Ytterbium - Ytterbium

Ytterbium,  70 Yb
Ytterbium-3.jpg
Ytterbium
Pronunție / t ɜːr b i ə m / ( ih- TUR -bee-əm )
Aspect alb argintiu; cu o nuanță galben pal
Greutate atomică standard A r, std (Yb) 173.045 (10)
Ytterbium în tabelul periodic
Hidrogen Heliu
Litiu Beriliu Bor Carbon Azot Oxigen Fluor Neon
Sodiu Magneziu Aluminiu Siliciu Fosfor Sulf Clor Argon
Potasiu Calciu Scandiu Titan Vanadiu Crom Mangan Fier Cobalt Nichel Cupru Zinc Galiu Germaniu Arsenic Seleniu Brom Krypton
Rubidiu Stronţiu Itriu Zirconiu Niobiu Molibden Technetium Ruteniu Rodiu Paladiu Argint Cadmiu Indiu Staniu Antimoniu Telurul Iod Xenon
Cesiu Bariu Lantan Ceriu Praseodim Neodim Prometiu Samarium Europium Gadolinium Terbiu Disproziu Holmiu Erbiu Tuliu Ytterbium Lutetium Hafniu Tantal Tungsten Reniu Osmiu Iridiu Platină Aur Mercur (element) Taliu Conduce Bismut Poloniu Astatine Radon
Francium Radiu Actinium Toriu Protactiniu Uraniu Neptunium Plutoniu Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendeleviu Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
-

Yb

Nu
tuliuiterbiulutetiu
Număr atomic ( Z ) 70
grup grup n / a
Perioadă perioada 6
bloc   blocul f
Configuratie electronica [ Xe ] 4f 14 6s 2
Electroni pe coajă 2, 8, 18, 32, 8, 2
Proprietăți fizice
Faza la  STP solid
Punct de topire 1097  K (824 ° C, 1515 ° F)
Punct de fierbere 1469 K (1196 ° C, 2185 ° F)
Densitate (aproape  rt ) 6,90 g / cm 3
când este lichid (la  mp ) 6,21 g / cm 3
Căldura de fuziune 7,66  kJ / mol
Căldura vaporizării 129 kJ / mol
Capacitatea de căldură molară 26,74 J / (mol · K)
Presiunea de vapori
P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
la  T  (K) 736 813 910 1047 (1266) (1465)
Proprietăți atomice
Stări de oxidare 0, +1, +2, +3 (un  oxid bazic )
Electronegativitate Scara Pauling: 1.1 (?)
Energiile de ionizare
Raza atomică empiric: 176  pm
Raza covalentă 187 ± 8 pm
Color lines in a spectral range
Liniile spectrale de yterter
Alte proprietăți
Apariție naturală primordial
Structură cristalină cubice cu fețe centrate (fcc)
Face-centered cubic crystal structure for ytterbium
Viteza sunetului subțire 1590 m / s (la 20 ° C)
Expansiunea termică β, poli: 26,3 µm / (m⋅K) ( rt )
Conductivitate termică 38,5 W / (m⋅K)
Rezistență electrică β, poli: 0,250 µΩ⋅m (la  rt )
Ordinea magnetică paramagnetic
Sensibilitate magnetică molară +249,0 × 10 −6  cm 3 / mol (2928 K)
Modulul lui Young Forma β: 23,9 GPa
Modul de forfecare Forma β: 9,9 GPa
Modul în vrac Forma β: 30,5 GPa
Raportul Poisson forma β: 0,207
Duritatea Vickers 205–250 MPa
Duritatea Brinell 340–440 MPa
Numar CAS 7440-64-4
Istorie
Denumire după Ytterby (Suedia), unde a fost exploatat
Descoperire Jean Charles Galissard de Marignac (1878)
Prima izolare Carl Auer von Welsbach (1906)
Principalii izotopi ai itterbiului
Izotop Abundenţă Timp de înjumătățire ( t 1/2 ) Modul de descompunere Produs
166 Yb sin 56,7 ore ε 166 Tm
168 Yb 0,126% grajd
169 Yb sin 32,026 d ε 169 Tm
170 Yb 3,023% grajd
171 Yb 14.216% grajd
172 Yb 21,754% grajd
173 Yb 16,098% grajd
174 Yb 31,896% grajd
175 Yb sin 4.185 d β - 175 Lu
176 Yb 12,887% grajd
177 Yb sin 1.911 h β - 177 Lu
Category Categorie: Ytterbium
| referințe

