itterbio

Lega di itterbio

Itterbio polvere

Itterbio metallico

Particella di itterbio

Itterbio è un elemento metallico con il simbolo chimico Yb, numero atomico 70, peso atomico 173.04, e il suo nome deriva dal luogo in cui è stato scoperto. Nel 1878 Marignac isolò l'ossido di itterbio dal suolo dell'erbio, e nel 1907 Urban e Wells sottolineò che Marignac isolò la miscela di ossido di lutezio e ossido di itterbio. Itterbio si trova nella crosta terrestre ad un contenuto del 0.000266%. Si trova principalmente in Ytterbio fosfoytterbio e oro nero, e ha sette isotopi naturali.

Il simbolo dell'elemento Yb. Peso atomico 173.04(3). Numero atomico 70. I lantanidi. Metallo bianco-argento. Duttilità, qualità morbida. Ci sono due strutture cristalline: Il tipo α è un sistema a cristalli cubici con centro di faccia (temperatura ambiente -798ºC); il tipo beta è un reticolo cubico con centro di corpo (sopra 798ºC). Punto di fusione 824ºC, punto di ebollizione 1427ºC, densità relativa 6.977(tipo α-), 6.54(tipo β-). Insolubile in acqua fredda, solubile in acido, ammoniaca liquida. È abbastanza stabile nell'aria. I suoi stati di ossidazione sono +2 e +3.

Il contenuto nella crosta è 2.66×10%. Esiste principalmente in ittrio e oro nero, e il contenuto di monazite è del 0.03%. Metodo: Comunemente usato nell'estrazione di solventi industriali e metodo di scambio ionico dalla separazione e purificazione di monoazite, o riduzione con ossido di itterbio metallico di lantanio, e poi attraverso distillazione sotto vuoto. Scopo: Utilizzato come materiale laser, sorgente radiogena portatile, lo ione Yb è un importante sensibilizzatore di materiali luminosi, Yb può essere utilizzato nella diagnosi medica.
 

Gli isotopi terrestri di itterbio in natura sono 168Yb, 170Yb~175Yb.

Quando itterbio

Nome dell'elemento: Itterbio della tavola periodica

Peso atomico dell'elemento: 173.0

Tipo di elemento: Metallo

CAS n° : 7440-64-4 [2]

Modulo elastico in massa: GPA 30.5

Entalpia di atomizzazione: KJ/mol @25ºC 180

Capacità termica: J/ (mol·K) 26.74

Conducibilità: 10^6/(cm·Ω)0.0351

Conducibilità termica: W/ (m·K) 38.5

Calore di fusione: (KJ/mol)7.660

Calore di vaporizzazione: (Kilojoule/mole)128.90

Volume atomico: (Centimetro cubico/mole)24.79

Quantità di elementi nell'universo: (Ppm)0.002

Contenuto dell'elemento nel Sole: (Ppm)0.001

Contenuto di elementi in acqua di mare: (Ppm) superficie atlantica 0.0000005

Nella crosta: (Ppm) 3.3

Numero atomico: 70

Simbolo elemento: Yb

Nome cinese elemento: Ytterbium

Nome in inglese elemento: Ytterbium

Massa atomica relativa: 173.0

Numero di protoni nel nucleo: 70

Numero di elettroni nel nucleo: 70

Carica nucleare: 70

Massa protonica: 1.1711E-25

Massa relativa protonica: 70.49

Periodo di proprietà: 6

Numero di famiglia: IIIB

Massa molare: 173

Idruro: -

Ossidi: YBO,Yb2O3

Ossido di valore più alto:

Densità: 6.98

Punto di fusione: 824.0

Punto di ebollizione: 1466.0

Configurazione guscio esterno: 4f14 6s2

Stato di ossidazione:

Yb+2,Yb+3 principale

Altro

GUSCIO ELETTRONICO: K-L-M-N-O-P.

Struttura cristallina: La cella è una cella cubica con centro facciale, ogni cella contiene 4 atomi metallici.

Parametri delle celle: A = 548,47 pm; b = 548,47 pm; c = 548,47 pm; α = 90°; β = 90°; Gamma uguale a 90 gradi

Durezza Vickers: 206 MPa

La velocità di propagazione del suono in esso: (M/S) 1590

Energia di ionizzazione (kJ/mol) M-M + 603.4; M+ -M2 + 1176; M2+ - M3+ 2415

M3+ - M4+ 4220

Colore e condizioni: Metallo

Raggio atomico: 2.4

Valenza comune +2,+3

Simbolo elemento: Yb

Nome inglese: Ytterbium

Nome cinese: Yb

Massa atomica relativa: 173

Valenza comune: +2,+3

Elettronegatività: 1.3

Configurazione elettronica periferica: 4f14 6s2

Configurazione elettronica: 2,8,18,32,8,2

Isotopo e radiazione: Yb-168 Yb-169[32.03d] Yb-170 Yb-171 Yb-172 Yb-173 *Yb-174 Yb-175[4.19d] Yb-176

Energia di somma di affinità elettronica: 0KJ·mol-1

Prima energia di ionizzazione: 306KJ·mol-1

Seconda energia di ionizzazione: 1175KJ·mol-1

Terza energia di ionizzazione: 0KJ·mol-1

Densità elementare: 6,98 g/cm3

Punto di fusione elementare: 824.0ºC

Punto di ebollizione elementare: 1466.0ºC

Raggio atomico: 2.4 angstrom

Raggio ionico: 0.99(+3) angstrom

Raggio covalente: 1.74 angstrom
 

Trasmissione editor campo applicazione itterbio

Macchina per marcatura laser a fibra di itterbio

Macchina per marcatura laser a fibra di itterbio

Irradiato 169 Tm in una reazione nucleare produce 170 Tm con un'emivita di 129 giorni, e questo isotopo gram emette forti raggi X. Viene usato per produrre Yb203, spesso prodotto riducendo l'ossido di itterbio con calcio. Può essere preparato anche per distillazione (vedi europio).

Utilizzato per la fabbricare leghe speciali. Utilizzate in esperimenti metallurgici e chimici, le leghe di itterbio sono state utilizzate in odontoiatria.

Negli ultimi anni Ytterbium è emerso e sviluppato rapidamente nella comunicazione a fibra ottica e nella tecnologia laser.

Con lo sviluppo di "autostrada dell'informazione", la rete di computer e il sistema di trasmissione a fibra ottica a lunga distanza richiedono sempre più elevate prestazioni di materiali in fibra ottica per la comunicazione ottica. Lo ione itterbio può essere utilizzato come materiale di amplificazione a fibre ottiche per la comunicazione ottica, come l'erbio e il tulio, per le sue eccellenti proprietà spettrali. Sebbene l'erbio dell'elemento di terre rare sia ancora il ruolo principale nella preparazione di amplificatori in fibra, la fibra di quarzo tradizionale drogata con erbio ha una piccola larghezza di banda di guadagno (30 nm), che è difficile soddisfare i requisiti di trasmissione di informazioni ad alta velocità e ad alta capacità. Tuttavia, lo ione Yb3+ ha una sezione trasversale di assorbimento molto più elevata rispetto allo ione Er3+ vicino a 980 nm. Attraverso la sensibilizzazione Yb3+ e il trasferimento di energia di Er3+, la luce a 1530 nm può essere notevolmente migliorata, migliorando così notevolmente l'efficienza dell'amplificazione ottica.

Negli ultimi anni, il vetro fosfato drogato con erbio-itterbio è stato favorito da un numero sempre maggiore di ricercatori. I vetri fosfati e fluorofosfato hanno una buona stabilità chimica e termica, un'ampia trasmittanza infrarossa e grandi proprietà di allargamento non uniforme, e sono materiali ideali per vetri in fibra di amplificazione drogata con Erbio a banda larga e ad alto guadagno. Se nella fibra vengono introdotti ioni Yb3+, si può fare una fibra co-drogata con erbio-itterbio, che può migliorare notevolmente le prestazioni di amplificazione della fibra. La fibra di fosfato drogata con erbio-itterbio ad alta concentrazione (diametro del nucleo 7μm, apertura numerica 0.2) sviluppata in Cina è adatta per amplificatori a onda piena. Il laser a semiconduttore a 980 nm raggiunge un guadagno netto di 3,8 dB su piccoli segnali in una finestra di comunicazione 1.5μm, con un guadagno per unità di lunghezza di 2,5 dB/cm, due ordini di grandezza superiori rispetto all'amplificatore al quarzo commerciale.

L'amplificatore a fibra drogata Yb3+ può realizzare l'amplificazione di potenza e la piccola amplificazione del segnale, quindi può essere utilizzato in sensori a fibra, comunicazione laser in spazio libero e amplificazione a impulsi ultra-brevi.

La Cina ha costruito la più grande capacità monocanale del mondo e il più veloce sistema di trasmissione ottica, e vanta la più ampia autostrada informatica del mondo. L'amplificazione a fibre ottiche drogate con itterbio e altri materiali laser drogati con terre rare svolgono un ruolo chiave in questo processo.

Le proprietà spettrali di itterbio sono anche utilizzate come materiali laser di alta qualità, sia come cristalli laser, occhiali laser e laser a fibre.

Cristalli laser drogati con itterbio come materiali laser ad alta potenza hanno formato una serie enorme, che comprende granato di alluminio itterbio drogato con itterbio (Yb: YAG), granato di gallio di itterbio (Yb: GGG), fosfato di fluoruro di calcio drogato con itterbio (Yb: S-FAP), drogato con itterbio, drogato con yterbio, ecc.

Il laser a semiconduttore (LD) è un nuovo tipo di sorgente di pompa per laser a stato solido. Yb: YAG ha molte caratteristiche adatte per pompe LD ad alta potenza ed è diventato un materiale laser per pompe LD ad alta potenza. Yb: I cristalli S-FAP possono essere utilizzati come materiali laser per ottenere la fusione laser in futuro. Tra i cristalli laser sintonizzabili, vi è itterimio drogato con cromo: Olmio: Granato di ittrio alluminio gallio (Cr, Yb, ho: YAGG), la cui lunghezza d'onda è regolabile in continuo tra 2.84 e 3.05μm. Secondo le statistiche, la maggior parte delle testate di guerra a raggi infrarossi missilistici utilizzate nel mondo utilizzano rivelatori a infrarossi da 3 5μm, quindi lo sviluppo di Cr, Yb, ho: Il laser YSGG può fornire un'interferenza efficace al confronto con armi guidate a raggi infrarossi medi, ha un importante significato militare.

La Cina ha realizzato una serie di innovazioni internazionali avanzate nei cristalli laser drogati con itterbio (Yb:YAG, Yb:FAP, Yb:SFAP, ecc.), che hanno risolto diverse tecnologie chiave come la crescita dei cristalli e l'uscita laser rapida, a impulsi, continua e regolabile. I risultati della ricerca sono stati applicati nella difesa nazionale, nell'industria, nella scienza e nell'ingegneria. I prodotti di cristallo drogati con itterbio sono stati esportati negli Stati Uniti, in Giappone e in altri paesi e regioni.

Un'altra classe di materiali laser itterbio è il vetro laser. Sono stati sviluppati diversi occhiali laser con sezioni trasversali ad alta emissione quali tellurato di germanio, silicobio, borato e fosfato. Poiché il vetro è facile da formare e può essere fatto in grandi dimensioni, ed ha le caratteristiche di elevata trasmittanza di luce ed elevata uniformità, può essere fatto in laser ad alta potenza. In passato, il vetro laser terrestre più noto è il vetro al neodimio. Con una storia di oltre 40 anni e una tecnologia di produzione e applicazione matura, è stato il materiale preferito per i dispositivi laser ad alta potenza, ed è stato utilizzato in dispositivi sperimentali per fusione nucleare e armi laser. I dispositivi laser ad alta potenza Shenguang 1 e Shenguang 2 costruiti in Cina, che utilizzano il vetro al neodimio come mezzo laser principale, hanno raggiunto il livello mondiale avanzato. Tuttavia, il vetro al neodimio laser ha ora incontrato la forte sfida del vetro al laser itterbio.

Negli ultimi anni, un gran numero di studi hanno dimostrato che molte proprietà del vetro al laser itterbio superano quelle del vetro al neodimio. Poiché il vetro drogato con itterbio emette solo due livelli di energia e ha un'elevata efficienza di immagazzinamento di energia, il vetro drogato con itterbio ha un'efficienza di immagazzinamento di energia 16 volte superiore rispetto al vetro al neodimio allo stesso guadagno, e la sua durata di fluorescenza è anche 3 volte superiore a quella del vetro al neodimio. Inoltre, il vetro drogato con Ytterbio presenta i vantaggi di un'elevata concentrazione di drogaggio, larghezza di banda di assorbimento, e può essere pompato direttamente da semiconduttore, quindi è molto adatto per laser ad alta potenza. Tuttavia, l'utilità del vetro laser di itterbio spesso ha bisogno dell'aiuto del neodimio. Per esempio, Nd3+ viene usato come sensibilizzatore per far funzionare il vetro laser Ytterbio a temperatura ambiente e ottenere emissione laser a lunghezza d'onda di 106μm. Pertanto, itterbio e neodimio sono concorrenti e partner cooperativi nel vetro laser.

Le proprietà di luminescenza del vetro laser di itterbio possono essere migliorate regolando la composizione del vetro. Con lo sviluppo di laser ad alta potenza come direzione principale, i laser in vetro laser itterbio sono sempre più utilizzati nell'industria moderna, nell'agricoltura, nella medicina, nella ricerca scientifica e nell'esercito.

Applicazione militare: L'energia generata dalla fusione nucleare è sempre stata un obiettivo atteso e la realizzazione della fusione nucleare controllata sarà un mezzo importante per risolvere il problema energetico. Il vetro laser drogato con itterbio (vetro laser drogato con Ytterbio) sta diventando il materiale preferito per l'aggiornamento della fusione a confinamento inerziale (ICF) nel XXI secolo grazie alle sue eccellenti proprietà laser.

