IterbisAtomo numeris 70, atominis svoris 173,04, elemento pavadinimas kilęs iš jo atradimo vietos. Sudėtisiterbisplutoje yra 0,000266 %, daugiausia fosforito ir juodojo retųjų aukso telkiniuose, o monacite jo kiekis yra 0,03 %, su 7 natūraliais izotopais.
Istorijos atradimas
Atrado: Marinak
Laikas: 1878 m.
Vieta: Šveicarija
1878 m. šveicarų chemikai Jeanas Charlesas ir G. Marignacas atrado naują retųjų žemių elementą – erbį. 1907 m. Ulbanas ir Weilsas atkreipė dėmesį, kad Marignacas atskyrė liutecio oksido ir iterbio oksido mišinį. Mažo Iterbio kaimelio netoli Stokholmo, kuriame buvo atrasta itrio rūda, atminimui šis naujas elementas buvo pavadintas iterbiu, žymint jį simboliu Yb.
Elektronų konfigūracija
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metalas
Metalinis iterbisyra sidabriškai pilkos spalvos, kalingas ir minkštos tekstūros. Kambario temperatūroje iterbis gali būti lėtai oksiduojamas oro ir vandens.
Yra dvi kristalinės struktūros: α- tipas yra centruotos plokštumos kubinė kristalinė sistema (kambario temperatūra -798 ℃); β- tipas yra centruotos kūno kubinės gardelės (virš 798 ℃). Lydymosi temperatūra 824 ℃, virimo temperatūra 1427 ℃, santykinis tankis 6,977 (α- tipas), 6,54 (β- tipas).
Netirpsta šaltame vandenyje, tirpsta rūgštyse ir skystame amoniake. Gana stabilus ore. Panašiai kaip samaris ir europis, iterbis priklauso kintamojo valentingumo retųjų žemių elementams ir, be to, paprastai yra trivalentis, gali būti ir teigiamoje dvivalentėje būsenoje.
Dėl šios kintamos valentingumo savybės metalinio iterbio paruošimas ir gryninimas neturėtų būti atliekamas elektrolizės būdu, o redukcinės distiliacijos metodu. Paprastai,lantano metalasnaudojamas kaip reduktorius redukcinei distiliacijai, panaudojant skirtumą tarp didelio iterbio metalo ir mažo lantano metalo garų slėgio. Arbatulis, iterbisirliutecisKoncentratai gali būti naudojami kaip žaliavos, o metalinis lantanas gali būti naudojamas kaip reduktorius. Aukštos temperatūros vakuumo sąlygomis (> 1100 ℃ ir <0,133 Pa) metalinis iterbis gali būti tiesiogiai išgaunamas redukcinės distiliacijos būdu. Kaip irsamarisireuropioIterbį taip pat galima atskirti ir išgryninti drėgnosios redukcijos būdu. Paprastai kaip žaliavos naudojami tulio, iterbio ir liutecio koncentratai. Ištirpinus iterbį, jis redukuojamas iki dvivalentės būsenos, dėl kurios labai skiriasi savybės, o tada atskiriamas nuo kitų trivalenčių retųjų žemių elementų. Didelio grynumo iterbio oksido gamyba paprastai atliekama ekstrakcijos chromatografijos arba jonų mainų metodu.
Paraiška
Naudojamas specialių lydinių gamybai.Iterbio lydiniaibuvo taikomi odontologijoje metalurgijos ir chemijos eksperimentams.
Pastaraisiais metais iterbis atsirado ir sparčiai vystėsi šviesolaidinio ryšio ir lazerinių technologijų srityse.
Tiesiant ir plėtojant „informacijos greitkelį“, kompiuterių tinklams ir tolimojo nuotolio optinių skaidulų perdavimo sistemoms keliami vis didesni reikalavimai optinių skaidulų medžiagų, naudojamų optiniame ryšyje, charakteristikoms. Iterbio jonai dėl puikių spektrinių savybių gali būti naudojami kaip skaidulų stiprinimo medžiagos optiniame ryšyje, kaip irerbisirtulisNors retųjų žemių elementas erbis vis dar yra pagrindinis veiksnys, naudojamas skaidulinių stiprintuvų gamyboje, tradiciniai erbiu legiruoti kvarco pluoštai turi mažą stiprinimo pralaidumą (30 nm), todėl sunku patenkinti didelės spartos ir didelės talpos informacijos perdavimo reikalavimus. Yb3+ jonų sugerties skerspjūvis yra daug didesnis nei Er3+ jonų, kurių bangos ilgis yra apie 980 nm. Dėl Yb3+ jautrinimo efekto ir erbio bei iterbio energijos perdavimo 1530 nm šviesa gali būti labai sustiprinta, taip gerokai pagerinant šviesos stiprinimo efektyvumą.
