Итербий: атомдық нөмірі 70, атомдық салмағы 173,04, элемент атауы оның ашылған жерінен алынған.мазмұныиттербийжер қыртысында 0,000266%, негізінен фосфорит және қара сирек алтын кен орындарында болады, ал монацитте 0,03%, 7 табиғи изотоптары бар.
Тарихты ашу
Ашқан: Маринак
Уақыты: 1878 ж
Орналасқан жері: Швейцария
1878 жылы швейцариялық химиктер Жан Чарльз және Мариньяк «эрбийден» жаңа сирек жер элементін тапты.1907 жылы Ульбан мен Вайлс Мариньяк лютеций оксиді мен иттербий оксидінің қоспасын бөлгенін атап көрсетті.Итрий кені табылған Стокгольм маңындағы Yteerby атты шағын ауылды еске алу үшін бұл жаңа элемент Yb белгісімен итербий деп аталды.
Электрондық конфигурация
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
Металл
Металл иттербийкүміс сұр түсті, иілгіш, жұмсақ құрылымы бар.Бөлме температурасында иттербий ауамен және сумен баяу тотыға алады.
Екі кристалдық құрылым бар: α- типі бет центрлі текше кристалдық жүйе (бөлме температурасы -798 ℃);β- типі дененің центрінде орналасқан текше (798 ℃ жоғары) тор.Балқу температурасы 824 ℃, қайнау температурасы 1427 ℃, салыстырмалы тығыздығы 6,977（ α- түрі), 6,54（ β- түрі).
Суық суда ерімейді, қышқылдарда және сұйық аммиакта ериді.Ол ауада айтарлықтай тұрақты.Самарий мен еуропийге ұқсас иттербий сирек жердің ауыспалы валенттілігіне жатады және әдетте үш валентті болудан басқа оң екі валентті күйде де болуы мүмкін.
Осы ауыспалы валенттік сипаттамаға байланысты металдық иттербийді дайындау электролизбен емес, дайындау және тазарту үшін қалпына келтіру айдау әдісімен жүргізілуі керек.Әдетте,лантан металыиттербий металының жоғары бу қысымы мен лантан металының төмен бу қысымы арасындағы айырмашылықты пайдалана отырып, редукциялық айдау үшін қалпына келтіретін агент ретінде пайдаланылады.Немесе,тулий, иттербий, жәнелютецийконцентраттарды шикізат ретінде, ал металл лантанды тотықсыздандырғыш ретінде пайдалануға болады.>1100 ℃ және <0,133Па жоғары температуралы вакуум жағдайында металл иттербийін редукциялық дистилляция арқылы тікелей алуға болады.Ұнайдысамарийжәнееуропиум,иттербийді ылғалды қалпына келтіру арқылы бөлуге және тазартуға болады.Шикізат ретінде әдетте тулий, иттербий және лютеций концентраттары қолданылады.Ерігеннен кейін иттербий екі валентті күйге дейін тотықсызданады, қасиеттерінде айтарлықтай айырмашылықтар тудырады, содан кейін басқа үш валентті сирек металдардан бөлінеді.Жоғары таза итербий оксидін алу әдетте экстракциялық хроматография немесе ион алмасу әдісімен жүзеге асырылады.
Қолдану
Арнайы қорытпаларды өндіру үшін қолданылады.Итербий қорытпаларыметаллургиялық және химиялық тәжірибелер үшін стоматологиялық медицинада қолданылды.
Соңғы жылдары иттербий талшықты-оптикалық байланыс және лазерлік технология салаларында пайда болды және тез дамыды.
«Ақпараттық магистраль» құрылысы мен дамуымен компьютерлік желілер мен қалааралық оптикалық талшықты беру жүйелері оптикалық байланыста қолданылатын талшықты талшықты материалдардың жұмысына жоғары талаптар қояды.Итербий иондары тамаша спектрлік қасиеттеріне байланысты оптикалық байланыс үшін талшықты күшейту материалдары ретінде пайдаланылуы мүмкін.эрбиумжәнетулий.Сирек жер элементі эрбий әлі күнге дейін талшықты күшейткіштерді дайындаудағы негізгі ойыншы болғанымен, дәстүрлі эрбий қосылған кварц талшықтары жоғары жылдамдықты және жоғары сыйымдылықты ақпаратты беру талаптарын қанағаттандыруды қиындатады (30 нм).Yb3+ иондары 980 нм шамасында Er3+ иондарына қарағанда әлдеқайда үлкен сіңіру қимасына ие.Yb3+ сенсибилизациялау эффектісі және эрбий мен иттербийдің энергиясын тасымалдау арқылы 1530 нм жарықты айтарлықтай жақсартуға болады, осылайша жарықтың күшейту тиімділігін айтарлықтай арттырады.