L'arma laser è l'uso di un fascio laser di enorme energia, il bersaglio per colpire la distruzione, può produrre centinaia di milioni di gradi di alta temperatura, attacco diretto alla velocità della luce, può riferirsi a quel gioco che, con grande letalità, particolarmente adatto per il moderno sistema di armi da difesa aerea da guerra. Le eccellenti proprietà del vetro laser drogato con itterbio lo hanno reso un importante materiale di base per la produzione di armi laser ad alta potenza e ad alte prestazioni.

Il laser a fibre è una nuova tecnologia sviluppata rapidamente oggi, e appartiene anche al campo dell'applicazione laser in vetro. Il laser a fibra è il laser che utilizza la fibra come mezzo laser, è la combinazione di tecnologia a fibra e laser, è una nuova tecnologia laser sviluppata sulla base della tecnologia dell'amplificatore a fibra drogata (EDFA). Il laser a fibra è composto da un diodo laser a semiconduttore come sorgente di pompa, fibra come guida d'onda e mezzo di guadagno, ed elementi ottici come fibra a reticolo e accoppiatore. Non necessita di regolazione meccanica del percorso ottico, e il meccanismo è compatto e facile da integrare. Rispetto al laser a stato solido tradizionale e al laser a semiconduttore, presenta i vantaggi di elevata qualità del fascio, buona stabilità, forte resistenza alle interferenze ambientali, nessuna regolazione, nessuna manutenzione, struttura ridotta e altri vantaggi tecnici e prestazionali. Poiché gli ioni drogati sono principalmente Nd+3, Yb+3, Er+3, TM+3, ho+3, sono fibre di terre rare come mezzo di guadagno, così il laser a fibre ottiche sviluppato può anche essere chiamato laser a fibre di terre rare.

Applicazione laser: Il laser a fibra doppia placcata ad alta potenza drogata con itterbio è un campo caldo in tecnologia laser a stato solido negli ultimi anni. Presenta i vantaggi di una buona qualità del fascio, struttura compatta ed elevata efficienza di conversione, e ha ampie prospettive applicative nel campo della lavorazione industriale e in altri campi. La fibra drogata con itterbio a doppio rivestimento è adatta per la pompa di laser a semiconduttore, ha le caratteristiche di elevata efficienza di accoppiamento e di elevata potenza di uscita laser, ed è la direzione principale di sviluppo della fibra drogata con Ytterbio. La tecnologia cinese a fibra drogata con itterbio a doppio rivestimento è pari al livello avanzato dei paesi stranieri. Fibra drogata con itterbio, fibra drogata con itterbio e fibra drogata con erbio-itterbio sviluppata in Cina hanno raggiunto il livello avanzato di prodotti estranei simili in termini di prestazioni e affidabilità, hanno vantaggi in termini di costi, e hanno una serie di prodotti e metodi della tecnologia dei brevetti di base.

Sistema laser a fibra drogata con itterbio con eccellenti caratteristiche di fascio, durata della pompa superiore a 50,000 ore, lunghezza d'onda di emissione centrale compresa tra 1070 nm e 1080nm, E una potenza di uscita fino a 20 kW è stata applicata alla saldatura fine, al taglio e alla perforazione di rocce, ha annunciato la famosa azienda tedesca IPG laser.

Il materiale laser è il nucleo e la base dello sviluppo della tecnologia laser. Nel campo del laser, c'è sempre stato un detto di "una generazione di materiali, una generazione di dispositivi". È necessario avere eccellenti prestazioni di materiali laser e integrare altre tecnologie correlate per sviluppare dispositivi laser avanzati e pratici. I cristalli laser drogati con itterbio e il vetro laser, come nuova forza dei materiali laser solidi, stanno promuovendo l'innovazione e lo sviluppo della comunicazione in fibra ottica e della tecnologia laser, in particolare nel laser a fusione nucleare ad alta potenza, nel laser PW ad alta energia (1015 W), il laser ad armi ad alta energia e altre tecnologie laser avanzate contribuiranno in modo importante.

Inoltre, itterbio è stato utilizzato in attivatori di fosforo, radio ceramica, additivi per componenti di memoria di computer (bolle) e additivi per vetro ottico, secondo alcuni articoli. Va sottolineato che Itterbio e Ittrio appartengono allo stesso elemento delle terre rare. Sebbene il nome inglese e il simbolo dell'elemento siano ovviamente diversi, l'alfabeto fonetico cinese ha le stesse sillabe. Talvolta l'ittrio viene scambiato per itterbio in alcune traduzioni cinesi, quindi dobbiamo tracciare il testo originale e combinare il simbolo dell'elemento per confermare.