Pastaraisiais metais tyrėjai vis labiau renkasi erbio ir iterbio legiruotą fosfatinį stiklą. Fosfatiniai ir fluorofosfatiniai stiklai pasižymi geru cheminiu ir terminiu stabilumu, plačiu infraraudonųjų spindulių pralaidumu ir didelėmis netolygiomis išplėtimo savybėmis, todėl jie yra idealios medžiagos plačiajuosčiam ir didelio stiprinimo erbio legiruotam stiklo pluoštui. Yb3+ legiruoti šviesolaidiniai stiprintuvai gali pasiekti galios stiprinimą ir mažą signalo stiprinimą, todėl jie tinka tokiose srityse kaip šviesolaidiniai jutikliai, laisvos erdvės lazerinis ryšys ir itin trumpų impulsų stiprinimas. Kinija šiuo metu sukūrė didžiausią pasaulyje vieno kanalo talpos ir greičiausią optinio perdavimo sistemą ir turi plačiausią informacijos greitkelį pasaulyje. Iterbio ir kitų retųjų žemių legiruoti šviesolaidiniai stiprintuvai ir lazerinės medžiagos atlieka lemiamą ir reikšmingą vaidmenį juose.
Iterbio spektrinės charakteristikos taip pat naudojamos kaip aukštos kokybės lazerinės medžiagos, tiek kaip lazeriniai kristalai, lazeriniai stiklai, tiek kaip skaiduliniai lazeriai. Kaip didelės galios lazerinė medžiaga, iterbio legiruoti lazeriniai kristalai suformavo didžiulę seriją, įskaitant iterbio legiruotusitrio aliuminisgranatas (Yb: YAG), legiruotas iterbiugadolinisgalio granatas (Yb: GGG), iterbiu legiruotas kalcio fluorofosfatas (Yb: FAP), iterbiu legiruotas stroncio fluorofosfatas (Yb: S-FAP), iterbiu legiruotas itrio vanadatas (Yb: YV04), iterbiu legiruotas boratas ir silikatas. Puslaidininkinis lazeris (LD) yra naujo tipo kaupinimo šaltinis kietojo kūno lazeriams. Yb:YAG turi daug savybių, tinkamų didelės galios LD kaupinimui, ir tapo lazerine medžiaga didelės galios LD kaupinimui. Yb:S-FAP kristalai ateityje gali būti naudojami kaip lazerinė medžiaga lazerinei branduolių sintezei, kas patraukė žmonių dėmesį. Derinamuosiuose lazeriniuose kristaluose yra chromo iterbio, holmio, itrio, aliuminio galio granatas (Cr, Yb, Ho: YAGG), kurio bangos ilgis svyruoja nuo 2,84 iki 3,05 μ. Nuolat reguliuojamas tarp m. Remiantis statistika, dauguma pasaulyje raketose naudojamų infraraudonųjų spindulių kovinių galvučių yra 3–5 μ. Todėl Cr, Yb, Ho: YSGG lazerių kūrimas gali užtikrinti efektyvius trukdžius vidutinio infraraudonojo diapazono valdomų ginklų atsakomosioms priemonėms ir turi didelę karinę reikšmę. Kinija pasiekė daug novatoriškų rezultatų, pasiekdama tarptautinį pažangų lygį iterbio legiruotų lazerinių kristalų (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP ir kt.) srityje, išspręsdama pagrindines technologijas, tokias kaip kristalų augimas ir greitas, impulsinis, nuolatinis ir reguliuojamas lazerio galingumas. Tyrimų rezultatai buvo pritaikyti nacionalinėje gynyboje, pramonėje ir mokslinėje inžinerijoje, o iterbio legiruotų kristalų gaminiai buvo eksportuoti į daugelį šalių ir regionų, tokių kaip Jungtinės Amerikos Valstijos ir Japonija.
Kita svarbi iterbio lazerinių medžiagų kategorija yra lazerinis stiklas. Sukurti įvairūs didelio spinduliavimo skerspjūvio lazeriniai stiklai, įskaitant germanio telūritą, silicio niobatą, boratą ir fosfatą. Dėl lengvo stiklo liejimo jis gali būti gaminamas dideliais dydžiais ir pasižymi tokiomis savybėmis kaip didelis šviesos pralaidumas ir didelis vienodumas, todėl galima gaminti didelės galios lazerius. Anksčiau įprastas retųjų žemių lazerinis stiklas daugiausia buvo...neodimiostiklas, kurio kūrimo istorija siekia daugiau nei 40 metų, o gamybos ir taikymo technologijos yra brandžios. Jis visada buvo pageidaujama medžiaga didelės galios lazeriniams prietaisams ir buvo naudojamas branduolių sintezės eksperimentiniuose prietaisuose ir lazeriniuose ginkluose. Kinijoje pagaminti didelės galios lazeriniai įrenginiai, kuriuos sudaro lazerisneodimiostiklas, kaip pagrindinė lazerio terpė, pasiekė pasaulinį pažangos lygį. Tačiau lazerinis neodimio stiklas dabar susiduria su dideliu iššūkiu iš lazerinio iterbio stiklo.
Pastaraisiais metais daugybė tyrimų parodė, kad daugelis lazerinio iterbio stiklo savybių pranoksta...neodimiostiklas. Kadangi iterbio legiruota liuminescencija turi tik du energijos lygius, energijos kaupimo efektyvumas yra didelis. Esant tokiam pačiam stiprinimui, iterbio stiklo energijos kaupimo efektyvumas yra 16 kartų didesnis nei neodimio stiklo, o fluorescencijos gyvavimo trukmė – 3 kartus didesnė nei neodimio stiklo. Jis taip pat turi tokių privalumų kaip didelė legiravimo koncentracija, absorbcijos pralaidumas ir gali būti tiesiogiai kaupinamas puslaidininkių, todėl labai tinka didelės galios lazeriams. Tačiau praktinis iterbio lazerinio stiklo pritaikymas dažnai priklauso nuo neodimio pagalbos, pavyzdžiui, naudojant Nd3+ kaip jautrintuvą, kad iterbio lazerinis stiklas veiktų kambario temperatūroje ir μ. Lazerio emisija pasiekiama m bangos ilgyje. Taigi, iterbis ir neodimis yra ir konkurentai, ir bendradarbiavimo partneriai lazerinio stiklo srityje.
Reguliuojant stiklo sudėtį, galima pagerinti daugelį iterbio lazerinio stiklo liuminescencinių savybių. Tobulėjant didelio galingumo lazeriams kaip pagrindinei krypčiai, iš iterbio lazerinio stiklo pagaminti lazeriai vis plačiau naudojami šiuolaikinėje pramonėje, žemės ūkyje, medicinoje, moksliniuose tyrimuose ir karinėse srityse.
Karinis panaudojimas: Branduolių sintezės metu gautos energijos panaudojimas energijai gauti visada buvo laukiamas tikslas, o kontroliuojamos branduolių sintezės pasiekimas bus svarbi žmonijos priemonė energetikos problemoms spręsti. Iterbio legiruotas lazerinis stiklas tampa pageidaujama medžiaga inercinės ribojimo sintezės (ICF) atnaujinimams XXI amžiuje dėl puikių lazerinių savybių.
Lazeriniai ginklai naudoja milžinišką lazerio spindulio energiją taikiniams smogti ir sunaikinti, sukurdami milijardų laipsnių Celsijaus temperatūrą ir tiesiogiai atakuodami šviesos greičiu. Jie gali būti vadinami Nadana ir pasižymi dideliu mirtingumu, ypač tinka šiuolaikinėms oro gynybos ginklų sistemoms kare. Dėl puikių iterbio legiruoto lazerinio stiklo savybių jis tapo svarbia pagrindine medžiaga gaminant didelės galios ir didelio našumo lazerinius ginklus.