Соңғы жылдары эрбий итербийдің қос легирленген фосфатты әйнегі зерттеушілер тарапынан көбірек ұнады.Фосфатты және фторофосфатты шынылар жақсы химиялық және термиялық тұрақтылыққа, сонымен қатар кең инфрақызыл өткізгіштікке және үлкен біркелкі емес кеңею сипаттамаларына ие, бұл оларды кең жолақты және жоғары кірісті эрбий қосылған күшейткіш талшықты шыны үшін тамаша материалдар етеді.Yb3+қоспаланған талшықты күшейткіштер қуатты күшейтуге және шағын сигнал күшейтуге қол жеткізе алады, бұл оларды талшықты-оптикалық сенсорлар, бос кеңістік лазерлік байланыс және ультра қысқа импульстік күшейту сияқты өрістерге қолайлы етеді.Қытай қазіргі уақытта әлемдегі ең үлкен бір арналық сыйымдылықты және ең жылдам оптикалық тарату жүйесін құрды және әлемдегі ең кең ақпараттық магистральға ие.Итербий қосылған және басқа сирек жер қоспалары бар талшықты күшейткіштер мен лазерлік материалдар оларда шешуші және маңызды рөл атқарады.
Итербийдің спектрлік сипаттамалары лазерлік кристалдар, лазерлік көзілдіріктер және талшықты лазерлер ретінде де жоғары сапалы лазерлік материалдар ретінде қолданылады.Жоғары қуатты лазерлік материал ретінде итербий қосылған лазер кристалдары итербийді қоса алғанда үлкен серияны құрады.иттрий алюминийігранат (Yb: YAG), итербий легирленгенгадолинийгаллий гранатасы (Yb: GGG), итербий қосылған кальций фторофосфаты (Yb: FAP), итербий қосылған стронций фторфосфаты (Yb: S-FAP), иттербий қосылған иттрий ванадаты (Yb: YV04), итербий және силикат борат.Жартылай өткізгіш лазер (LD) - қатты күйдегі лазерлерге арналған сорғы көзінің жаңа түрі.Yb: YAG жоғары қуатты LD сорғысына қолайлы көптеген сипаттамаларға ие және жоғары қуатты LD айдауға арналған лазерлік материалға айналды.Yb: S-FAP кристалы болашақта лазерлік ядролық синтез үшін лазерлік материал ретінде пайдаланылуы мүмкін, бұл адамдардың назарын аударды.Реттелетін лазерлік кристалдарда толқын ұзындығы 2,84-тен 3,05 μ-ге дейін өзгеретін хром иттербий гольмий иттрий алюминий галлий гранаты (Cr, Yb, Ho: YAGG) бар.Статистикаға сәйкес, бүкіл әлем бойынша зымырандарда қолданылатын инфрақызыл оқтұмсықтардың көпшілігі 3-5 μ Сондықтан Cr, Yb, Ho: YSGG лазерлерінің дамуы орта инфрақызыл басқарылатын қаруға қарсы іс-шараларға тиімді кедергілерді қамтамасыз ете алады және маңызды әскери мәнге ие.Қытай кристалдық өсу және лазерлік жылдам, импульс, импульс, импульс, итербий, итербий легирленген лазер кристалдары (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP және т.б.) саласында халықаралық озық деңгейге ие бірқатар инновациялық нәтижелерге қол жеткізді. үздіксіз және реттелетін шығыс.Зерттеу нәтижелері ұлттық қорғаныста, өнеркәсіпте және ғылыми инженерияда қолданылды және иттербий қосылған кристалды өнімдер Америка Құрама Штаттары мен Жапония сияқты көптеген елдер мен аймақтарға экспортталды.
