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이테르븀의 용도는 무엇입니까? 어느 화학 전문가가 나에게 알려줄 수 있습니까?
희토류 원소 이테르븀 및 그 응용

1878 년 스위스 화학자 장 찰스와 G 드 나켈이 에르븀에서 새로운 희토원소를 발견했다. 이트륨 광산이 발견된 스톡홀름 부근의 Yteerby 라는 작은 마을을 기념하기 위해 새 요소는 이테르븀, 원소 기호 Yb, 중국어 번역명' Yteerby' 로 명명되었다.

텅스텐은 란타넘계 원소에서 플루토늄 뒤에 배열되어 있지만, 그 지각의 풍도는 3.3ppm 으로, 테르븀, 플루토늄, 플루토늄 등 기타 중토류보다 높을 뿐만 아니라, 심지어 유로퓸 (2.2 ppm) 보다도 높다. 텅스텐은 주로 이온형 희토광물, 인광광, 흑서금광 등 중희토광물에 주로 존재하며, 7 종의 천연 동위원소가 있다. 강서에서 까마귀를 찾는 경우 희토 중 텅스텐의 함량은 텅스텐보다 높고, 용남에서는 텅스텐의 함량이 약 10 배이므로, 텅스텐은 비교적 중희토 원소를 풍부하게 하여 개발 응용을 위한 일정한 자원 기반을 제공한다.

이테르븀 금속은 은회색으로 연성이 있고 질감이 부드럽다. 텅스텐은 실온에서 공기와 물에 의해 천천히 산화될 수 있다. 텅스텐과 텅스텐과 마찬가지로, 텅스텐은 가변화 가격의 희토로, 정가 상태나 정가 상태에 있을 수 있다. 이런 변가 특성으로 인해, 환원 증류가 아닌 전기 분해를 통해 플루토늄 금속을 준비하는 것은 적절하지 않다. 일반적으로 금속 텅스텐을 환원제로 사용하여 금속 텅스텐의 고증기압과 금속 텅스텐의 저증기압 차이를 이용하여 환원증류한다. 또한 > 1 100℃ 및 < < 0. 133Pa 의 고온 진공 상태에서 환원증류를 통해 직접 원료로 정광을 사용할 수 있습니다. 사마륨, 유로퓸과 마찬가지로, 이테르븀도 습식 환원을 통해 분리 및 정제할 수 있다. 보통 풍부한 플루토늄, 플루토늄, 텅스텐을 원료로 하여 용해한 후 2 가로 되돌려 성질차이가 현저하여 다른 3 가 희토와 분리된다. 고순산화 텅스텐은 보통 추출 스펙트럼이나 이온 교환법으로 준비한다.

중희토 원소로서, 사용 가능한 자원이 제한되어 있고, 제품 가격이 비싸서 적용 연구가 제한되어 있다. 광섬유 통신, 레이저 등 첨단 기술이 등장하면서 점차 응용 무대를 찾았다.

최근 몇 년 동안 광섬유 통신과 레이저 기술의 두 가지 주요 영역에서 출현하여 급속히 발전하였다.

정보 고속도로가 발달하면서 컴퓨터 네트워크와 장거리 광섬유 전송 시스템은 광통신용 광섬유 재료에 대한 성능 요구 사항이 높아지고 있다. 이온은 뛰어난 스펙트럼 특성으로 인해 플루토늄과 같은 광통신용 광섬유 증폭재로 사용할 수 있습니다. 희토원소 Er 은 여전히 광섬유 증폭기를 준비하는 주역이지만, 기존의 플루토늄 시용 광섬유의 게인 대역폭 (30nm) 은 작기 때문에 고속 대용량 정보 전송 요구 사항을 충족하기가 어렵다. 그러나 980nm 근처에서 Yb3+ 이온의 흡수 단면은 Er3+ 이온의 흡수 단면보다 훨씬 큽니다. Yb3+ 의 감응 및 에르븀의 에너지 전송을 통해 1530nm 의 빛을 크게 향상시켜 광 증폭 효율을 크게 높일 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 플루토늄 인산염 유리가 점점 더 많은 연구자들의 주목을 받고 있다. 인산염과 브롬산염 유리는 화학 및 열 안정성, 넓은 적외선 투과율, 큰 비균일 확장 특성을 갖추고 있어 광대역, 고이득 브롬이 광섬유 유리를 확대하는 데 이상적인 소재입니다. Yb3+ 이온을 도입하여 플루토늄 광섬유를 만들면 광섬유의 확대 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 우리나라에서 개발한 고농도 플루토늄, 도핑, 인산염섬유 (코어 지름 7μm, 숫자 구멍 지름 0.2) 는 전파 증폭기에 적용된다. 980nm 반도체 레이저를 사용하여 1.5μm 의 통신 창에서 작은 신호에 대해 3.8dB 의 순 게인 (단위 길이 게인 2.5dB/cm) 을 구현했으며, 현재 상용 시간 증폭기보다 두 단계 더 높았다.

