի զգայունացման ազդեցության եւ Erbium- ի եւ Ytterbium էներգիայի տեղափոխման միջոցով 1530NM լույսը կարող է մեծապես կատարելագործվել, դրանով իսկ մեծապես բարելավելով լույսի ուժեղացման արդյունավետությունը:

Վերջին տարիներին Erbium Ytterbium Co Doped Phosphate Glass- ը ավելի ու ավելի է առավելություն է տվել հետազոտողների կողմից: Ֆոսֆատը եւ ֆտորոֆոսֆատ ակնոցներն ունեն լավ քիմիական եւ ջերմային կայունություն, ինչպես նաեւ լայնածավալ ինֆրակարմիր փոխանցում եւ լայն ընդլայնման մեծ բնութագրեր, դրանք դարձնելով իդեալական նյութեր լայնաշերտ եւ բարձր ձեռքբերման erbium-doped ուժեղացման մանրաթելային ապակու համար: YB3 + Doped Fiber ուժեղացուցիչները կարող են հասնել ուժի ուժեղացման եւ փոքր ազդանշանի ուժեղացման, դրանք հարմար դարձնելով այնպիսի ոլորտների համար, ինչպիսիք են օպտիկամանրաթելային լազերային հաղորդակցությունը եւ Ultra կարճ զարկերակային ուժեղացումը: Չինաստանը ներկայումս կառուցել է աշխարհի ամենամեծ մեկ հեռուստաալիքի հզորության եւ արագ արագության օպտիկական համակարգը եւ ունի աշխարհում ամենալայն տեղեկատվական մայրուղին: Ytterbium դոպեդը եւ այլ հազվադեպ Երկիրը դոպեդի մանրաթելային ուժեղացուցիչներ եւ լազերային նյութեր են խաղում նրանց մեջ կարեւոր եւ նշանակալի դեր:

Ytterbium- ի սպեկտրալ բնութագրերը օգտագործվում են նաեւ որպես բարձրորակ լազերային նյութեր, ինչպես լազերային բյուրեղներ, լազերային ակնոցներ եւ մանրաթելային լազերներ: Որպես բարձր էներգիայի լազերային նյութեր, Ytterbium doped լազերային բյուրեղները ստեղծել են հսկայական շարք, ներառյալ YTERTERBIAM Doped Yttrium Aluminium Garnet (YTTERBIAM դոպեդ Գադոլինում GALIUM GARNET (YTTERBIAM դոպեդ) Ֆտորոֆոսֆատ (ԵԲ: Կիսահաղորդչային լազերային (LD) պոմպային աղբյուրի նոր տեսակ է պինդ վիճակի լազերների համար: YB: YAG- ն ունի բազմաթիվ բնութագրեր, որոնք հարմար են բարձր էներգիայի LD Pumping- ի համար եւ դարձել են լազերային նյութեր բարձր էներգիայի LD Pumping- ի համար: Եբ. S-FAP բյուրեղը կարող է օգտագործվել որպես ապագայում լազերային միջուկային միաձուլման լազերային նյութ, որը գրավեց մարդկանց ուշադրությունը: Tunable լազերային բյուրեղներում կա քրոմի ytterbium holmium yttrium ալյումինե Gallium Garnet (CR, YB, Ho: Yagg) ալիքի երկարությամբ, որոնք սկսվում են 2.84-ից 3.05 մ. Ըստ վիճակագրության, աշխարհի շուրջը հրթիռների մեջ օգտագործվող ինֆրակարմիր մարտագլխի մեծ մասը օգտագործում են 3-5 μ, հետեւաբար, CR- ի, HO- ի զարգացումը: Չինաստանը հասել է մի շարք նորարարական արդյունքների, որոնք ունեն միջազգային առաջադեմ մակարդակով YTTERBIUM DOPED լազերային բյուրեղների դաշտում (Եբ: YAG, YB: FAP, YB: Հետազոտության արդյունքները կիրառվել են ազգային պաշտպանության, արդյունաբերության եւ գիտատեխնիկայի ոլորտում, իսկ Ytterbium Doped Crystal արտադրանքները արտահանվել են այնպիսի բազմաթիվ երկրներ եւ մարզեր, ինչպիսիք են Միացյալ Նահանգները եւ Japan ապոնիան:

