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高纯金属镱 Ytterbium Metal

产品名称:金属镱

英文名:Ytterbium Metal

化学分子式:Yb

CAS号:7440-64-4

纯度:99.9%-99.99%

颜色:银白色

原子量:173.0

原子序数:70

熔点:824°C

沸点:1466°C

密度:6.98 g/cm3

生产标准:XB/T 232-2019

形状:块状、粉末、片、丝、棒、箔或根据客户的要求

包装方式:用铁桶封装,内衬单/双层塑料袋并充氩气保护或根据客户的要求


高纯金属镱简介

镱在地壳中的含量为0.000266%,主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中,镱在地壳中的含量在稀有元素中算比较丰富的,高于铽、钬、铥、镥等其他中重稀土元素。


高纯金属镱的性质

金属镱是银白色很软、有延展性的金属,室温下能被空气和水缓慢氧化。与相邻镧系金属不同的是,镱的硬度、密度和熔点明显比相邻元素要低,这与镱特殊的电子层排布且能形成面心立方晶体有关。镱很有活性,在砂轮上摩擦产生的火花很小,其粉末在空气中燃烧能产生美丽的翠绿色火焰。金属镱没有顺磁性和抗磁性,其导电性能随压强的增加而呈现不同的性能:常温常压下,导电能力与其他镧系金属相近;16000个大气压下,呈现半导体性质;40000个大气压时,会比室温时更容易导电。人们利用这个特性,将镱制作成了应力计,用来检验核试验中的冲击波,或地震波的强度。

与钐和铕相类似样,镱属于变价稀土,除通常呈正三价外,也可以呈正二价状态。由于这种变价特性,制备金属镱不宜用电解法,而采用还原蒸馏法进行制备和提纯。通常以金属镧为还原剂,利用镱金属高蒸汽压和镧金属低蒸气压的差别进行还原蒸馏。也可以采用铥镱镥富集物为原料,以金属镧为还原剂,在>1100℃和<0.133Pa的高温真空条件下,通过还原-蒸馏的方法直接提取金属镱。像钐和铕一样,镱也可采用湿法还原进行分离和提纯。通常采用铥镱镥富集物为原料,溶解后将镱还原成二价状态,造成显著的性质差异后将其与其它三价稀土进行分离。制取高纯氧化镱通常采用萃取色层法或离子交换法。


高纯金属镱的制备方法

工业上常用溶剂萃取法和离子交换法从独居石中分离和提纯,或用金属镧还原氧化镱,再经真空蒸馏而得。

 


高纯金属镱的用途

金属镱主要作为功能性材料及添加剂应用于屏蔽涂层材料、栅介质材料、压力传感器材料、磁致伸缩材料、激光材料和高科技合金添加材料等领域。近年来,随着集成电路、光纤通讯和激光灯高新技术的发展,稀土镱的应用也越来越广泛。用金属镱制成的镱靶是制备OLED阴极的镀膜材料。

近几年来,镱在光纤通讯和激光技术两大领域应用发展迅速。人们将镱的化合物添加到光纤中,发现它可以与铒和铥一样,大大提高光的放大效率,能满足高速大容量信息传输的要求。我国研制出的高浓度铒镱共掺磷酸盐光纤,有较好的化学稳定性和热稳定性,具有较宽的红外透过性能,其性能比商用石英放大器高出两个数量级,能实现功率放大和小信号放大,可用于光纤传感器、自由空间激光通信和超短脉冲放大等领域。依托这种掺镱元素制成的光纤放大材料,我国已建成世界上单信道容量最大、速率最快的光传输系统,拥有世界上最宽的信息高速公路。

镱优异的光谱特性还被用作优质激光材料,既可以制作激光晶体,也可以制作激光玻璃和光纤激光器。我国在掺镱激光晶体方面,也取得一系列具有国际先进水平的创新性成果,解决了晶体的形成,晶体中激光的快速、脉冲、连续、可调节输出等多项关键技术,研究成果已在国防、工业和科学工程中获得实际应用,而且掺镱晶体产品还能出口美国、日本等多个国家与地区。

掺镱激光晶体

镱元素最重要的的用途是用于加工优质的激光材料。掺镱激光晶体是一类高功率的激光材料,这已经形成了一个庞大的系列,包括有掺镱钇铝石榴石(Yb:YAG)、掺镱钆镓石榴石(Yb:GGG)、掺镱氟磷酸钙(Yb:FAP)、掺镱氟磷酸锶(Yb:S-FAP)、掺镱钒酸钇(Yb:YV04)等。Yb:YAG具有许多特点适合高功率半导体激光器泵浦,已成为大功率LD泵浦用激光材料;Yb:S-FAP晶体则可能在未来作为实现控制激光核聚变的材料;而掺铬镱钬钇铝镓石榴石(Cr,Yb,Ho:YAGG)则是一种可调谐激光晶体,其波长在2.84~3.05μm之间,连续可调,它可以用于导弹的中红外探测器,有着重要的军事意义。

镱激光玻璃

稀土激光玻璃是一种非常重要的工业和军事材料。由于玻璃易成型可以制成大尺寸,并具有高光透和高均匀性等特点,所以可以制成大功率激光器。最常见的稀土激光玻璃主要是钕玻璃,它已有40多年的发展历史,制作和应用技术成熟。它是通过在磷酸盐和氟磷酸盐玻璃中掺杂Nd3+制成的。磷酸盐和氟磷酸盐玻璃具有较好的化学稳定性和热稳定性,并具有较宽的红外透过性能和大的非均匀展宽特性。若在其中掺杂Yb3+离子,制成的镱激光玻璃储能效率比钕玻璃高16倍,荧光寿命也是钕玻璃的3倍,同时还具有掺杂浓度高、吸收带宽、可直接用半导体泵浦等优点,非常适用于大功率激光器使用。但要使镱激光玻璃发挥较高的效率往往还需要在镱激光玻璃中添加Nd3+作为敏化剂进行协助。通过调节玻璃成分,可以提高镱激光玻璃的诸多发光性能。如今,镱激光玻璃制造的激光器越来越广泛地应用于现代工业、医学、及军事领域。