องค์ประกอบของโลกหายากวิเศษ: ytterbium

อิตเทอร์เบียม: Atomic Number 70, Atomic Weight 173.04, ชื่อองค์ประกอบที่ได้มาจากตำแหน่งการค้นพบ เนื้อหาของอิตเทอร์เบียมในเปลือกโลกคือ 0.000266%ส่วนใหญ่อยู่ในฟอสฟอร์ตและเงินฝากทองคำที่หายากสีดำในขณะที่เนื้อหาใน monazite คือ 0.03%โดยมีไอโซโทปธรรมชาติ 7 ชนิด

ค้นพบประวัติศาสตร์

ค้นพบโดย: Marinak

เวลา: 1878

สถานที่: สวิตเซอร์แลนด์ 

ในปี 1878 นักเคมีชาวสวิส Jean Charles และ G Marignac ค้นพบองค์ประกอบของโลกหายากใหม่ใน“ Erbium” ในปี 1907 Ulban และ Weils ชี้ให้เห็นว่า Marignac แยกส่วนผสมของ Lutetium oxide และ Ytterbium ออกไซด์ ในความทรงจำของหมู่บ้านเล็ก ๆ ชื่อ Yteerby ใกล้กับสตอกโฮล์มที่ซึ่งมีการค้นพบแร่ yttrium องค์ประกอบใหม่นี้ชื่อ Ytterbium ที่มีสัญลักษณ์ YB

การกำหนดค่าอิเล็กตรอน

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

โลหะ

Ytterbium โลหะเป็นสีเทาสีเงินเหนียวและมีพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม ที่อุณหภูมิห้อง Ytterbium สามารถออกซิไดซ์ได้อย่างช้าๆโดยอากาศและน้ำ

มีสองโครงสร้างผลึก: α-ประเภทคือระบบลูกบาศก์ลูกบาศก์กึ่งกลางใบหน้า (อุณหภูมิห้อง -798 ℃); β-ประเภทเป็นลูกบาศก์กึ่งกลางของร่างกาย (สูงกว่า 798 ℃) ตาข่าย จุดหลอมเหลว 824 ℃, จุดเดือด 1427 ℃, ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 6.977 （α- ประเภท), 6.54 （β- ประเภท)

ไม่ละลายในน้ำเย็นละลายได้ในกรดและแอมโมเนียเหลว มันค่อนข้างคงที่ในอากาศ เช่นเดียวกับ Samarium และ Europium, Ytterbium เป็นของ Valence Valence Rare Earth และยังสามารถอยู่ในสถานะที่เป็นบวกและมักจะเป็น trivalent

เนื่องจากลักษณะวาเลนซ์ตัวแปรนี้การเตรียมการของโลหะ ytterbium ไม่ควรดำเนินการโดยอิเล็กโทรไลซิส แต่โดยวิธีการลดการกลั่นสำหรับการเตรียมและการทำให้บริสุทธิ์ โดยปกติ,โลหะแลน ธ นัมใช้เป็นสารลดการกลั่นลดการใช้ความแตกต่างระหว่างความดันไอสูงของโลหะ ytterbium และความดันไอต่ำของโลหะแลนทาม หรือThulium, อิตเทอร์เบียม, และlutetiumConcentrates สามารถใช้เป็นวัตถุดิบและ Lanthanum โลหะสามารถใช้เป็นสารลด ภายใต้สภาวะสูญญากาศที่อุณหภูมิสูงของ> 1100 ℃และ <0.133pa, โลหะ ytterbium สามารถสกัดได้โดยตรงโดยการลดการกลั่น ชอบซาแมเรียมและยุโรปYtterbium ยังสามารถแยกและทำให้บริสุทธิ์ผ่านการลดความเปียก โดยปกติแล้ว Thulium, Ytterbium และ Lutetium เข้มข้นจะใช้เป็นวัตถุดิบ หลังจากการสลายตัว Ytterbium จะถูกลดลงเป็นสถานะ divalent ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติและจากนั้นแยกออกจากโลกหายาก trivalent อื่น ๆ การผลิต ytterbium ออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมักจะดำเนินการโดยการสกัดโครมาโตกราฟีหรือวิธีแลกเปลี่ยนไอออน

