English

高纯金属铒 Erbium Metal

产品名称:金属铒

英文名:Erbium Metal

化学分子式:Er

CAS号:7440-52-0

EINECS号:231-160-1

纯度:99.9%

颜色:银白色

原子量: 167.26

原子序数:68

熔点:1529°C

沸点:2868°C

密度:9.062g/cm3

生产标准:XB/T 227-2015

形状:块状、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


高纯金属铒简介

铒在地壳中的含量为0.000247%,存在于许多稀土矿中,主要是磷钇矿和黑稀金矿,也存在于核裂变产物中。铒有六种天然同位素:铒162、164、166、167、168、170。1843年,铒由莫桑德尔(C.G.Mosander)发现。他原来将铒的氧化物命名为氧化铽,因此,早期德文文献中,氧化铽和氧化铒是混同的,直到1860年以后才得纠正,正式命名为erbium,源于钇土的发现地Ytterby,它是瑞典斯德哥尔摩附近的一个村庄。


高纯金属铒的性质

铒为银白色金属,有光泽,柔软且有延展性。不溶于水,溶于酸。盐类和氧化物呈粉红至红色。铒在低温下是反铁磁性的,在接近绝对零度时为强铁磁性,并为超导体。铒在室温下缓慢被空气和水氧化,氧化铒为玫瑰红色。铒可用作反应堆控制材料;铒也可作某些荧光材料的激活剂。第一电离能6.10电子伏特。与钬、镝的化学性质和物理性质几乎完全相同。


高纯金属铒的制备方法

氟化铒经过钙热还原法生产金属铒,反应方程式如下:

2ErF3 + 3Ca → 2Er + 3CaF2


高纯金属铒的用途

铒最突出的用途是制造掺铒光纤放大器(Erbium Dopant Fiber Amplifier,简称EDFA)。掺铒光纤放大器(EDFA)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的,它是光纤通信中最伟大的发明之一,甚至可以说是当今长距离信息高速公路的“加油站”。掺铒光纤是在石英光纤中掺入少量稀土元素铒离子(Er3+),它是放大器的核心。掺铒光纤放大光信号的原理是:当Er3+受到波长980nm或1480nm的光激发吸收泵浦光的能量后,由基态跃迁到高能级的泵浦态。由于粒子在泵浦态的寿命很短,很快以非辐射的方式由泵浦态驰豫到亚稳态,粒子在该能带有较长的寿命,逐渐积累。当有1550nm信号光通过时,亚稳态的Er3+离子以受激辐射的方式跃迁到基态,也正好发射出1550nm波长的光。这种从高能态跃迂至基态时发射的光补充了衰减损失的信号光,从而实现了信号光在光纤传播过程中随着衰减又不间断地被放大。

将铒掺入普通石英光纤,再配以980纳米或1480纳米两种波长的半导体激光器,就基本构成了直接放大1550nm光信号的放大器。石英光纤可传送各种不同波长的光,但光衰率不一样,1550nm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低(仅为0.15分贝/公里),衰减率几乎是下限极限。因此,光纤通信以1550nm波长的光作信号光时,光的损失最小。所以,光纤中只要掺杂几十至几百ppm的铒,就能够起到补偿通讯系统中光损耗的作用。掺铒光纤放大器就如同一个光的“泵站”,使光信号一站一站毫不减弱地传递下去,从而顺畅地开通了现代长距离大容量高速光纤通讯的技术通道。

铒的另一个应用热点是激光,尤其是用作医用激光材料。铒激光是一种固体脉冲激光,波长为2940nm,能被人体组织中的水分子强烈吸收,从而用较小的能量获得较大的效果,可以非常精确地切割、磨削和切除软组织。铒YAG激光还被用做白内障摘除。因为白内障晶体的主要成分是水,铒激光能量低,易被水吸收,将是一种很有发展前景的摘除白内障的手术方法。铒激光治疗仪正为激光外科开辟出越来越广阔的应用领域。另外掺铒的激光晶体及其输出的1730nm激光和1550nm激光对人的眼睛安全,大气传输性能较好,对战场的硝烟穿透能力较强,保密性好,不易被敌人探测,照射军事目标的对比度较大,已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。

铒还可用作稀土上转换激光材料的激活离子。铒激光上转换材料又分为单晶(氟化物、含氧盐)和玻璃(光纤)两类,如掺铒的铝酸钇(YAP:Er3+)晶体和掺杂Er3+的ZBLAN氟化物(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)玻璃光纤等,现在均已经实用化。BaYF5:Yb3+,Er3+可将红外线转成可见光,这种多光子上转换发光材料已成功地用于夜视仪。