Šviesolaidinis lazeris yra sparčiai besivystanti nauja technologija, taip pat priklausanti lazerinio stiklo taikymo sričiai. Šviesolaidinis lazeris yra lazeris, kuriame kaip lazerio terpė naudojama šviesolaidis, kuris yra šviesolaidinės ir lazerinės technologijos derinys. Tai nauja lazerio technologija, sukurta remiantis erbio legiruoto šviesolaidinio stiprintuvo (EDFA) technologija. Šviesolaidinį lazerį sudaro puslaidininkinis lazerinis diodas kaip siurblio šaltinis, šviesolaidinis bangolaidis ir stiprinimo terpė, bei optiniai komponentai, tokie kaip gardelės pluoštai ir jungtys. Jam nereikia mechaninio optinio kelio reguliavimo, o mechanizmas yra kompaktiškas ir lengvai integruojamas. Palyginti su tradiciniais kietojo kūno lazeriais ir puslaidininkiniais lazeriais, jis turi technologinių ir našumo pranašumų, tokių kaip aukšta spindulio kokybė, geras stabilumas, didelis atsparumas aplinkos trukdžiams, nereikalauja reguliavimo, priežiūros ir kompaktiškos konstrukcijos. Dėl to, kad legiruoti jonai daugiausia yra Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3, kurie visi kaip stiprinimo terpę naudoja retųjų žemių pluoštus, bendrovės sukurtas šviesolaidinis lazeris taip pat gali būti vadinamas retųjų žemių pluošto lazeriu.
Lazerio pritaikymas: Didelės galios iterbio legiruotas dvigubai padengtas pluošto lazeris pastaraisiais metais tapo karšta kietojo kūno lazerių technologijos sritimi tarptautiniu mastu. Jis pasižymi gera spindulio kokybe, kompaktiška struktūra ir dideliu konversijos efektyvumu, todėl turi plačias taikymo perspektyvas pramoniniame apdirbime ir kitose srityse. Dvigubai padengtas iterbio legiruotas pluoštas tinka puslaidininkinių lazerių pumpavimui, pasižymi dideliu sujungimo efektyvumu ir didele lazerio išėjimo galia, ir yra pagrindinė iterbio legiruotų pluoštų plėtros kryptis. Kinijos dvigubai padengto iterbio legiruoto pluošto technologija nebeprilygsta pažangiam užsienio šalių lygiui. Kinijoje sukurtas iterbio legiruotas pluoštas, dvigubai padengtas iterbio legiruotas pluoštas ir erbio bei iterbio legiruotas pluoštas pasiekė pažangų panašių užsienio produktų lygį pagal našumą ir patikimumą, turi ekonomiškų pranašumų ir turi pagrindines patentuotas technologijas keliems produktams ir metodams.
Visame pasaulyje žinoma Vokietijos IPG lazerių kompanija neseniai paskelbė, kad jų naujai pristatyta iterbio legiruota pluošto lazerinė sistema pasižymi puikiomis spindulio charakteristikomis, daugiau nei 50 000 valandų trunkančiu siurblio tarnavimo laiku, 1070–1080 nm centriniu emisijos bangos ilgiu ir iki 20 kW išėjimo galia. Ji buvo taikoma smulkiajam suvirinimui, pjovimui ir uolienų gręžimui.
Lazerinės medžiagos yra lazerinių technologijų plėtros pagrindas ir pagrindas. Lazerių pramonėje visada buvo posakis, kad „viena medžiagų karta – viena įrenginių karta“. Norint sukurti pažangius ir praktiškus lazerinius įrenginius, pirmiausia reikia turėti didelio našumo lazerines medžiagas ir integruoti kitas atitinkamas technologijas. Iterbio legiruoti lazeriniai kristalai ir lazerinis stiklas, kaip nauja kietųjų lazerinių medžiagų jėga, skatina novatorišką šviesolaidinio ryšio ir lazerinių technologijų plėtrą, ypač pažangiausių lazerinių technologijų, tokių kaip didelės galios branduolių sintezės lazeriai, didelės energijos lazeriniai lazeriai ir didelės energijos ginklų lazeriai, srityje.
Be to, iterbis taip pat naudojamas kaip fluorescencinių miltelių aktyvatorius, radiokeramika, elektroninių kompiuterių atminties komponentų priedai (magnetiniai burbulai) ir optinio stiklo priedai. Reikėtų atkreipti dėmesį, kad itris ir itris yra retųjų žemių elementai. Nors angliški pavadinimai ir elementų simboliai labai skiriasi, kinų fonetinėje abėcėlėje skiemenys yra tie patys. Kai kuriuose vertimuose į kinų kalbą itris kartais klaidingai vadinamas itriu. Šiuo atveju turime atsekti originalų tekstą ir sujungti elementų simbolius, kad patvirtintume.
Įrašo laikas: 2023 m. rugsėjo 13 d.