Ytterbium este un element chimic cu simbolul  Yb și numărul atomic  70. Este al paisprezecelea și penultimul element din seria lantanidelor , care stă la baza stabilității relative a stării sale de oxidare +2 . Cu toate acestea, la fel ca celelalte lantanide, cea mai comună stare de oxidare este +3, ca și în oxidul său , halogenurile și alți compuși. În soluție apoasă , ca și compușii altor lantanide târzii, compușii solubili de itterbiu formează complexe cu nouă molecule de apă. Datorită configurației sale electronice cu coajă închisă, densitatea și punctele de topire și fierbere diferă semnificativ de cele ale majorității celorlalte lantanide.

În 1878, chimistul elvețian Jean Charles Galissard de Marignac a separat de pământul rar „erbia” o altă componentă independentă, pe care a numit-o „ ytterbia ”, pentru Ytterby , satul din Suedia în apropierea unde a găsit noua componentă a erbiului . Bănuia că ytterbia era un compus al unui element nou pe care el îl numea „ytterbium” (în total, patru elemente au fost numite după sat, celelalte fiind yttrium , terbium și erbium ). În 1907, noua „lutecia” pământească a fost separată de ytterbia, din care elementul „lutecium” (acum lutetium ) a fost extras de Georges Urbain , Carl Auer von Welsbach și Charles James . După câteva discuții, numele lui Marignac „ytterbium” a fost păstrat. O probă relativ pură a metalului nu a fost obținută până în 1953. În prezent, itterbiul este utilizat în principal ca dopant din oțel inoxidabil sau mediu activ cu laser și mai rar ca sursă de raze gamma .

Itterbiul natural este un amestec de șapte izotopi stabili, care în ansamblu sunt prezenți la concentrații de 0,3 părți pe milion . Acest element este exploatat în China, Statele Unite, Brazilia și India sub formă de minerale monazit , euxenit și xenotim . Concentrația de yterter este scăzută deoarece se găsește doar printre multe alte elemente din pământul rar ; în plus, este printre cele mai puțin abundente. Odată extras și preparat, itterbiul este oarecum periculos ca iritant pentru ochi și piele. Metalul este un pericol de incendiu și explozie.

Caracteristici

Proprietăți fizice

Ytterbium este un element chimic moale, maleabil și ductil , care prezintă un luciu argintiu strălucitor atunci când este pur. Este un element de pământ rar și este ușor dizolvat de acizii minerali puternici . Acesta reacționează încet cu rece apă și se oxidează încet în aer.

Ytterbium are trei alotropi etichetați cu literele grecești alfa, beta și gamma; temperaturile lor de transformare sunt −13 ° C și 795 ° C, deși temperatura exactă de transformare depinde de presiune și tensiune . Alotropul beta (6,966 g / cm 3 ) există la temperatura camerei și are o structură cristalină cubică centrată pe față . Alotropul gamma la temperatură ridicată (6,57 g / cm 3 ) are o structură cristalină cubică centrată pe corp . Alotropul alfa (6,903 g / cm 3 ) are o structură cristalină hexagonală și este stabil la temperaturi scăzute. Alotropul beta are o conductivitate electrică metalică la presiune atmosferică normală, dar devine semiconductor atunci când este expus la o presiune de aproximativ 16.000 atmosfere (1,6  GPa ). Rezistivitatea sa electrică crește de zece ori după compresie la 39.000 atmosfere (3,9 GPa), dar apoi scade la aproximativ 10% din rezistivitatea la temperatura camerei la aproximativ 40.000 atm (4,0 GPa).

Spre deosebire de celelalte metale din pământurile rare, care au de obicei proprietăți antiferromagnetice și / sau feromagnetice la temperaturi scăzute , yterterul este paramagnetic la temperaturi peste 1,0 kelvin . Cu toate acestea, alotropul alfa este diamagnetic . Cu un punct de topire de 824 ° C și un punct de fierbere de 1196 ° C, yterterul are cea mai mică gamă de lichide dintre toate metalele.