แอปพลิเคชัน

ใช้สำหรับการผลิตโลหะผสมพิเศษโลหะผสม Ytterbiumได้ถูกนำไปใช้ในการแพทย์ทันตกรรมสำหรับการทดลองทางโลหะและเคมี

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Ytterbium ได้เกิดขึ้นและพัฒนาอย่างรวดเร็วในด้านการสื่อสารไฟเบอร์ออปติกและเทคโนโลยีเลเซอร์

ด้วยการก่อสร้างและการพัฒนาของ“ Highway Information Highway” เครือข่ายคอมพิวเตอร์และระบบการส่งเส้นใยออพติคอลทางไกลมีความต้องการสูงมากขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของวัสดุใยแก้วนำแสงที่ใช้ในการสื่อสารด้วยแสง Ytterbium ions เนื่องจากคุณสมบัติสเปกตรัมที่ยอดเยี่ยมสามารถใช้เป็นวัสดุขยายไฟเบอร์สำหรับการสื่อสารด้วยแสงเช่นเออร์เบียมและThulium- แม้ว่า Erbium Element Rare Earth ยังคงเป็นผู้เล่นหลักในการเตรียมแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ แต่เส้นใยควอตซ์ที่เจือด้วยเออร์เบียมแบบดั้งเดิมมีแบนด์วิดท์ขนาดเล็ก (30nm) ทำให้ยากที่จะตอบสนองความต้องการของการส่งข้อมูลความเร็วสูงและความจุสูง YB3+ไอออนมีการดูดซับแบบตัดขวางมากกว่า ER3+ไอออนประมาณ 980Nm ด้วยผลการไวของ YB3+และการถ่ายโอนพลังงานของ Erbium และ Ytterbium แสง 1530nm สามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากดังนั้นจึงปรับปรุงประสิทธิภาพการขยายของแสงได้อย่างมาก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Erbium Ytterbium Co Joted Glass ได้รับความนิยมมากขึ้นจากนักวิจัย แว่นตาฟอสเฟตและฟลูออโรฟอสเฟตมีความเสถียรทางเคมีและความร้อนที่ดีรวมถึงการส่งผ่านอินฟราเรดที่กว้างและลักษณะการขยายขนาดใหญ่ที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับบรอดแบนด์ แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วย YB3+สามารถเพิ่มกำลังการขยายพลังงานและการขยายสัญญาณขนาดเล็กทำให้เหมาะสำหรับฟิลด์เช่นเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงการสื่อสารด้วยเลเซอร์พื้นที่ว่างและการขยายพัลส์สั้นพิเศษ ปัจจุบันจีนได้สร้างความจุช่องสัญญาณเดียวที่ใหญ่ที่สุดในโลกและระบบส่งสัญญาณแสงความเร็วที่เร็วที่สุดและมีทางหลวงข้อมูลที่กว้างที่สุดในโลก Ytterbium เจือจางและแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่หายากอื่น ๆ และวัสดุเลเซอร์มีบทบาทสำคัญและสำคัญในตัวพวกเขา