Yb3+ 광섬유 증폭기를 섞으면 전력 증폭과 작은 신호 증폭이 가능하므로 광섬유 센서, 자유 공간 레이저 통신 및 초단파 펄스 증폭에 사용할 수 있습니다.

현재 중국은 세계에서 싱글 채널 용량이 가장 크고 속도가 가장 빠른 광전송 시스템을 구축하여 세계에서 가장 넓은 정보 고속도로를 보유하고 있다. 텅스텐과 기타 희토가 섞인 광섬유 확대와 레이저 소재가 중요한 역할을 한다.

이테르븀의 스펙트럼 특성은 또한 레이저 결정뿐만 아니라 레이저 유리 및 광섬유 레이저로도 사용할 수 있는 고품질 레이저 재료로 사용됩니다.

이테르븀 도핑 된 레이저 결정은 이테르븀 도핑 이트륨 알루미늄 가닛 (Yb: YAG), 이테르븀 가닛 (Yb: GGG), 이테르븀 첨가 플루오로 인산 칼슘 (Yb: S-FAP) 및 스트론튬 이테르븀 도핑 된 플루오로 포스페이트 (

반도체 레이저 (LD) 는 신형 고체 레이저 펌프 공급원이다. Yb: YAG 는 고전력 LD 펌프에 적합한 다양한 기능을 갖추고 있으며 고전력 LD 펌프의 레이저 재질이 되었습니다. 황 FAP 결정체가 레이저 소재로 미래에 레이저 핵융합을 실현할 가능성이 있어 눈길을 끌고 있다. 조정 가능한 레이저 결정에서 크롬이 섞인 Yb: Ho: Yagg (Cr, Yb, Ho: Yagg) 의 파장은 2.84 ~ 3.05 미크론 사이에서 연속적으로 조정된다. 국제적으로 사용되는 적외선 미사일 탄두는 대부분 3-5μm 중파 적외선 탐지기를 사용하는 것으로 집계됐다.

현재 우리나라는 이테르븀 레이저 결정체 (YAG, 이테르븀: FAP, 이테르븀: SFAP 등) 에서 일련의 혁신적인 성과를 거두었다. ), 결정 성장, 고속, 펄스, 연속, 조절 가능한 레이저 출력 등 여러 가지 핵심 기술을 해결했습니다. 연구 성과는 이미 국방, 공업, 과학공학에 적용되었고, 결정체 제품은 이미 미국에 수출되었다.

또 다른 큰 종류의 레이저 재료는 레이저 유리이다. 게르마늄 텔루륨 산염, 실리콘 니오브 산염, 붕산염 및 인산염과 같은 높은 방출 단면을 갖는 다양한 레이저 유리가 개발되었습니다. 유리는 성형하기 쉽고, 큰 크기로 만들 수 있고, 높은 투과율과 높은 균일성의 특징을 가지고 있기 때문에 고출력 레이저로 만들 수 있다. 이전에 잘 알고 있던 희토 레이저 유리는 주로 네오디뮴 유리로, 40 여 년의 역사를 가지고 있으며, 성숙한 제조와 응용기술을 갖추고 있다. 그것은 항상 고출력 레이저 장치에 선호되는 재료였으며 핵융합 실험 장치와 레이저 무기에 사용되었다. 중국이 만든 네오디뮴 유리를 주요 레이저 매체로 하는 고전력 레이저 장치인 신광 1 신광 2 가 세계 선진 수준에 이르렀다. 그러나, 레이저 글라스는 이제 레이저 유리에서 오는 강력한 도전에 직면해 있다.

최근 몇 년 동안, 대량의 연구에 따르면 레이저 유리의 많은 성능이 플루토늄 유리를 능가하는 것으로 나타났다. 이테르븀 첨가 발광은 단지 두 가지 에너지 수준이기 때문에 에너지 저장 효율이 높다. 같은 이득에서, 플루토늄 유리의 에너지 저장 효율은 플루토늄 유리보다 16 배 높고 형광 수명은 플루토늄 유리보다 3 배 길다. 도핑 농도가 높고 흡수 대역폭이 넓으며 반도체 펌프를 직접 사용할 수 있다는 장점도 있어 고전력 레이저기에 적합하다. 그러나 레이저 유리의 실제 응용은 종종 텅스텐의 도움이 필요하다. 예를 들어, Nd3+ 를 감광제로 사용하면 실온에서 레이저 유리를 작동시켜 파장이 1.06 미크론인 레이저 발사를 실현할 수 있습니다. 따라서 이테르븀과 네오디뮴은 레이저 유리에서 경쟁자이자 파트너입니다.

유리 구성을 조정하여 레이저 유리의 많은 발광 성능을 개선할 수 있습니다. 고출력 레이저가 주요 발전 방향으로 발전함에 따라, 레이저 유리로 만든 레이저는 현대 산업, 농업, 의학, 과학 연구 및 군사적으로 점점 더 널리 사용되고 있다.