Итербий лазерлік материалдарының тағы бір негізгі санаты лазерлік шыны болып табылады.Германий теллуриті, кремний ниобаты, борат және фосфатты қоса алғанда, әртүрлі жоғары сәулелі көлденең қимасы бар лазерлік көзілдірік әзірленді.Шыны қалыптаудың қарапайымдылығына байланысты оны үлкен өлшемдерде жасауға болады және жоғары жарық өткізгіштігі мен жоғары біркелкілігі сияқты сипаттамалары бар, бұл жоғары қуатты лазерлерді шығаруға мүмкіндік береді.Сирек кездесетін лазерлік әйнектер негізінен бұрыннан белгілі болдынеодим40 жылдан астам даму тарихы және жетілген өндіру және қолдану технологиясы бар шыны.Ол әрқашан жоғары қуатты лазерлік құрылғылар үшін таңдаулы материал болды және ядролық синтездің тәжірибелік құрылғыларында және лазерлік қаруларда қолданылды.Қытайда жасалған жоғары қуатты лазерлік құрылғылар лазерден тұрадынеодимнегізгі лазерлік орта ретінде шыны әлемдік озық деңгейге жетті.Бірақ лазерлік неодим әйнегіне қазір лазерлік итербий шынысының күшті сыны тап болады.
Соңғы жылдары көптеген зерттеулер лазерлік итербий шынының көптеген қасиеттерінен асып түсетінін көрсеттінеодимшыны.Итербий қосылған люминесценцияның тек екі энергетикалық деңгейі бар болғандықтан, энергияны сақтау тиімділігі жоғары.Сонымен қатар, иттербий әйнегінің энергия сақтау тиімділігі неодим шынысынан 16 есе жоғары, ал флуоресценцияның қызмет ету мерзімі неодим шынысынан 3 есе жоғары.Сондай-ақ оның жоғары допинг концентрациясы, сіңіру өткізу қабілеті сияқты артықшылықтары бар және жартылай өткізгіштермен тікелей айдалуы мүмкін, бұл оны жоғары қуатты лазерлер үшін өте қолайлы етеді.Дегенмен, иттербий лазерлік әйнегін іс жүзінде қолдану көбінесе неодимнің көмегіне сүйенеді, мысалы, итербий лазерлік әйнегі бөлме температурасында жұмыс істеуі үшін Nd3+ сенсибилизаторы ретінде пайдалану және μ Лазерлік сәулелену m толқын ұзындығында қол жеткізіледі.Сонымен, иттербий мен неодим лазерлік шыны саласындағы бәсекелестер де, серіктестер де болып табылады.
Шыны құрамын реттеу арқылы иттербий лазерлік шынының көптеген люминесценттік қасиеттерін жақсартуға болады.Негізгі бағыт ретінде жоғары қуатты лазерлердің дамуымен иттербий лазерлік шыныдан жасалған лазерлер қазіргі заманғы өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, медицинада, ғылыми зерттеулерде және әскери мақсатта кеңінен қолданылады.
Әскери мақсатта пайдалану: Ядролық синтез нәтижесінде пайда болған энергияны энергия ретінде пайдалану әрқашан күтілетін мақсат болды, ал басқарылатын ядролық синтезге қол жеткізу адамзат үшін энергетикалық мәселелерді шешудің маңызды құралы болады.Итербий легирленген лазерлік әйнек 21 ғасырда тамаша лазерлік өнімділігінің арқасында инерциялық оқшаулау синтезін (ICF) жаңартуға қол жеткізу үшін таңдаулы материалға айналуда.
Лазерлік қарулар лазер сәулесінің орасан зор энергиясын нысанаға соғу және жою үшін пайдаланады, миллиардтаған градус Цельсий температурасын тудырады және жарық жылдамдығымен тікелей шабуыл жасайды.Оларды Надана деп атауға болады және үлкен өлімге ие, әсіресе соғыс кезінде заманауи әуе қорғанысы қару жүйелеріне жарамды.Итербий қосылған лазерлік әйнектің тамаша өнімділігі оны жоғары қуатты және жоғары өнімді лазерлік қаруларды өндіру үшін маңызды негізгі материалға айналдырды.
