Iterbis: atominis skaičius 70, atominis svoris 173,04, elemento pavadinimas kilęs iš jo atradimo vietos. Turinysiterbisplutoje yra 0,000266%, daugiausia fosforito ir juodojo reto aukso telkiniuose, o monazite yra 0,03%, su 7 natūraliais izotopais.
Istorijos atradimas
Atrado: Marinakas
Laikas: 1878 m
Vieta: Šveicarija
1878 m. Šveicarijos chemikai Jeanas Charlesas ir G Marignacas atrado naują retųjų žemių elementą „erbyje“. 1907 m. Ulbanas ir Weilsas nurodė, kad Marignac atskyrė liutecio oksido ir iterbio oksido mišinį. Mažo kaimelio, pavadinto Yteerby netoli Stokholmo, atminimui, kur buvo rasta itrio rūda, šis naujas elementas buvo pavadintas Iterbiu su simboliu Yb.
Elektronų konfigūracija
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Metalas
Metalinis iterbisyra sidabro pilkumo, plastiškas ir minkštos tekstūros. Kambario temperatūroje iterbį gali lėtai oksiduoti oras ir vanduo.
Yra dvi kristalų struktūros: α- tipas yra kubinių kristalų sistema, orientuota į paviršių (kambario temperatūra -798 ℃); β- tipas yra kūno centre kubinė (virš 798 ℃) gardelė. Lydymosi temperatūra 824 ℃, virimo temperatūra 1427 ℃, santykinis tankis 6,977（ α- tipas), 6,54（ β- tipas).
Netirpsta šaltame vandenyje, tirpsta rūgštyse ir skystame amoniake. Jis yra gana stabilus ore. Panašiai kaip samaris ir europis, iterbis priklauso retųjų žemių kintamajam valentingumui, be to, jis paprastai yra trivalentis, gali būti ir teigiamos dvivalentės būsenos.
Dėl šios kintamos valentingumo charakteristikos metalinis iterbis turėtų būti ruošiamas ne elektrolizės būdu, o redukcinės distiliacijos metodu, skirtu paruošimui ir gryninimui. Paprastai,lantano metalasnaudojamas kaip reduktorius redukcinei distiliacijai, naudojant skirtumą tarp didelio iterbio metalo garų slėgio ir žemo metalo lantano garų slėgio. Arbatulis, iterbis, irliuteciskoncentratai gali būti naudojami kaip žaliava, o metalas lantanas gali būti naudojamas kaip reduktorius. Aukštos temperatūros vakuumo sąlygomis > 1100 ℃ ir < 0,133 Pa metalinį iterbį galima tiesiogiai ekstrahuoti redukciniu distiliavimu. Patinkasamariumasireuropis,iterbį taip pat galima atskirti ir išvalyti šlapiuoju būdu. Paprastai kaip žaliava naudojami tulio, iterio ir liutecio koncentratai. Ištirpinus iterbis redukuojamas į dvivalentę būseną, dėl to labai skiriasi savybės, o tada atskiriamas nuo kitų trivalenčių retųjų žemių elementų. Didelio grynumo iterbio oksidas paprastai gaminamas ekstrahavimo chromatografija arba jonų mainų metodu
Taikymas
Naudojamas specialių lydinių gamybai.Iterbio lydiniaibuvo pritaikyti dantų medicinoje metalurgijos ir cheminiams eksperimentams.
Pastaraisiais metais iterbis atsirado ir sparčiai vystėsi šviesolaidinio ryšio ir lazerinių technologijų srityse.
Statant ir plėtojant „informacijos greitkelį“, kompiuterių tinklams ir tolimojo šviesolaidžio perdavimo sistemoms keliami vis aukštesni reikalavimai optinio ryšio metu naudojamų šviesolaidžių medžiagų veikimui. Iterbio jonai dėl savo puikių spektrinių savybių gali būti naudojami kaip pluošto stiprinimo medžiagos optiniam ryšiui, kaip irerbisirtulis. Nors retųjų žemių elementas erbis vis dar yra pagrindinis veikėjas ruošiant skaidulinius stiprintuvus, tradiciniai erbiu legiruoti kvarciniai pluoštai turi nedidelį dažnių juostos plotį (30 nm), todėl sunku įvykdyti didelės spartos ir didelės talpos informacijos perdavimo reikalavimus. Yb3+ jonai turi daug didesnį sugerties skerspjūvį nei Er3+ jonai apie 980 nm. Dėl Yb3+ jautrinimo efekto ir erbio bei iterbio energijos perdavimo 1530 nm šviesa gali būti labai sustiprinta ir taip žymiai pagerinti šviesos stiprinimo efektyvumą.
Pastaraisiais metais mokslininkai vis labiau mėgsta erbio iterbio legiruotą fosfatinį stiklą. Fosfato ir fluorofosfato stiklai pasižymi geru cheminiu ir terminiu stabilumu, plačiu infraraudonųjų spindulių pralaidumu ir didelėmis nevienodomis išplėtimo charakteristikomis, todėl yra ideali medžiaga plačiajuosčiui ryšiui ir didelio stiprumo erbiu legiruoto stiprinimo stiklo pluoštui. Yb3+ legiruoti skaiduliniai stiprintuvai gali padidinti galią ir nedidelį signalo stiprinimą, todėl jie tinka tokiems laukams kaip šviesolaidiniai jutikliai, laisvos vietos lazerinis ryšys ir itin trumpų impulsų stiprinimas. Šiuo metu Kinija yra sukūrusi didžiausią pasaulyje vieno kanalo pajėgumą ir sparčiausią optinio perdavimo sistemą bei turi plačiausią informacijos greitkelį pasaulyje. Iterbio ir kitų retųjų žemių legiruoti skaiduliniai stiprintuvai ir lazerinės medžiagos vaidina lemiamą ir reikšmingą vaidmenį juose.
Iterbio spektrinės charakteristikos taip pat naudojamos kaip aukštos kokybės lazerinės medžiagos – tiek lazeriniai kristalai, tiek lazeriniai stiklai, tiek pluoštiniai lazeriai. Kaip didelės galios lazerio medžiaga, iterbiu legiruoti lazeriniai kristalai sudarė didžiulę seriją, įskaitant iterbiu legiruotusitrio aliuminisgranatas (Yb: YAG), iterbis legiruotasgadoliniogalio granatas (Yb: GGG), iterio legiruotas kalcio fluorofosfatas (Yb: FAP), iterbio legiruotas stroncio fluorofosfatas (Yb: S-FAP), iterbio legiruotas itrio vanadatas (Yb: YV04), iterio legiruotasis silicio boratas. Puslaidininkinis lazeris (LD) yra naujo tipo siurblio šaltinis, skirtas kietojo kūno lazeriams. Yb: YAG turi daug charakteristikų, tinkamų didelės galios LD siurbimui, ir tapo lazerine medžiaga didelės galios LD siurbimui. Yb: S-FAP kristalas ateityje gali būti naudojamas kaip lazerinė medžiaga lazerinei branduolių sintezei, kuri patraukė žmonių dėmesį. Derinamuose lazeriniuose kristaluose yra chromo iterbio holmio itrio aliuminio galio granato (Cr, Yb, Ho: YAGG), kurio bangos ilgis svyruoja nuo 2,84 iki 3,05 μ. Nuolat reguliuojamas tarp m. Remiantis statistika, dauguma infraraudonųjų spindulių kovinių galvučių, naudojamų raketose visame pasaulyje, naudoja 3-5 μ. Todėl Cr, Yb, Ho: YSGG lazerių sukūrimas gali veiksmingai trukdyti vidutinio infraraudonųjų spindulių valdomų ginklų atsako priemonėms ir turi svarbią karinę reikšmę. Kinija pasiekė eilę novatoriškų rezultatų su tarptautiniu pažangiu lygiu iterbio legiruotų lazerinių kristalų (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP ir kt.) srityje, sprendžiant tokias pagrindines technologijas kaip kristalų augimas ir greitas lazerinis, impulsinis, nuolatinis ir reguliuojamas išėjimas. Tyrimų rezultatai buvo pritaikyti krašto apsaugos, pramonės ir mokslo inžinerijos srityse, o iterbio legiruoti krištolo produktai buvo eksportuoti į daugelį šalių ir regionų, tokių kaip JAV ir Japonija.
Kita pagrindinė iterbio lazerinių medžiagų kategorija yra lazerinis stiklas. Buvo sukurti įvairūs didelio emisijos skerspjūvio lazeriniai stiklai, įskaitant germanio teluritą, silicio niobatą, boratą ir fosfatą. Dėl lengvo stiklo formavimo jis gali būti pagamintas į didelius dydžius ir pasižymi tokiomis savybėmis kaip didelis šviesos pralaidumas ir didelis vienodumas, todėl galima gaminti didelės galios lazerius. Dažniausiai buvo pažįstamas retųjų žemių lazerinis stiklasneodimiostiklas, kurio kūrimo istorija yra daugiau nei 40 metų ir brandi gamybos bei taikymo technologija. Tai visada buvo pageidaujama medžiaga didelės galios lazeriniams įrenginiams ir buvo naudojama branduolinės sintezės eksperimentiniuose įrenginiuose ir lazeriniuose ginkluose. Didelės galios lazeriniai įrenginiai, pagaminti Kinijoje, susidedantys iš lazerioneodimiostiklas, kaip pagrindinė lazerio laikmena, pasiekė pasaulio pažangų lygį. Tačiau lazerinis neodimio stiklas dabar susiduria su galingu lazerinio iterbio stiklo iššūkiu.
Pastaraisiais metais daugybė tyrimų parodė, kad daugelis lazerinio iterbio stiklo savybių viršija savo savybesneodimiostiklo. Dėl to, kad iterbiu legiruota liuminescencija turi tik du energijos lygius, energijos kaupimo efektyvumas yra aukštas. Tuo pačiu metu iterbio stiklo energijos kaupimo efektyvumas yra 16 kartų didesnis nei neodimio stiklo, o fluorescencijos tarnavimo laikas 3 kartus didesnis nei neodimio stiklo. Jis taip pat turi privalumų, tokių kaip didelė dopingo koncentracija, absorbcijos pralaidumas ir gali būti tiesiogiai pumpuojamas puslaidininkiais, todėl labai tinka didelės galios lazeriams. Tačiau praktinis iterbio lazerinio stiklo pritaikymas dažnai priklauso nuo neodimio pagalbos, pavyzdžiui, naudojant Nd3 + kaip sensibilizatorių, kad iterbio lazerinis stiklas veiktų kambario temperatūroje, o μ lazerio emisija pasiekiama esant m bangos ilgiui. Taigi iterbis ir neodimis yra ir konkurentai, ir bendradarbiavimo partneriai lazerinio stiklo srityje.
Reguliuojant stiklo sudėtį, galima pagerinti daugybę iterbio lazerinio stiklo liuminescencinių savybių. Tobulėjant didelės galios lazeriams kaip pagrindinei krypčiai, iš iterbio lazerinio stiklo pagaminti lazeriai vis plačiau naudojami šiuolaikinėje pramonėje, žemės ūkyje, medicinoje, moksliniuose tyrimuose ir karinėse srityse.
Karinis naudojimas: Branduolinės sintezės metu pagamintos energijos naudojimas kaip energija visada buvo laukiamas tikslas, o valdomos branduolių sintezės pasiekimas bus svarbi priemonė žmonijai spręsti energijos problemas. Iterbiu legiruotas lazerinis stiklas tampa pageidaujama medžiaga, skirta inercinės sintezės (ICF) atnaujinimui XXI amžiuje dėl puikių lazerio veikimo savybių.
Lazeriniai ginklai naudoja didžiulę lazerio spindulio energiją, kad smogtų ir sunaikintų taikinius, generuodami milijardų laipsnių Celsijaus temperatūrą ir tiesiogiai atakuodami šviesos greičiu. Jie gali būti vadinami Nadana ir turi didelį mirtingumą, 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.
Pluoštinis lazeris yra sparčiai besivystanti nauja technologija, taip pat priklauso lazerinio stiklo taikymo sričiai. Šviesolaidinis lazeris yra lazeris, kuris kaip lazerio terpę naudoja pluoštą, kuris yra pluošto ir lazerio technologijos derinio produktas. Tai nauja lazerinė technologija, sukurta remiantis erbiu legiruoto pluošto stiprintuvo (EDFA) technologija. Skaidulinį lazerį sudaro puslaidininkinis lazerinis diodas kaip siurblio šaltinis, šviesolaidinis bangolaidis ir stiprinimo terpė bei optiniai komponentai, pvz., grotelių pluoštai ir jungtys. Nereikalauja mechaninio optinio kelio reguliavimo, o mechanizmas yra kompaktiškas ir lengvai integruojamas. Palyginti su tradiciniais kietojo kūno lazeriais ir puslaidininkiniais lazeriais, jis turi technologinių ir eksploatacinių pranašumų, tokių kaip aukšta pluošto kokybė, geras stabilumas, stiprus atsparumas aplinkos trikdžiams, nereguliuojamas, nereikia priežiūros ir kompaktiška struktūra. Atsižvelgiant į tai, 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 vadinamas retųjų žemių pluošto lazeriu.
Lazerio taikymas: didelės galios iterbio legiruotas dvigubai plakiruotas pluoštinis lazeris pastaraisiais metais tapo karštu kietojo kūno lazerių technologijos lauku tarptautiniu mastu. Jis turi geros sijos kokybės, kompaktiškos struktūros ir didelio konversijos efektyvumo pranašumus ir turi plačias pritaikymo perspektyvas pramoninio perdirbimo ir kitose srityse. Dvigubai plakiruoti iterbiu legiruoti pluoštai yra tinkami puslaidininkiniam lazeriniam siurbimui, pasižymi dideliu sujungimo efektyvumu ir didele lazerio išėjimo galia, ir yra pagrindinė iterbio legiruotų pluoštų plėtros kryptis. Kinijos dvigubai plakiruoto iterbio legiruoto pluošto technologija nebeprilygsta pažangiam užsienio šalių lygiui. Kinijoje sukurtas iterbiu legiruotas pluoštas, dvigubai plakiruotas iterbiu legiruotas pluoštas ir erbiu legiruotas pluoštas pasiekė pažangų panašių užsienio gaminių našumo ir patikimumo lygį, turi sąnaudų pranašumus ir pagrindines patentuotas technologijas daugeliui gaminių ir metodų. .
Visame pasaulyje garsi Vokietijos IPG lazerių kompanija neseniai paskelbė, kad jų naujai pristatyta iterbiu legiruoto pluošto lazerio sistema pasižymi puikiomis spindulio charakteristikomis, siurblio tarnavimo laikas viršija 50 000 valandų, centrinės emisijos bangos ilgis yra 1070–1080 nm, o išėjimo galia siekia iki 20 kW. Jis buvo naudojamas smulkiam 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 aukštos kokybės lazerines medžiagas ir integruoti kitas susijusias technologijas. Iterbiu legiruoti lazeriniai kristalai ir lazerinis stiklas, kaip nauja kietųjų lazerinių medžiagų jėga, skatina naujovišką šviesolaidinio ryšio ir lazerinių technologijų plėtrą, ypač pažangiausiose lazerinėse technologijose, tokiose kaip didelės galios branduolių sintezės lazeriai, didelės energijos ritmas. plytelių lazeriai ir didelės energijos ginklų lazeriai.
Be to, iterbis taip pat naudojamas kaip fluorescencinių miltelių aktyvatorius, radijo keramika, elektroninių kompiuterių atminties komponentų priedai (magnetiniai burbuliukai), optinio stiklo priedai. Reikėtų pažymėti, kad itris ir itris yra retųjų žemių elementai. Nors angliški pavadinimai ir elementų simboliai labai skiriasi, kinų fonetinė abėcėlė turi tuos pačius skiemenis. Kai kuriuose kinų kalbos vertimuose itris kartais klaidingai vadinamas itriu. Tokiu atveju turime atsekti pradinį tekstą ir sujungti elementų simbolius, kad patvirtintume.
Paskelbimo laikas: 2023-09-13