ลักษณะทางสเปกตรัมของ Ytterbium ยังใช้เป็นวัสดุเลเซอร์คุณภาพสูงทั้งเป็นผลึกเลเซอร์แว่นตาเลเซอร์และเลเซอร์ไฟเบอร์ ในฐานะที่เป็นวัสดุเลเซอร์พลังงานสูง Ytterbium ผลึกเลเซอร์เจือได้กลายเป็นซีรีส์ขนาดใหญ่รวมถึง Ytterbium เจืออลูมิเนียม Yttriumโกเมน (yb: yag), ytterbium เจือจางแกโดลิเนียมGallium Garnet (YB: GGG), Ytterbium calcium fluorophosphate (YB: FAP), Ytterbium เจือ strontium fluorophosphate (YB: S-FAP), Ytterbium เจือจาง Yttrium vanadate (YB: YV04) เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ (LD) เป็นแหล่งปั๊มชนิดใหม่สำหรับเลเซอร์โซลิดสเตต YB: YAG มีคุณสมบัติมากมายที่เหมาะสำหรับการสูบน้ำ LD กำลังสูงและได้กลายเป็นวัสดุเลเซอร์สำหรับการสูบน้ำ LD พลังงานสูง YB: คริสตัล S-FAP อาจใช้เป็นวัสดุเลเซอร์สำหรับการหลอมรวมด้วยเลเซอร์นิวเคลียร์ในอนาคตซึ่งดึงดูดความสนใจของผู้คน ในผลึกเลเซอร์ที่ปรับได้มีโครเมียมโครเมียม Ytterbium holmium yttrium galium galium garnet (Cr, yb, ho: yagg) ที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 2.84 ถึง 3.05 μปรับได้อย่างต่อเนื่องระหว่าง m ตามสถิติส่วนใหญ่ของหัวรบอินฟราเรดที่ใช้ในขีปนาวุธทั่วโลกใช้ 3-5 μดังนั้นการพัฒนาของ CR, YB, HO: เลเซอร์ YSGG สามารถให้สัญญาณรบกวนที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตอบโต้อาวุธอินฟราเรดกลางและมีความสำคัญทางทหารที่สำคัญ ประเทศจีนได้รับผลลัพธ์ที่เป็นนวัตกรรมด้วยระดับสูงระดับนานาชาติในสาขาของผลึกเลเซอร์เจือเจียน Ytterbium (YB: YAG, YB: FAP, YB: SFAP ฯลฯ ) การแก้ปัญหาเทคโนโลยีสำคัญเช่นการเจริญเติบโตของคริสตัลและเลเซอร์อย่างรวดเร็วพัลส์ ผลการวิจัยได้ถูกนำไปใช้ในการป้องกันประเทศอุตสาหกรรมและวิศวกรรมวิทยาศาสตร์และผลิตภัณฑ์คริสตัลเจือเจียน Ytterbium ได้ถูกส่งออกไปยังหลายประเทศและภูมิภาคเช่นสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น

อีกประเภทสำคัญของวัสดุเลเซอร์ Ytterbium คือกระจกเลเซอร์ แว่นตาเลเซอร์แบบตัดขวางที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงได้รับการพัฒนารวมถึงเจอร์เมเนียมเทลลูไรต์, ซิลิกอน niobate, borate และฟอสเฟต เนื่องจากความสะดวกในการปั้นแก้วจึงสามารถทำในขนาดใหญ่และมีลักษณะเช่นการส่งผ่านแสงสูงและความสม่ำเสมอสูงทำให้สามารถผลิตเลเซอร์พลังงานสูงได้ กระจกเลเซอร์หายากที่คุ้นเคยเคยเป็นส่วนใหญ่นีโอไดเมียมแก้วซึ่งมีประวัติการพัฒนามานานกว่า 40 ปีและการผลิตและเทคโนโลยีการใช้งานที่ครบกำหนด มันเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์เลเซอร์กำลังสูงและถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ทดลองฟิวชั่นนิวเคลียร์และอาวุธเลเซอร์ อุปกรณ์เลเซอร์กำลังสูงที่สร้างขึ้นในประเทศจีนซึ่งประกอบด้วยเลเซอร์นีโอไดเมียมแก้วเป็นสื่อเลเซอร์หลักมาถึงระดับสูงของโลก แต่ตอนนี้ Laser Neodymium Glass เผชิญกับความท้าทายที่ทรงพลังจาก Laser Ytterbium Glass

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติหลายอย่างของแก้วเลเซอร์ Ytterbium เกินกว่าของนีโอไดเมียมกระจก. เนื่องจากความจริงที่ว่า Ytterbium เจือจางเรืองแสงมีเพียงสองระดับพลังงานประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานจึงสูง ในระดับเดียวกันแก้ว Ytterbium มีประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานสูงกว่าแก้วนีโอไดเมียม 16 เท่าและอายุการใช้งานเรืองแสง 3 เท่าของแก้วนีโอไดเมียม นอกจากนี้ยังมีข้อดีเช่นความเข้มข้นของสารเติมสูงแบนด์วิดท์การดูดซับและสามารถสูบฉีดได้โดยตรงโดยเซมิคอนดักเตอร์ทำให้เหมาะสำหรับเลเซอร์พลังงานสูง อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้จริงของแก้วเลเซอร์ Ytterbium มักจะอาศัยความช่วยเหลือของนีโอไดเมียมเช่นการใช้ ND3+เป็นตัวบ่งชี้ที่จะทำให้แก้วเลเซอร์เลเซอร์ Ytterbium ทำงานที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้น Ytterbium และ Neodymium จึงเป็นทั้งคู่แข่งและพันธมิตรที่ทำงานร่วมกันในด้านกระจกเลเซอร์

โดยการปรับองค์ประกอบของแก้วสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการเรืองแสงจำนวนมากของแก้วเลเซอร์ Ytterbium ได้ ด้วยการพัฒนาเลเซอร์พลังงานสูงเป็นทิศทางหลักเลเซอร์ที่ทำจากแก้วเลเซอร์ Ytterbium นั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่การเกษตรการแพทย์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ทางทหาร

การใช้งานทางทหาร: การใช้พลังงานที่เกิดจากฟิวชั่นนิวเคลียร์เนื่องจากพลังงานเป็นเป้าหมายที่คาดหวังมาโดยตลอดและการบรรลุฟิวชั่นนิวเคลียร์ที่ควบคุมจะเป็นวิธีสำคัญสำหรับมนุษยชาติในการแก้ปัญหาพลังงาน Ytterbium Laser Laser Glass กำลังกลายเป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการอัพเกรด Fusion Fusion (ICF) ในศตวรรษที่ 21 เนื่องจากประสิทธิภาพของเลเซอร์ที่ยอดเยี่ยม

อาวุธเลเซอร์ใช้พลังงานมหาศาลของลำแสงเลเซอร์เพื่อโจมตีและทำลายเป้าหมายสร้างอุณหภูมิขององศาเซลเซียสหลายพันล้านองศาและโจมตีโดยตรงด้วยความเร็วแสง พวกเขาสามารถเรียกได้ว่าเป็นนาดานาและมีการตายที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับระบบอาวุธป้องกันทางอากาศที่ทันสมัยในสงคราม ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของ Laser Laser Laser Ytterbium ทำให้เป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการผลิตอาวุธเลเซอร์ที่มีกำลังสูงและประสิทธิภาพสูง

ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและยังเป็นของแอพพลิเคชั่นแก้วเลเซอร์ ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นเลเซอร์ที่ใช้ไฟเบอร์เป็นตัวกลางเลเซอร์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของการรวมกันของเทคโนโลยีไฟเบอร์และเลเซอร์ มันเป็นเทคโนโลยีเลเซอร์ใหม่ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เจือเจือ (EDFA) ของ Erbium (EDFA) เลเซอร์ไฟเบอร์ประกอบด้วยเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ไดโอดเป็นแหล่งปั๊มท่อนำคลื่นไฟเบอร์ออปติกและตัวกลางรับและส่วนประกอบแสงเช่นเส้นใยตะแกรงและข้อต่อ ไม่จำเป็นต้องมีการปรับตัวเชิงกลของเส้นทางออปติคัลและกลไกนั้นมีขนาดกะทัดรัดและง่ายต่อการรวมเข้าด้วยกัน เมื่อเทียบกับเลเซอร์โซลิดสเตตแบบดั้งเดิมและเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มันมีข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีและประสิทธิภาพเช่นคุณภาพของลำแสงสูงความมั่นคงที่ดีความต้านทานต่อการรบกวนด้านสิ่งแวดล้อมไม่มีการปรับการบำรุงรักษาและโครงสร้างขนาดกะทัดรัด เนื่องจากความจริงที่ว่าไอออนเจือเป็นส่วนใหญ่ Nd+3, yb+3, ER+3, TM+3, HO+3 ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้เส้นใยดินหายากเป็นสื่อได้รับเลเซอร์ไฟเบอร์ที่พัฒนาโดย บริษัท ก็สามารถเรียกได้ว่าเป็นเลเซอร์เส้นใยโลกหายาก