Талшықты лазер - тез дамып келе жатқан жаңа технология және сонымен қатар лазерлік шыны қолдану саласына жатады.Талшықты лазер - талшықты лазерлік орта ретінде талшықты пайдаланатын лазер, ол талшық пен лазерлік технологияның қосындысының өнімі болып табылады.Бұл эрбиум қосылған талшықты күшейткіш (EDFA) технологиясы негізінде жасалған жаңа лазерлік технология.Талшықты лазер сорғы көзі ретінде жартылай өткізгішті лазерлік диодтан, талшықты-оптикалық толқын өткізгіштен және күшейткіш ортадан және торлы талшықтар мен қосқыштар сияқты оптикалық компоненттерден тұрады.Ол оптикалық жолды механикалық реттеуді қажет етпейді, ал механизм жинақы және біріктіру оңай.Дәстүрлі қатты күйдегі лазерлермен және жартылай өткізгіш лазерлермен салыстырғанда оның жоғары сәуле сапасы, жақсы тұрақтылық, қоршаған ортаның кедергілеріне күшті төзімділігі, реттеудің болмауы, техникалық қызмет көрсетудің болмауы және ықшам құрылым сияқты технологиялық және өнімділік артықшылықтары бар.Қоспаланған иондар негізінен Nd+3, Yb+3, Er+3, Tm+3, Ho+3 болғандықтан, олардың барлығында жинақтау құралы ретінде сирек жер талшықтары қолданылады, компания жасаған талшықты лазер де сирек жер талшықты лазер деп аталады.
Лазерлік қолдану: жоғары қуатты итербий қосылған қос қапталған талшықты лазер соңғы жылдары халықаралық деңгейде қатты күйдегі лазерлік технологияның ыстық өрісіне айналды.Ол сәуленің жақсы сапасының, ықшам құрылымының және жоғары конверсиялық тиімділігінің артықшылықтарына ие және өнеркәсіптік өңдеуде және басқа салаларда кең қолдану перспективаларына ие.Қос қапталған итербий легирленген талшықтар жартылай өткізгіш лазерді айдау үшін жарамды, жоғары біріктіру тиімділігі мен жоғары лазерлік шығу қуаты бар және итербий легирленген талшықтарды дамытудың негізгі бағыты болып табылады.Қытайдың қос қапталған итербий легирленген талшықты технологиясы шет елдердің озық деңгейімен тең емес.Қытайда жасалған итербий легирленген талшық, қос қапталған итербий легирленген талшық және эрбий итербий қосылған талшық өнімділігі мен сенімділігі жағынан ұқсас шетелдік өнімдердің алдыңғы қатарлы деңгейіне жетті, құны бойынша артықшылықтарға ие және көптеген өнімдер мен әдістерге арналған негізгі патенттелген технологияларға ие. .
Жақында әлемге әйгілі неміс IPG лазерлік компаниясы жаңадан іске қосылған итербий қоспасы бар талшықты лазер жүйесі тамаша сәуле сипаттамаларына, 50000 сағаттан астам сорғы жұмысына, 1070 нм-1080 нм орталық сәулелену толқын ұзындығына және 20 кВт-қа дейін шығу қуатына ие екенін жариялады.Ол жұқа дәнекерлеуде, кесуде және тау жыныстарын бұрғылауда қолданылады.
Лазерлік материалдар лазерлік технологияның дамуының өзегі және негізі болып табылады.Лазер өнеркәсібінде әрқашан «материалдың бір буыны, құрылғылардың бір буыны» деген сөз бар.Жетілдірілген және практикалық лазерлік құрылғыларды жасау үшін алдымен жоғары өнімді лазерлік материалдарға ие болу және басқа сәйкес технологияларды біріктіру қажет.Итербий қосылған лазерлік кристалдар мен лазерлік әйнек қатты лазерлік материалдардың жаңа күші ретінде талшықты-оптикалық байланыс пен лазерлік технологияның инновациялық дамуына, әсіресе жоғары қуатты ядролық синтез лазерлері, жоғары энергиялық соққылар сияқты озық лазерлік технологияларда ықпал етеді. плиткалық лазерлер және жоғары энергиялы қару лазерлері.
Сонымен қатар, иттербий флуоресцентті ұнтақ активаторы, радио керамика, электронды компьютер жады компоненттеріне арналған қоспалар (магниттік көпіршіктер) және оптикалық шыны қоспалары ретінде де қолданылады.Айта кету керек, иттрий мен иттрий сирек кездесетін жер элементтері болып табылады.Ағылшын тіліндегі атаулар мен элемент таңбаларында айтарлықтай айырмашылықтар болғанымен, қытай фонетикалық алфавитінде буындар бірдей.Кейбір қытай аудармаларында иттрий кейде қате түрде иттрий деп аталады.Бұл жағдайда растау үшін бастапқы мәтінді қадағалап, элемент белгілерін біріктіру керек.
Жіберу уақыты: 13 қыркүйек 2023 ж