YTTERBIUM լազերային նյութերի մեկ այլ հիմնական կատեգորիա լազերային ապակի է: Մշակվել են տարբեր բարձր արտանետվող խաչմերուկի լազերային ակնոցներ, այդ թվում `գերմանական Tellurite, Silicon Niobate, Batory եւ Forphate: Ապակու ձուլման հեշտության պատճառով այն կարելի է վերածել մեծ չափերի եւ ունի բնութագրեր, ինչպիսիք են բարձր լույսի փոխանցումը եւ բարձր համազգեստը, հնարավոր դարձնելով բարձր էներգիայի լազերներ արտադրել: Ծանոթ Հազվագյուտ երկրային լազերային ապակին նախկինում հիմնականում նեոդիմիական ապակի էր, որն ունի ավելի քան 40 տարվա եւ հասուն արտադրության եւ կիրառման տեխնոլոգիայի զարգացման պատմություն: Այն միշտ եղել է բարձր էներգիայի լազերային սարքերի նախընտրելի նյութը եւ օգտագործվել է միջուկային միաձուլման փորձարարական սարքերի եւ լազերային զենքի մեջ: Չինաստանում կառուցված բարձր էներգիայի լազերային սարքերը, որոնք բաղկացած են լազերային նեոդիական ապակուց, որպես հիմնական լազերային միջին միջոց, հասել են աշխարհի առաջադեմ մակարդակին: Բայց լազերային neodymium ապակուց այժմ այժմ հզոր մարտահրավեր է նետում լազերային ytterbium ապակուց:

Վերջին տարիներին մեծ թվով ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ լազերային Ytterbium ապակու բազմաթիվ հատկություններ գերազանցում են նեոդիմիակ ապակու նրանց: Շնորհիվ այն բանի, որ Ytterbium Doped Luminescess- ը միայն երկու էներգիայի մակարդակ ունի, էներգիայի պահպանման արդյունավետությունը բարձր է: Նույն շահի դեպքում Ytterbium ապակիները ունեն էներգիայի պահպանման արդյունավետություն 16 անգամ ավելի բարձր, քան Neodymium ապակուց, եւ լյումինեսցենտային կյանքի տեւողությունը 3 անգամ Neodymium ապակուց 3 անգամ: Այն ունի նաեւ առավելություններ, ինչպիսիք են դոպինգի բարձր կոնցենտրացիան, կլանման թողունակությունը եւ կարող են ուղղակիորեն մղվել կիսահաղորդիչներով, այն շատ հարմար դարձնելով բարձր էներգիայի լազերների համար: Այնուամենայնիվ, Ytterbium լազերային ապակու գործնական կիրառումը հաճախ ապավինում է Neodymium- ի օգնությանը, ինչպիսիք են ND3 + օգտագործումը, որպես YTERBIAM լազերային ապակու, սենյակային ջերմաստիճանում գործելու համար, եւ μ լազերային արտանետումը հասնում է M ալիքի երկարությամբ: Այսպիսով, Ytterbium- ը եւ Neodymium- ը լազերային ապակու դաշտում մրցակիցներն են, եւ համատեղ գործընկերները:

Ապակու կազմը կարգավորելով, Ytterbium լազերային ապակու շատ լուսավոր հատկություններ կարող են բարելավվել: Բարձր էներգիայի լազերների մշակմամբ, որպես հիմնական ուղղություն, Ytterbium լազերային ապակուց պատրաստված լազերներն ավելի ու ավելի լայնորեն օգտագործվում են ժամանակակից արդյունաբերության, գյուղատնտեսության, բժշկության, գիտական ​​հետազոտությունների եւ ռազմական դիմումների մեջ:

Ռազմական օգտագործում. Միջուկային միաձուլման արդյունքում ստեղծված էներգիայի օգտագործումը միշտ եղել է սպասվող նպատակը, եւ վերահսկվող միջուկային միաձուլման հասնելը մարդկության համար կարեւոր միջոց կլինի էներգետիկ խնդիրներ լուծելու համար: Ytterbium Doped լազերային ապակին դառնում է նախապատվությունը 21-րդ դարում իներցիալ գաղտնիության ֆյուիան (ICF) արդիականացման հասնելու համար `լազերային գերազանց ներկայացման շնորհիվ:

Լազերային զենքերը օգտագործում են լազերային ճառագայթների հսկայական էներգիան գործադուլելու եւ ոչնչացնելու համար թիրախներ, միլիարդավոր աստիճանի ջերմաստիճանների ջերմաստիճան եւ ուղղակիորեն հարձակվում լույսի արագությամբ: Դրանք կարելի է անվանել Նադանա եւ ունենալ մեծ մահաբեր, հատկապես հարմար է պատերազմի ժամանակակից օդային պաշտպանական զենքի համակարգերի համար: Ytterbium doped լազերային ապակու հիանալի կատարումը այն դարձրեց կարեւոր հիմնական նյութ `բարձր էներգիայի եւ բարձրորակ լազերային զենք արտադրելու համար:

Օպտիկամանրաթելային լազերը արագ զարգացող նոր տեխնոլոգիա է, ինչպես նաեւ պատկանում է լազերային ապակե ծրագրերի դաշտին: Fiber Laser- ը լազեր է, որն օգտագործում է մանրաթել, որպես լազերային միջոց, որը մանրաթել եւ լազերային տեխնոլոգիայի համադրության արդյունք է: Այն նոր լազերային տեխնոլոգիա է, որը մշակվել է Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) տեխնոլոգիայի հիման վրա: Օպտիկամանրաթելային լազերը բաղկացած է կիսահաղորդչային լազերային դիոդից, քանի որ պոմպի աղբյուրը, օպտիկամանրաթելային ալիքը եւ ձեռք բերող միջոցը եւ օպտիկական բաղադրիչները, ինչպիսիք են քերող մանրաթելերը եւ զույգերը: Այն չի պահանջում օպտիկական ճանապարհի մեխանիկական ճշգրտում, եւ մեխանիզմը կոմպակտ է եւ հեշտ է ինտեգրվել: Համեմատաբար ավանդական պինդ վիճակի լազերների եւ կիսահաղորդչային լազերների հետ, այն ունի տեխնոլոգիական եւ կատարողական առավելություններ, ինչպիսիք են ճառագայթների բարձր որակը, լավ կայունությունը, շրջակա միջավայրի միջամտությունը, առանց ճշգրտման եւ կոմպակտ կառուցվածքի: Շնորհիվ այն բանի, որ դոպեդ իոնները հիմնականում ND + 3, YB + 3, ER + 3, TM + 3, HO + 3, որոնց բոլորն էլ օգտագործում են հազվագյուտ երկրային մանրաթելեր, որպես ձեռքբերվող լրատվամիջոցներ, որոնք ընկերության կողմից մշակված մանրաթելային լազեր է:

Լազերային դիմում. Բարձր էներգիայի Ytterbium Doped Double Clad Fiber LaSer- ը վերջին տարիներին դարձել է ամուր պետական ​​լազերային տեխնոլոգիայի թեժ դաշտ: Այն ունի լավ ճառագայթների որակի, կոմպակտ կառուցվածքի եւ փոխակերպման բարձր արդյունավետության առավելություններ եւ ունի կիրառման լայն հեռանկարներ արդյունաբերական վերամշակման եւ այլ ոլորտներում: Կրկնակի ծածկված Ytterbium դոպեդի մանրաթելերը հարմար են կիսահաղորդչային լազերային պոմպի համար, զուգակցման բարձր արդյունավետությամբ եւ բարձր լազերային ելքային հզորությամբ եւ Ytterbium դոպեդ մանրաթելերի զարգացման հիմնական զարգացման ուղղությամբ: Չինաստանի կրկնակի հագնված YTERTERBIUM դոպեդի մանրաթելային տեխնոլոգիան այլեւս չի անցնում արտասահմանյան երկրների առաջադեմ մակարդակի հետ: YTERTERBIUM DOPED մանրաթել, կրկնակի ծածկված YTERBIUM դոպեդի մանրաթել եւ erbium ytterbium Co Fibered Fiber

Աշխարհահռչակ գերմանական IPG լազերային ընկերությունը վերջերս հայտարարեց, որ իրենց նոր գործարկված YTERTERBIUM DOPED մանրաթելային լազերային համակարգը ունի գերազանց ճառագայթի բնութագրեր, ավելի քան 50000 ժամվա ընթացքում, 1070NM-1080NM- ի կենտրոնական արտանետման ալիքի երկարություն եւ մինչեւ 20 կՎտ-ի ելքային հզորություն: Այն կիրառվել է նուրբ եռակցման, կտրման եւ ժայռերի հորատման մեջ:

Լազերային նյութերը լազերային տեխնոլոգիայի զարգացման հիմնական եւ հիմնադրամն են: Լազերային արդյունաբերության մեջ միշտ ասացված է, որ «մեկ սերունդ նյութերի սերունդ, մեկ սերունդ»: Ընդլայնված եւ գործնական լազերային սարքեր զարգացնելու համար անհրաժեշտ է նախ տիրապետել բարձրորակ լազերային նյութեր եւ ինտեգրվել այլ համապատասխան տեխնոլոգիաներ: Ytterbium doped լազերային բյուրեղները եւ լազերային ապակիները, որպես պինդ լազերային նյութերի նոր ուժ, նպաստում են օպտիկամանրաթելային հաղորդակցման եւ լազերային տեխնոլոգիաների նորարար զարգացմանը, հատկապես բարձր էներգիայի միջուկային միաձուլման լազերներ, բարձր էներգիայի զենքի լազերներ:

Բացի այդ, Ytterbium- ը օգտագործվում է նաեւ որպես լյումինեսցենտ փոշու ակտիվացուցիչ, ռադիո կերամիկա, էլեկտրոնային համակարգչային հիշողության բաղադրիչների (մագնիսական փուչիկների) եւ օպտիկական ապակու հավելանյութերի հավելանյութեր: Պետք է նշել, որ Yttrium- ը եւ Yttrium- ը երկուսն էլ հազվադեպ են հողային տարրեր: Չնայած անգլերեն անունների եւ տարրերի խորհրդանիշների մեջ զգալի տարբերություններ կան, չինական հնչյունական այբուբենը ունի նույն վանկերը: Որոշ չինարեն թարգմանություններում Yttrium- ը երբեմն սխալմամբ կոչվում է Yttrium: Այս դեպքում մենք պետք է հետեւենք բնօրինակ տեքստը եւ հաստատելու համար տարրերի խորհրդանիշները: