جادویی نادره ځمکه عنصر: یټربیم

یټربیم: اټومي شمېره ۷۰، اټومي وزن ۱۷۳.۰۴، د عنصر نوم د هغې د کشف ځای څخه اخیستل شوی. دیټربیمپه قشر کې 0.000266٪ دی، چې په عمده توګه د فاسفوریټ او تور نادر سرو زرو زیرمو کې شتون لري، پداسې حال کې چې په مونازایټ کې دا مواد 0.03٪ دي، چې 7 طبیعي ایزوټوپونه لري.

د تاریخ کشف

کشف شوی: مارینک

وخت: ۱۸۷۸

ځای: سویس 

په ۱۸۷۸ کال کې، سویس کیمیا پوهانو جین چارلس او جي ماریګناک په "اربیوم" کې یو نوی نادره ځمکنی عنصر کشف کړ. په ۱۹۰۷ کال کې، البان او ویلز په ګوته کړه چې ماریګناک د لوټیټیم اکسایډ او یټربیم اکسایډ مخلوط جلا کړ. د سټاکهولم ته نږدې د یټربای په نوم د کوچني کلي په یاد کې، چیرې چې د یټریوم کان کشف شو، دا نوی عنصر د Yb سمبول سره د یټربیم په نوم ونومول شو.

د الکترون ترتیب

۱s۲ ۲s۲ ۲p۶ ۳s۲ ۳p۶ ۴s۲ ۳d۱۰ ۴p۶ ۵s۲ ۴d۱۰ ۵p۶ ۶s۲ ۴f۱۴

فلزي

فلزي یټربیمد سپینو زرو خړ ​​رنګ، نرم او نرم جوړښت لري. د خونې په تودوخه کې، یټربیوم په ورو ورو د هوا او اوبو لخوا اکسیډیز کیدی شي.

دوه کرسټال جوړښتونه شتون لري: α- ډول یې د مخ په مرکز کې د مکعب کرسټال سیسټم دی (د خونې تودوخه -798 ℃)؛ β- ډول یې د بدن په مرکز کې د مکعب (د 798 ℃ څخه پورته) جالی دی. د ویلې کولو نقطه 824 ℃، د جوش نقطه 1427 ℃، نسبي کثافت 6.977 (α- ډول)، 6.54 (β- ډول).

په سړو اوبو کې نه حل کېدونکی، په تیزابونو او مایع امونیا کې حل کېدونکی. دا په هوا کې خورا مستحکم دی. د سماریوم او یوروپیم په څیر، یټربیم د متغیر والینس نادر ځمکې پورې اړه لري، او کولی شي په مثبت دوه اړخیز حالت کې هم وي سربیره پردې چې معمولا درې اړخیز وي.

د دې متغیر والینس ځانګړتیا له امله، د فلزي یټربیوم چمتو کول باید د الکترولیسس له لارې ترسره نشي، مګر د چمتووالي او پاکولو لپاره د کمولو تقطیر میتود له لارې. معمولا،د لانتانوم فلزد یټربیم فلز د لوړ بخار فشار او د لینتانوم فلز د ټیټ بخار فشار ترمنځ توپیر څخه کار اخلي، د کمولو تقطیر لپاره د کمولو اجنټ په توګه کارول کیږي. په بدیل سره،توليم, یټربیم، اولوټیټیمغلظتونه د خامو موادو په توګه کارول کیدی شي، او فلزي لینتانوم د کمولو اجنټ په توګه کارول کیدی شي. د 1100 ℃ او <0.133Pa لوړ تودوخې خلا شرایطو لاندې، فلزي یټربیم په مستقیم ډول د کمولو تقطیر له لارې استخراج کیدی شي. لکهسماریوماویوروپیم،یټربیم هم د لوند کمولو له لارې جلا او پاک کیدی شي. معمولا، تولیم، یټربیم، او لوټیټیم غلظتونه د خامو موادو په توګه کارول کیږي. د تحلیل وروسته، یټربیم دوه اړخیز حالت ته راټیټیږي، چې په ملکیتونو کې د پام وړ توپیر رامینځته کوي، او بیا د نورو درې اړخیزو نادره ځمکو څخه جلا کیږي. د لوړ پاکوالي یټربیم آکسایډ تولید معمولا د استخراج کروماتګرافي یا د ایون تبادلې میتود لخوا ترسره کیږي.

غوښتنلیک

د ځانګړو الیاژونو جوړولو لپاره کارول کیږي.د یټربیم الیاژونهد غاښونو په طب کې د فلزاتو او کیمیاوي تجربو لپاره کارول شوي دي.

په وروستیو کلونو کې، یټربیم د فایبر آپټیک مخابراتو او لیزر ټیکنالوژۍ په برخو کې راڅرګند شوی او په چټکۍ سره وده کړې ده.

د "معلوماتي لویې لارې" د جوړولو او پراختیا سره، د کمپیوټر شبکې او د اوږد واټن آپټیکل فایبر لیږد سیسټمونه د آپټیکل فایبر موادو فعالیت لپاره په زیاتیدونکي توګه لوړې اړتیاوې لري چې په آپټیکل مخابراتو کې کارول کیږي. د یټربیم آیونونه، د دوی د غوره طیفي ځانګړتیاو له امله، د آپټیکل اړیکو لپاره د فایبر امپلیفیکیشن موادو په توګه کارول کیدی شي، لکه څنګه چېایربیوماوتوليم. که څه هم د نادره ځمکې عنصر ایربیوم لاهم د فایبر امپلیفیرونو په چمتو کولو کې اصلي لوبغاړی دی، دودیز ایربیوم-ډوپ شوي کوارټز فایبرونه یو کوچنی ګین بینډ ویت (30nm) لري، چې د لوړ سرعت او لوړ ظرفیت معلوماتو لیږد اړتیاوې پوره کول ستونزمن کوي. Yb3+ions د 980nm شاوخوا Er3+ions په پرتله خورا لوی جذب کراس سیکشن لري. د Yb3+ د حساس کولو اغیزې او د ایربیوم او یټربیم د انرژۍ لیږد له لارې، 1530nm رڼا ډیره لوړه کیدی شي، په دې توګه د رڼا د امپلیفیریشن موثریت خورا ښه کوي.

په دې وروستیو کلونو کې، د ایربیوم یټربیم شریک ډوپډ فاسفیټ شیشه د څیړونکو لخوا په زیاتیدونکي توګه غوره شوې ده. فاسفیټ او فلورو فاسفیټ شیشې ښه کیمیاوي او حرارتي ثبات لري، په بیله بیا پراخه انفراریډ لیږد او لوی غیر یونیفورم پراخونکي ځانګړتیاوې لري، چې دوی د براډبنډ او لوړ ګټې ایربیوم-ډوپډ امپلیفیکیشن فایبر شیشې لپاره مثالي مواد جوړوي. Yb3+ډوپډ فایبر امپلیفیکیشن کولی شي د بریښنا امپلیفیکیشن او کوچني سیګنال امپلیفیکیشن ترلاسه کړي، دوی د فایبر آپټیک سینسرونو، وړیا فضا لیزر مخابراتو، او الټرا لنډ نبض امپلیفیکیشن په څیر ساحو لپاره مناسب کوي. چین اوس مهال د نړۍ ترټولو لوی واحد چینل ظرفیت او د ګړندۍ سرعت آپټیکل لیږد سیسټم جوړ کړی، او په نړۍ کې ترټولو پراخه معلوماتي لویه لاره لري. یټربیم ډوپډ او نور نادره ځمکه ډوپډ فایبر امپلیفیران او لیزر مواد په دوی کې مهم او مهم رول لوبوي.

د یټربیم طیفي ځانګړتیاوې د لوړ کیفیت لرونکي لیزر موادو په توګه هم کارول کیږي، دواړه د لیزر کرسټالونو، لیزر شیشې، او فایبر لیزرونو په توګه. د لوړ ځواک لیزر موادو په توګه، د یټربیم ډوپډ لیزر کرسټالونو یوه لویه لړۍ جوړه کړې، پشمول د یټربیم ډوپډ.د یټریوم المونیمګارنټ (Yb: YAG)، یټربیم ډوپډګیډولینیمګیلیم ګارنټ (Yb: GGG)، یټربیم ډوپډ کلسیم فلوروفاسفیټ (Yb: FAP)، یټربیم ډوپډ سټرونټیم فلوروفاسفیټ (Yb: S-FAP)، یټربیم ډوپډ یټریوم واناډیټ (Yb: YV04)، یټربیم ډوپډ بوریټ، او سیلیکیټ. سیمیکمډکټر لیزر (LD) د جامد حالت لیزرونو لپاره د پمپ سرچینې یو نوی ډول دی. Yb: YAG د لوړ ځواک LD پمپ کولو لپاره مناسب ډیری ځانګړتیاوې لري او د لوړ ځواک LD پمپ کولو لپاره د لیزر موادو بدل شوی. Yb: S-FAP کرسټال ممکن په راتلونکي کې د لیزر اټومي فیوژن لپاره د لیزر موادو په توګه وکارول شي، کوم چې د خلکو پام ځانته اړولی دی. په ټون ایبل لیزر کرسټالونو کې، د کرومیم یټربیم هولمیم یټریوم المونیم ګیلیم ګارنټ (Cr، Yb، Ho: YAGG) شتون لري چې د 2.84 څخه تر 3.05 μ پورې طول موجونه لري. په دوامداره توګه د m ترمنځ تنظیم کیدونکی. د احصایو له مخې، په ټوله نړۍ کې په توغندیو کې کارول شوي ډیری انفراریډ وار هیډونه 3-5 μ کاروي، له همدې امله، د Cr، Yb، Ho: YSGG لیزرونو پراختیا کولی شي د منځني انفراریډ لارښود شوي وسلو ضد اقداماتو لپاره مؤثره مداخله چمتو کړي، او مهم نظامي اهمیت لري. چین د یټربیم ډوپډ لیزر کرسټالونو (Yb: YAG، Yb: FAP، Yb: SFAP، او نور) په برخه کې د نړیوالې پرمختللې کچې سره یو لړ نوښتګر پایلې ترلاسه کړې، د کرسټال وده او لیزر چټک، نبض، دوامداره، او د تنظیم وړ محصول په څیر کلیدي ټیکنالوژیو حل کول. د څیړنې پایلې په ملي دفاع، صنعت، او ساینسي انجینرۍ کې پلي شوي، او د یټربیم ډوپډ کرسټال محصولات ډیری هیوادونو او سیمو لکه متحده ایالاتو او جاپان ته صادر شوي دي.

د یټربیم لیزر موادو بله لویه کټګوري د لیزر شیشه ده. د لوړ اخراج کراس سیکشن لیزر شیشې رامینځته شوي ، پشمول د جرمینیم ټیلورایټ ، سیلیکون نیوبیټ ، بوریټ ، او فاسفیټ. د شیشې مولډینګ اسانتیا له امله ، دا په لویو اندازو کې رامینځته کیدی شي او د لوړ رڼا لیږد او لوړ یووالي په څیر ځانګړتیاوې لري ، چې دا د لوړ ځواک لیزرونو تولید ممکن کوي. پیژندل شوی نادره ځمکه لیزر شیشه په عمده توګه کارول کیدهنیوډیمیمشیشه، چې د 40 کلونو څخه ډیر د پراختیا تاریخ او د تولید او غوښتنلیک ټیکنالوژي لري. دا تل د لوړ ځواک لیزر وسیلو لپاره غوره مواد و او د اټومي فیوژن تجربوي وسیلو او لیزر وسلو کې کارول شوی. په چین کې جوړ شوي د لوړ ځواک لیزر وسایل، چې د لیزر څخه جوړ شوي دينیوډیمیمشیشه د اصلي لیزر وسیلې په توګه، د نړۍ پرمختللي کچې ته رسیدلې ده. مګر لیزر نیوډیمیم شیشه اوس د لیزر یټربیوم شیشې څخه د یوې قوي ننګونې سره مخ ده.

په وروستیو کلونو کې، ډیرو څیړنو ښودلې چې د لیزر یټربیم شیشې ډیری ځانګړتیاوې د هغو څخه ډیرې دينیوډیمیمشیشه. د دې حقیقت له امله چې د یټربیوم ډوپډ لومینیسینس یوازې دوه د انرژۍ کچې لري، د انرژۍ ذخیره کولو موثریت لوړ دی. په ورته ګټه کې، د یټربیوم شیشه د نیوډیمیم شیشې په پرتله د انرژۍ ذخیره کولو موثریت 16 ځله لوړ دی، او د فلوروسینس ژوند د نیوډیمیم شیشې په پرتله 3 ځله لوړ دی. دا د لوړ ډوپینګ غلظت، جذب بینډ ویت په څیر ګټې هم لري، او په مستقیم ډول د سیمیکمډکټرونو لخوا پمپ کیدی شي، چې دا د لوړ بریښنا لیزرونو لپاره خورا مناسب کوي. په هرصورت، د یټربیوم لیزر شیشې عملي تطبیق ډیری وختونه د نیوډیمیم مرستې پورې اړه لري، لکه د Nd3+ کارول د حساس کونکي په توګه د یټربیوم لیزر شیشې د خونې په حرارت کې کار کولو لپاره او μ د لیزر اخراج په m طول موج کې ترلاسه کیږي. نو، یټربیوم او نیوډیمیم دواړه د لیزر شیشې په برخه کې سیالي کونکي او همکار شریکان دي.

د شیشې جوړښت تنظیمولو سره، د یټربیوم لیزر شیشې ډیری روښانه ځانګړتیاوې ښه کیدی شي. د لوړ ځواک لیزرونو پراختیا د اصلي لوري په توګه، د یټربیوم لیزر شیشې څخه جوړ شوي لیزرونه په زیاتیدونکي توګه په عصري صنعت، کرنې، طب، ساینسي څیړنو او نظامي غوښتنلیکونو کې کارول کیږي.

پوځي استعمال: د اټومي فیوژن لخوا تولید شوي انرژي د انرژۍ په توګه کارول تل یو تمه شوی هدف و، او د کنټرول شوي اټومي فیوژن ترلاسه کول به د انسانانو لپاره د انرژۍ ستونزو د حل لپاره یوه مهمه وسیله وي. د یټربیم ډوپډ لیزر شیشه په 21 پیړۍ کې د خپل غوره لیزر فعالیت له امله د انرشیل کنفینمینټ فیوژن (ICF) لوړولو لپاره غوره مواد کیږي.

د لیزر وسلې د لیزر بیم لویه انرژي کاروي ترڅو هدفونه په نښه او ویجاړ کړي، د ملیاردونو درجو سانتي ګراد تودوخه تولیدوي او په مستقیم ډول د رڼا په سرعت برید کوي. دوی د نادانا په نوم یادیدلی شي او لوی وژونکي لري، په ځانګړي توګه د جګړې په جریان کې د عصري هوایی دفاع وسلو سیسټمونو لپاره مناسب دي. د یټربیم ډوپډ لیزر شیشې غوره فعالیت دا د لوړ ځواک او لوړ فعالیت لیزر وسلو جوړولو لپاره یو مهم اساسي مواد ګرځولی دی.

فایبر لیزر یوه نوې ټکنالوژي ده چې په چټکۍ سره وده کوي او د لیزر شیشې غوښتنلیکونو ساحې پورې اړه لري. فایبر لیزر یو لیزر دی چې فایبر د لیزر میډیم په توګه کاروي، کوم چې د فایبر او لیزر ټیکنالوژۍ ترکیب محصول دی. دا یوه نوې لیزر ټیکنالوژي ده چې د ایربیم ډوپډ فایبر امپلیفیر (EDFA) ټیکنالوژۍ پر بنسټ رامینځته شوې. فایبر لیزر د پمپ سرچینې په توګه د سیمیکمډکټر لیزر ډایډ، د فایبر آپټیک ویو ګایډ او د ګټې مینځنۍ، او نظري اجزاو لکه ګریټینګ فایبر او کوپلرونو څخه جوړ شوی دی. دا د آپټیکل لارې میخانیکي تنظیم ته اړتیا نلري، او میکانیزم کمپیکٹ او یوځای کول اسانه دي. د دودیز جامد حالت لیزرونو او سیمیکمډکټر لیزرونو سره پرتله کول، دا تخنیکي او فعالیت ګټې لري لکه د لوړ بیم کیفیت، ښه ثبات، د چاپیریال مداخلې ته قوي مقاومت، هیڅ تنظیم، هیڅ ساتنه، او کمپیکٹ جوړښت. د دې حقیقت له امله چې ډوپډ ایونونه په عمده توګه Nd+3، Yb+3، Er+3، Tm+3، Ho+3 دي، چې ټول یې د ګټې میډیا په توګه د نادر ځمکې فایبرونه کاروي، د شرکت لخوا رامینځته شوی فایبر لیزر د نادر ځمکې فایبر لیزر هم بلل کیدی شي.

د لیزر کارول: د لوړ ځواک یټربیم ډوپډ ډبل کلاډ فایبر لیزر په وروستیو کلونو کې په نړیواله کچه د جامد حالت لیزر ټیکنالوژۍ کې ګرم ډګر ګرځیدلی. دا د ښه بیم کیفیت، کمپیکټ جوړښت، او لوړ تبادلې موثریت ګټې لري، او په صنعتي پروسس او نورو برخو کې د غوښتنلیک پراخه امکانات لري. دوه ګونی پوښل شوي یټربیم ډوپډ فایبرونه د سیمیکمډکټر لیزر پمپ کولو لپاره مناسب دي، د لوړ کوپلینګ موثریت او لوړ لیزر تولید ځواک سره، او د یټربیم ډوپډ فایبرونو اصلي پراختیا لوري دي. د چین دوه ګونی پوښل شوي یټربیم ډوپډ فایبر ټیکنالوژي نور د بهرنیو هیوادونو د پرمختللي کچې سره مساوي نه ده. په چین کې رامینځته شوي یټربیم ډوپډ فایبر، دوه ګونی پوښل شوي یټربیم ډوپډ فایبر، او ایربیم یټربیم شریک ډوپډ فایبر د فعالیت او اعتبار له مخې د ورته بهرنیو محصولاتو پرمختللي کچې ته رسیدلي دي، د لګښت ګټې لري، او د ډیری محصولاتو او میتودونو لپاره اصلي پیټینټ ټیکنالوژي لري.

د نړۍ مشهور جرمني IPG لیزر شرکت پدې وروستیو کې اعلان وکړ چې د دوی نوی پیل شوی یټربیم ډوپډ فایبر لیزر سیسټم غوره بیم ځانګړتیاوې لري، د 50000 ساعتونو څخه ډیر د پمپ ژوند، د 1070nm-1080nm مرکزي اخراج طول موج، او تر 20KW پورې د تولید ځواک لري. دا په ښه ویلډینګ، پرې کولو، او ډبرې ډرل کولو کې کارول شوی.

د لیزر مواد د لیزر ټیکنالوژۍ د پراختیا لپاره اساس او بنسټ دی. د لیزر صنعت کې تل دا خبره موجوده ده چې 'د موادو یو نسل، د وسایلو یو نسل'. د پرمختللي او عملي لیزر وسیلو د پراختیا لپاره، دا اړینه ده چې لومړی د لوړ فعالیت لیزر مواد ولرئ او نور اړونده ټیکنالوژي یوځای کړئ. د یټربیم ډوپډ لیزر کرسټالونه او لیزر شیشې، د جامد لیزر موادو د نوي ځواک په توګه، د فایبر آپټیک مخابراتو او لیزر ټیکنالوژۍ نوښتګر پرمختګ ته وده ورکوي، په ځانګړې توګه د لیزر ټیکنالوژۍ لکه د لوړ ځواک اټومي فیوژن لیزرونو، د لوړ انرژۍ بیټ ټایل لیزرونو، او د لوړ انرژۍ وسلو لیزرونو کې.

سربیره پردې، یټربیم د فلوروسینټ پوډر فعالونکي، راډیو سیرامیک، د بریښنایی کمپیوټر حافظې اجزاو (مقناطیسي بلبلونو) لپاره اضافه کونکي، او نظري شیشې اضافه کونکي په توګه هم کارول کیږي. دا باید په ګوته شي چې یټریوم او یټریوم دواړه د ځمکې نادر عناصر دي. که څه هم په انګلیسي نومونو او د عنصر سمبولونو کې د پام وړ توپیرونه شتون لري، د چینایي فونیټیک الفبا ورته حرفونه لري. په ځینو چینایي ژباړو کې، یټریوم ځینې وختونه په غلطۍ سره د یټریوم په نوم یادیږي. پدې حالت کې، موږ اړتیا لرو چې اصلي متن تعقیب کړو او د تایید لپاره د عنصر سمبولونه سره یوځای کړو.