Spre deosebire de majoritatea celorlalte lantanide, care au o rețea hexagonală strânsă, yterterul cristalizează în sistemul cubic centrat pe față. Ytterbium are o densitate de 6,973 g / cm 3 , care este semnificativ mai mică decât cele ale lantanidelor vecine, tuliului (9,32 g / cm 3 ) și luteciului (9,841 g / cm 3 ). Punctele sale de topire și fierbere sunt, de asemenea, semnificativ mai mici decât cele ale tuliului și luteciului. Acest lucru se datorează configurației electronice cu coajă închisă a yterterului ([Xe] 4f 14 6s 2 ), ceea ce face ca doar cei doi electroni 6s să fie disponibili pentru legarea metalică (spre deosebire de celelalte lantanide unde sunt disponibili trei electroni) și crește yterbiu lui raza metalica .

Proprietăți chimice

Metalul Ytterbium se murdărește încet în aer, luând o nuanță aurie sau maro. Itterbiul fin dispersat se oxidează ușor în aer și sub oxigen. Amestecurile de yterbiu sub formă de pulbere cu politetrafluoretilenă sau hexacloroetan ard cu o flacără luminoasă verde smarald. Itterbiul reacționează cu hidrogenul pentru a forma diverse hidruri non-stoichiometrice . Itterbiul se dizolvă încet în apă, dar rapid în acizi, eliberând hidrogen gazos.

Ytterbiumul este destul de electropozitiv și reacționează încet cu apa rece și destul de repede cu apa fierbinte pentru a forma hidroxid de yterter (III):

2 Yb (s) + 6 H 2 O (l) → 2 Yb (OH) 3 (aq) + 3 H 2 (g)

Yterterul reacționează cu toți halogenii :

2 Yb (s) + 3 F 2 (g) → 2 YbF 3 (s) [alb]
2 Yb (s) + 3 Cl 2 (g) → 2 YbCl 3 (s) [alb]
2 Yb (s) + 3 Br 2 (g) → 2 YbBr 3 (s) [alb]
2 Yb (s) + 3 I 2 (g) → 2 YbI 3 (s) [alb]

Ionul iterbiu (III) absoarbe lumina în gama de lungimi de undă în infraroșu apropiat , dar nu și în lumina vizibilă , deci ytterbia , Yb 2 O 3 , are culoarea albă, iar sărurile yterterului sunt, de asemenea, incolore. Ytterbiul se dizolvă ușor în acid sulfuric diluat pentru a forma soluții care conțin ionii incolori Yb (III), care există ca complexe nonahidrat:

2 Yb (s) + 3 H 2 SO 4 (aq) + 18 H
2
O
(l) → 2 [Yb (H 2 O) 9 ] 3+ (aq) + 3 SO2−
4
(aq) + 3 H 2 (g)

Yb (II) vs. Yb (III)

Deși de obicei trivalent, yterterul formează cu ușurință compuși divalenți. Acest comportament este neobișnuit pentru lantanide , care formează aproape exclusiv compuși cu o stare de oxidare de +3. Starea +2 are o configurație electronică de valență de 4 f 14, deoarece f- shell-ul complet umplut oferă mai multă stabilitate. Ionul galben-verde itterbiu (II) este un agent de reducere foarte puternic și descompune apa, eliberând hidrogen gazos și, astfel, doar ionul incolor iterbiu (III) apare în soluție apoasă . Samariul și tuliul se comportă astfel în starea +2, dar europiul (II) este stabil în soluție apoasă. Metalul itterbiu se comportă similar cu metalul europiu și metalele alcalino-pământoase, dizolvându-se în amoniac pentru a forma săruri albastre de electride .