핵융합에 의해 생성 된 에너지를 에너지로 사용하는 것은 항상 사람들이 기대하는 목표였으며, 제어 가능한 핵융합을 실현하는 것은 인간이 에너지 문제를 해결하는 중요한 수단이 될 것입니다. 이테르븀 첨가 레이저 유리는 뛰어난 레이저 성능으로 2 1 세기 업그레이드 관성 제약 융합 (ICF) 에 선호됩니다.

레이저 무기는 레이저 빔의 거대한 에너지를 이용하여 목표물을 공격하고 파괴하며, 수억 도의 고온을 발생시켜 광속으로 직접 공격할 수 있는데, 이는 그것이 치사율이 매우 크다는 것을 가리킬 수 있으며, 특히 현대전쟁에 적합한 방공 무기 시스템을 가리킨다. 이테르븀 첨가 레이저 유리의 우수한 성능은 고출력 고성능 레이저 무기 제조를위한 중요한 기본 재료가되었습니다.

광섬유 레이저는 현재 급속히 발전하고 있는 신기술이며 레이저 유리의 응용 분야이기도 하다. 광섬유 레이저는 광섬유를 레이저 매체로 하는 레이저로, 광섬유와 레이저 기술이 결합된 산물이며, EDFA (광섬유 증폭기) 기술을 기반으로 개발된 새로운 레이저 기술입니다. 광섬유 레이저는 반도체 레이저 다이오드를 펌프 소스로, 광섬유를 파도 및 게인 매체, 래스터 광섬유, 커플러 등의 광학 요소로 구성한다. 광로의 기계적 조정이 필요 없고, 매커니즘이 작고, 통합이 용이합니다. 기존 고체 레이저 및 반도체 레이저에 비해 빔 품질, 안정성, 환경 간섭에 대한 내성, 조정 불필요, 유지 관리 불필요, 컴팩트한 구조 등의 기술 및 성능 이점을 제공합니다. 도핑 이온은 주로 Nd+3, Yb+3, Er+3, TM+3, HO+3 으로 모두 희토 광섬유를 이득 매체로 사용하기 때문에 현재 개발된 광섬유 레이저를 희토 광섬유 레이저라고도 할 수 있습니다.

고출력 이테르븀 이중 클래드 파이버 레이저는 최근 몇 년간 고체 레이저 기술의 연구 핫스팟이다. 빔 품질이 좋고, 구조가 작고, 변환 효율이 높다는 장점이 있으며, 공업 가공 등 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있다. 쌍포층 광섬유는 반도체 레이저 펌프에 적합하며, 커플링 효율이 높고 레이저 출력이 큰 특징이 있어 광섬유의 주요 발전 방향이다. 현재 우리나라의 쌍포층 광섬유 기술은 외국의 선진 수준과 비슷하다. 우리나라가 개발한 이테르븀 섬유, 이중층 이테르븀 섬유 및 에르븀 * * * 광섬유는 성능 및 신뢰성 면에서 외국의 동종 제품의 선진 수준에 이르며 비용 우위와 여러 제품 및 방법을 갖춘 핵심 특허 기술을 갖추고 있습니다.

세계적으로 유명한 독일 IPG 레이저 회사는 최근 새로 선보이는 이테르븀 광섬유 레이저 시스템이 뛰어난 빔 특성을 가지고 있으며 펌프 수명이 50,000 시간 이상이며 센터 발사 파장은 1.070nm- 1.080nm 이고 출력 전력은 최대 20KW 라고 발표했다.

레이저 재료는 레이저 기술 개발의 핵심이자 기초이다. 레이저계에는 항상' 세대 재료, 세대 부품' 이라는 말이 있다. 우수한 레이저 재료를 보유하고 다른 관련 기술을 융합해야만 선진적이고 실용적인 레이저 장치를 개발할 수 있다. 레이저 결정체와 레이저 유리는 고체 레이저 소재의 생력군으로서 광섬유 통신과 레이저 기술의 혁신을 추진하고 있으며, 고전력 핵융합 레이저, 고에너지 와트 (PW) 레이저, 고에너지 무기 레이저 등 최첨단 레이저 기술에 중요한 기여를 할 것이다.

또한 일부 문장, 형광체 활성화제, 무선 세라믹, 전자 컴퓨터 스토리지 요소 (버블) 첨가제 및 광학 유리 첨가제로 사용됩니다. 이테르븀과 이트륨은 희토류 원소라는 점을 지적해야합니다. 영어 이름과 원소 기호는 확연히 다르지만 한어병음 음절은 같다. 일부 중국어 번역에서, 텅스텐은 때때로 텅스텐으로 오인된다. 이때 원문을 거슬러 올라가 원소 기호로 확인해야 한다.