แอปพลิเคชั่นเลเซอร์: เลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีกำลังสูง Ytterbium ที่มีกำลังสูงได้กลายเป็นสนามที่ร้อนแรงในเทคโนโลยีเลเซอร์โซลิดสเตตระดับสากลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มันมีข้อดีของคุณภาพลำแสงที่ดีโครงสร้างขนาดกะทัดรัดและประสิทธิภาพการแปลงสูงและมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในการประมวลผลอุตสาหกรรมและสาขาอื่น ๆ เส้นใยเจือเจือคู่ Ytterbium คู่เหมาะสำหรับการสูบน้ำเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ด้วยประสิทธิภาพการมีเพศสัมพันธ์สูงและกำลังไฟเลเซอร์สูงและเป็นทิศทางการพัฒนาหลักของเส้นใยเจือเยื่อหุ้มเซลล์ Ytterbium เทคโนโลยีไฟเบอร์เจือจางคู่ของจีนคู่ของจีนนั้นไม่ได้อยู่ในระดับสูงกับระดับต่างประเทศขั้นสูงอีกต่อไป เส้นใยเจือเจือเยื่อภาษา Ytterbium, เส้นใยเจือคู่ Ytterbium สองชุด, และ Erbium Ytterbium Co Doped Fiber ที่พัฒนาขึ้นในประเทศจีนได้ถึงระดับสูงของผลิตภัณฑ์ต่างประเทศที่คล้ายคลึงกันในแง่ของประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ

บริษัท เลเซอร์ IPG ของเยอรมันที่มีชื่อเสียงระดับโลกเมื่อเร็ว ๆ นี้ประกาศว่าระบบเลเซอร์ที่เปิดตัว Ytterbium ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ของพวกเขามีลักษณะลำแสงที่ยอดเยี่ยมอายุการใช้งานปั๊มมากกว่า 50000 ชั่วโมงความยาวคลื่นการปล่อยมลพิษกลาง 1070nm-1080nm มันถูกนำไปใช้ในการเชื่อมที่ดีการตัดและการขุดเจาะหิน

วัสดุเลเซอร์เป็นแกนหลักและรากฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ มีคำพูดอยู่เสมอในอุตสาหกรรมเลเซอร์ว่า 'วัสดุรุ่นหนึ่งอุปกรณ์รุ่นหนึ่ง' เพื่อพัฒนาอุปกรณ์เลเซอร์ขั้นสูงและใช้งานได้จริงจำเป็นต้องมีวัสดุเลเซอร์ประสิทธิภาพสูงก่อนและรวมเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง Ytterbium Laser Crystals และ Laser Glass ซึ่งเป็นพลังใหม่ของวัสดุเลเซอร์ที่เป็นของแข็งกำลังส่งเสริมการพัฒนาที่เป็นนวัตกรรมของการสื่อสารไฟเบอร์ออปติกและเทคโนโลยีเลเซอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยีเลเซอร์ที่ทันสมัย

นอกจากนี้ Ytterbium ยังใช้เป็นตัวกระตุ้นผงฟลูออเรสเซนต์เซรามิกวิทยุสารเติมแต่งสำหรับส่วนประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ (ฟองแม่เหล็ก) และสารเติมแต่งแก้วออพติคอล ควรชี้ให้เห็นว่า Yttrium และ Yttrium เป็นทั้งองค์ประกอบที่หายากของโลก แม้ว่าจะมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในชื่อภาษาอังกฤษและสัญลักษณ์องค์ประกอบตัวอักษรการออกเสียงจีนมีพยางค์เดียวกัน ในการแปลภาษาจีนบางครั้ง Yttrium บางครั้งก็เรียกว่า Yttrium ผิดพลาด ในกรณีนี้เราจำเป็นต้องติดตามข้อความต้นฉบับและรวมสัญลักษณ์องค์ประกอบเพื่อยืนยัน