Izotopi

Yterterul natural este compus din șapte izotopi stabili : 168 Yb, 170 Yb, 171 Yb, 172 Yb, 173 Yb, 174 Yb și 176 Yb, 174 Yb fiind cel mai frecvent, la 31,8% din abundența naturală ). Au fost observați 27 de radioizotopi , cei mai stabili fiind de 169 Yb cu un timp de înjumătățire de 32,0 zile, 175 Yb cu un timp de înjumătățire de 4,18 zile și 166 Yb cu un timp de înjumătățire de 56,7 ore. Toți izotopii radioactivi rămași au perioade de înjumătățire mai mici de două ore, iar cele mai multe dintre acestea au timp de înjumătățire sub 20 de minute. Ytterbium are, de asemenea, 12 meta stări , cea mai stabilă fiind de 169m Yb ( t 1/2 46 secunde).

Izotopii intervalului de yterter în greutate atomică de la 147.9674 unitate de masă atomică (u) pentru 148 Yb până la 180.9562 u pentru 181 Yb. Modul primar de descompunere a izotopilor ytterbiului mai ușor decât cel mai abundent izotop stabil, 174 Yb, este captarea electronilor , iar modul primar de descompunere pentru cei mai grei de 174 Yb este beta dezintegrarea . Produsele primare de descompunere ale izotopilor ytterbium mai ușori de 174 Yb sunt izotopi de thulium , iar produsele primare de dezintegrare a izotopilor ytterbium cu o greutate mai mare de 174 Yb sunt izotopii lutetium .

Apariție

Ytterbium se găsește cu alte elemente din pământurile rare în mai multe minerale rare . Cel mai adesea este recuperat comercial din nisip monazit (0,03% yterter). Elementul se găsește și în euxenită și xenotime . Principalele zone miniere sunt China , Statele Unite , Brazilia , India , Sri Lanka și Australia . Rezervele de yterter sunt estimate la un milion de tone . În mod normal, itterbiul este greu de separat de alte pământuri rare, dar tehnicile de schimb de ioni și de extracție a solventului dezvoltate la mijlocul secolului al XX-lea au simplificat separarea. Compușii de iterbiu sunt rare și nu au fost încă bine caracterizați. Abundența de yterter în scoarța terestră este de aproximativ 3 mg / kg.

Ca o lantanidă cu număr par, în conformitate cu regula Oddo-Harkins , yterterul este semnificativ mai abundent decât vecinii săi imediați, tuliu și luteci , care apar în același concentrat la niveluri de aproximativ 0,5% fiecare. Producția mondială de yterter este de aproximativ 50 de tone pe an, ceea ce reflectă faptul că are puține aplicații comerciale. Urmele microscopice ale yterterului sunt utilizate ca dopant în laserul Yb: YAG , un laser în stare solidă în care itterbiul este elementul care suferă emisii stimulate de radiații electromagnetice .

Ytterbium este adesea cel mai frecvent înlocuitor în mineralele de itriu . În foarte puține cazuri / apariții cunoscute, itterbiul predomină asupra itriului, ca, de exemplu, în xenotime - (Yb). Este cunoscut un raport despre itterbiu nativ din regolitul Lunii.

Producție

Este relativ dificil să separe itterbiul de alte lantanide datorită proprietăților sale similare. Ca urmare, procesul este oarecum lung. În primul rând, mineralele precum monazitul sau xenotima sunt dizolvate în diverși acizi, cum ar fi acidul sulfuric . Iterbiul poate fi apoi separat de alte lantanide prin schimb de ioni , la fel ca alte lantanide. Soluția este apoi aplicată pe o rășină , pe care lantanidele diferite o leagă în diferite aspecte. Acesta este apoi dizolvat folosind agenți de complexare și, datorită diferitelor tipuri de legături prezentate de diferitele lantanide, este posibil să se izoleze compușii.

Iterbiul este separat de alte pământuri rare fie prin schimb ionic, fie prin reducere cu amalgam de sodiu. În această din urmă metodă, o soluție acidă tamponată de pământuri rare trivalente este tratată cu aliaj de sodiu-mercur topit, care reduce și dizolvă Yb 3+ . Aliajul este tratat cu acid clorhidric. Metalul este extras din soluție sub formă de oxalat și transformat în oxid prin încălzire. Oxidul este redus la metal prin încălzire cu lantan , aluminiu , ceriu sau zirconiu în vid ridicat. Metalul este purificat prin sublimare și colectat pe o placă condensată.

Compuși

Comportamentul chimic al yterterului este similar cu cel al restului de lantanide . Majoritatea compușilor yterterului se găsesc în starea de oxidare +3, iar sărurile sale în această stare de oxidare sunt aproape incolore. La fel ca europiul , samariul și tuliul , trihalidele yterterului pot fi reduse la dihaluri prin hidrogen , praf de zinc sau prin adăugarea de yterter metalic. Starea de oxidare +2 apare numai la compușii solizi și reacționează într-un fel în mod similar compușilor metalici alcalino-pământoși ; de exemplu, oxidul de yterter (II) (YbO) prezintă aceeași structură ca oxidul de calciu (CaO).

Halogenuri

Structura cristalină a oxidului de yterter (III)

Ytterbium formează atât dihaluri cât și trihalide cu halogenii fluor , clor , brom și iod . Dihalurile sunt susceptibile de oxidare la trihalide la temperatura camerei și disproporționate față de trihalide și itterbiu metalic la temperatură ridicată:

3 YbX 2 → 2 YbX 3 + Yb (X = F , Cl , Br , I )

Unele halogenuri de yterter sunt utilizate ca reactivi în sinteza organică . De exemplu, clorura de yterbiu (III) (YbCl 3 ) este un acid Lewis și poate fi utilizat ca un catalizator în aldol și reacțiile Diels-Alder . Iodura de iterbiu (II) (YbI 2 ) poate fi utilizată, ca iodura de samariu (II) , ca agent reducător pentru reacțiile de cuplare . Yterbiu (III) fluorură (YbF 3 ) este folosit ca inert și netoxic umplere dentară deoarece aceasta eliberează continuu fluorură de ioni, care sunt bune pentru sanatatea dentara, si este , de asemenea , un bun agent de contrast cu raze X .

Oxizi

Ytterbiul reacționează cu oxigenul pentru a forma oxid de yterter (III) (Yb 2 O 3 ), care cristalizează în structura „sesquioxid de tip C din pământuri rare” care este legată de structura fluorită cu un sfert din anioni îndepărtați, ducând la itterbiu atomi în două medii diferite cu șase coordonate (non-octaedrice). Oxidul de itterbiu (III) poate fi redus la oxidul de itterbiu (II) (YbO) cu yterterul elementar, care cristalizează în aceeași structură ca și clorura de sodiu .

Istorie

Yterbiu a fost descoperit de chimistul elvețian Jean Charles Galissard de Marignac în anul 1878. În timp ce examinarea probelor de gadolinite , Marignac a găsit o nouă componentă în pământ , apoi cunoscut sub numele de erbia , și el a numit - o ytterbia, pentru Ytterby , The suedeză sat aproape de locul unde a găsit noua componentă a erbiului. Marignac bănuia că ytterbia este un compus dintr-un element nou pe care el îl numea „ytterbium”.

În 1907, chimistul francez Georges Urbain a separat itterbia lui Marignac în două componente: neoytterbia și lutecia. Neoytterbia a devenit ulterior cunoscută sub numele de element iterbiu, iar lutecia a devenit cunoscută sub numele de element lutetium . Chimistul austriac Carl Auer von Welsbach a izolat în mod independent aceste elemente de ytterbia cam în același timp, dar le-a numit aldebaranium și cassiopeium; chimistul american Charles James a izolat, de asemenea, în mod independent aceste elemente cam în același timp. Urbain și Welsbach s-au acuzat reciproc că au publicat rezultate pe baza celeilalte părți. Comisia pentru masa atomică, formată din Frank Wigglesworth Clarke , Wilhelm Ostwald și Georges Urbain, care era atunci responsabilă de atribuirea de noi nume de elemente, a soluționat disputa în 1909 acordând prioritate lui Urbain și adoptându-i numele ca fiind oficiale, pe baza pe faptul că separarea luteciului de iterbiul lui Marignac a fost descrisă pentru prima dată de Urbain. După ce numele lui Urbain au fost recunoscute, neoytterbium a fost redus la ytterbium.

Proprietățile chimice și fizice ale yterterului nu au putut fi determinate cu nicio precizie până în 1953, când primul metal aproape iterbiu pur a fost produs prin utilizarea proceselor de schimb ionic . Prețul yterterului a fost relativ stabil între 1953 și 1998, la aproximativ 1.000 USD / kg.

Aplicații

Sursa razelor gamma

169 Yb izotop (cu un timp de înjumătățire de 32 de zile), care este creat împreună cu scurtă durată 175 Yb izotop (timp de înjumătățire 4,2 zile) prin activare cu neutroni în timpul iradierii de yterbiu în reactoare nucleare , a fost folosit ca o radiație sursă în portabile X-ray mașini. La fel ca razele X, razele gamma emise de sursă trec prin țesuturile moi ale corpului, dar sunt blocate de oase și alte materiale dense. Astfel, eșantioane mici de 169 Yb (care emit raze gamma) acționează ca niște mici mașini cu raze X utile pentru radiografia obiectelor mici. Experimentele arată că radiografiile făcute cu o sursă de 169 Yb sunt aproximativ echivalente cu cele realizate cu raze X cu energii cuprinse între 250 și 350 keV. 169 Yb este, de asemenea, utilizat în medicina nucleară .

Ceasuri atomice cu stabilitate ridicată

Ceasurile cu yterter dețin recordul de stabilitate, cu căpușe stabile la mai puțin de două părți în 1 quintilion (2 × 10 −18 ). Ceasurile dezvoltate la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) se bazează pe aproximativ 10.000 de atomi de pământuri rare răcite la 10 microkelvini (10 milioane de grade peste zero absolut ) și prinse într-o rețea optică - o serie de puțuri în formă de clătite realizat din lumină laser. Un alt laser care „bifează” 518 trilioane de ori pe secundă provoacă o tranziție între două niveluri de energie din atomi. Numărul mare de atomi este cheia pentru stabilitatea ridicată a ceasurilor.

Undele de lumină vizibilă oscilează mai repede decât microundele și, prin urmare, ceasurile optice pot fi mai precise decât ceasurile atomice cu cesiu . Physikalisch-Technische Bundesanstalt lucrează pe mai multe astfel de ceasuri optice. Modelul cu un singur ion itterbiu prins într-o capcană de ioni este extrem de precis. Ceasul optic bazat pe acesta este exact la 17 cifre după punctul zecimal. O pereche de ceasuri atomice experimentale bazate pe atomi de iterbiu la Institutul Național de Standarde și Tehnologie a stabilit un record pentru stabilitate. Fizicienii NIST au raportat în numărul din 22 august 2013 al Science Express că căpușele ceasurilor de yterter sunt stabile la mai puțin de două părți în 1 quintilion (1 urmat de 18 zerouri), de aproximativ 10 ori mai bune decât cele mai bune rezultate publicate anterior pentru alte ceasuri atomice. Ceasurile ar fi precise într-o secundă pentru o perioadă comparabilă cu vârsta universului.

Dopajul oțelului inoxidabil

Ytterbium poate fi, de asemenea, utilizat ca dopant pentru a ajuta la îmbunătățirea rafinamentului cerealelor, a rezistenței și a altor proprietăți mecanice ale oțelului inoxidabil . Unele aliaje de yterter au fost rareori folosite în stomatologie .

Yterterul ca dopant al mediilor active

Ionul Yb 3+ este utilizat ca material dopant în mediile laser active , în special în lasere cu stare solidă și lasere cu fibră dublă . Lasere ytterbium sunt extrem de eficiente, au o durată de viață lungă și pot genera impulsuri scurte; yterterul poate fi, de asemenea, ușor încorporat în materialul utilizat pentru fabricarea laserului. Laserele de iterbiu radiază în mod obișnuit în banda 1,06-1,12  µm fiind pompate optic la lungimea de undă 900 nm – 1 µm, în funcție de gazdă și aplicație. Micul defect cuantic face din iterbiu un dopant potențial pentru lasere eficiente și scalare a puterii .

Cinetica excitațiilor din materialele dopate cu yterter este simplă și poate fi descrisă în cadrul conceptului de secțiuni transversale eficiente ; pentru majoritatea materialelor laser dopate cu yterter (ca și pentru multe alte medii de câștig pompate optic), relația McCumber se menține, deși aplicația la materialele compozite dopate cu yterter a fost în discuție.

De obicei, se utilizează concentrații scăzute de yterter. La concentrații ridicate, materialele dopate cu yterter prezintă fotodenărire (fibre de sticlă) sau chiar o trecere la emisie în bandă largă (cristale și ceramică) în loc de acțiune eficientă a laserului. Acest efect poate fi legat nu numai de supraîncălzirea, ci și de condițiile de compensare a încărcăturii la concentrații mari de ioni de iterbiu.

S-au făcut multe progrese în ceea ce privește laserele și amplificatoarele de scalare a puterii produse cu fibre optice dopate cu yterter (Yb). Nivelurile de putere au crescut de la regimurile de 1 kW datorită progreselor în componente, precum și a fibrelor dopate cu Yb. Fabricarea fibrelor Low NA, Large Mode Area permit obținerea unor calități aproape perfecte ale fasciculului (M2 <1.1) la niveluri de putere de 1,5 kW la mai mult de 2 kW la ~ 1064 nm într-o configurație de bandă largă. Fibrele LMA dopate cu yterter au, de asemenea, avantajele unui diametru mai mare al câmpului modului, care neagă impactul efectelor neliniare, cum ar fi împrăștierea stimulată a Brillouinului și împrăștierea Raman stimulată , care limitează atingerea unor niveluri de putere mai ridicate și oferă un avantaj distinct față de modul unic fibre dopate cu yterter.

Pentru a atinge niveluri de putere și mai ridicate în sistemele de fibre pe bază de yterter. trebuie luați în considerare toți factorii fibrei. Acestea pot fi realizate numai prin optimizarea tuturor parametrilor fibrei de iterbiu, variind de la pierderile de bază ale miezului până la proprietățile geometrice, pentru a reduce pierderile de îmbinare în interiorul cavității. Scalarea puterii necesită, de asemenea, optimizarea potrivirii fibrelor pasive din cavitatea optică. Optimizarea sticlei dopate cu yterteriu în sine prin modificarea sticlei gazdă a diferiților dopanți joacă, de asemenea, un rol important în reducerea pierderii de fundal a sticlei, îmbunătățirea eficienței pantei a fibrei și performanțe îmbunătățite de fotodenărire, toate acestea contribuind la creșterea puterii niveluri în sisteme de 1 µm.

Ion Qubits pentru calculul cuantic

Ionul încărcat 171 Yb + este utilizat în qubit-urile capturate în calculul cuantic . Porțile încurcate , cum ar fi poarta Mølmer – Sørensen , au fost realizate prin adresarea ionilor cu ajutorul laserelor cu impulsuri blocate în mod .

Alții

Metalul itterbiu își mărește rezistivitatea electrică atunci când este supus unor solicitări ridicate. Această proprietate este utilizată în aparatele de măsurare a stresului pentru a monitoriza deformările solului cauzate de cutremure și explozii.

În prezent, itterbiul este investigat ca un posibil înlocuitor pentru magneziu în sarcini utile pirotehnice cu densitate ridicată pentru rachete de momeală în infraroșu cinematic . Deoarece oxidul de yterter (III) are o emisivitate semnificativ mai mare în domeniul infraroșu decât oxidul de magneziu , se obține o intensitate radiantă mai mare cu încărcăturile utile pe bază de yterter în comparație cu cele obișnuite pe bază de magneziu / teflon / viton (MTV).

Precauții

Deși itterbiul este destul de stabil din punct de vedere chimic, este depozitat în recipiente etanșe și într-o atmosferă inertă, cum ar fi o cutie uscată plină de azot pentru a-l proteja de aer și umiditate. Toți compușii yterterului sunt tratați ca fiind foarte toxici , deși studiile par să indice că pericolul este minim. Cu toate acestea, compușii ytterbiului provoacă iritații ale pielii și ochilor omului, iar unii ar putea fi teratogeni . Praful metalic de yterter poate arde spontan, iar fumurile rezultate sunt periculoase. Incendiile cu yterter nu pot fi stinse cu apă și numai stingătoarele chimice uscate din clasa D pot stinge focurile.

Referințe

Lecturi suplimentare

  • Ghid pentru elemente - ediție revizuită , Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN  0-19-508083-1

linkuri externe