Ytterbium: جوہری نمبر 70، جوہری وزن 173.04، عنصر کا نام اس کی دریافت کے مقام سے اخذ کیا گیا ہے۔ کرسٹ میں ytterbium کا مواد 0.000266% ہے، جو بنیادی طور پر فاسفورائٹ اور سیاہ نایاب سونے کے ذخائر میں موجود ہے۔ مونازائٹ میں مواد 0.03% ہے، اور 7 قدرتی آاسوٹوپس ہیں۔
دریافت کیا۔
بذریعہ: ماریناک
وقت: 1878
مقام: سوئٹزرلینڈ
1878 میں، سوئس کیمیا دان جین چارلس اور جی ماریگناک نے "اربیم" میں زمین کا ایک نیا نایاب عنصر دریافت کیا۔ 1907 میں، Ulban اور Weils نے نشاندہی کی کہ Marignac نے lutetium oxide اور ytterbium oxide کے مرکب کو الگ کیا۔ سٹاک ہوم کے قریب Yteerby نام کے چھوٹے سے گاؤں کی یاد میں، جہاں ytrium ایسک دریافت ہوا تھا، اس نئے عنصر کا نام Ytterbium رکھا گیا جس کی علامت Yb ہے۔
الیکٹران کی ترتیب
الیکٹران کی ترتیب
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14
دھات
دھاتی یٹربیئم چاندی کا سرمئی، نرم اور نرم ساخت کا ہوتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر، یٹربیئم کو ہوا اور پانی سے آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے۔
دو کرسٹل ڈھانچے ہیں: α- قسم چہرے پر مرکوز کیوبک کرسٹل سسٹم ہے (کمرے کا درجہ حرارت -798 ℃)؛ β- قسم ایک باڈی سینٹرڈ کیوبک (798 ℃ سے اوپر) جالی ہے۔ پگھلنے کا نقطہ 824 ℃، نقطہ ابلتا 1427 ℃، رشتہ دار کثافت 6.977（ α- قسم)، 6.54（β- قسم)۔
ٹھنڈے پانی میں گھلنشیل، تیزاب اور مائع امونیا میں گھلنشیل۔ یہ ہوا میں کافی مستحکم ہے۔ سماریئم اور یوروپیم کی طرح، یٹربیئم کا تعلق متغیر والینس نایاب زمین سے ہے، اور یہ عام طور پر متضاد ہونے کے علاوہ مثبت متضاد حالت میں بھی ہو سکتا ہے۔
اس متغیر والینس کی خصوصیت کی وجہ سے، دھاتی یٹربیئم کی تیاری الیکٹرولائسز کے ذریعے نہیں کی جانی چاہیے، بلکہ تیاری اور طہارت کے لیے تخفیف کشید کے طریقے سے کی جانی چاہیے۔ عام طور پر، لینتھینم دھات کو یٹربیئم دھات کے اعلی بخارات کے دباؤ اور لینتھینم دھات کے کم بخارات کے دباؤ کے درمیان فرق کو استعمال کرتے ہوئے، کمی کشید کرنے کے لیے ایک کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ متبادل طور پر،تھولیئم ytterbium، اورlutetiumتوجہ مرکوز خام مال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اوردھاتی lanthanumکو کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 1100 ℃ اور <0.133Pa کے اعلی درجہ حرارت ویکیوم حالات میں، دھاتی یٹربیئم کو براہ راست کمی کشید کے ذریعے نکالا جا سکتا ہے۔ سماریئم اور یوروپیم کی طرح، یٹربیئم کو بھی گیلی کمی کے ذریعے الگ اور پاک کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، تھیولیئم، یٹربیئم، اور لیوٹیم کونسٹریٹس کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تحلیل کے بعد، یٹربیئم ایک متضاد حالت میں کم ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے خصوصیات میں نمایاں فرق پیدا ہوتا ہے، اور پھر دوسری نایاب زمینوں سے الگ ہو جاتا ہے۔ اعلی طہارت کی پیداوارytterbium آکسائڈعام طور پر نکالنے کی کرومیٹوگرافی یا آئن ایکسچینج طریقہ سے کیا جاتا ہے۔
درخواست
خصوصی مرکب بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. میٹالرجیکل اور کیمیائی تجربات کے لیے دانتوں کی ادویات میں Ytterbium مرکبات کا استعمال کیا گیا ہے۔
حالیہ برسوں میں، ytterbium ابھر کر سامنے آیا ہے اور فائبر آپٹک مواصلات اور لیزر ٹیکنالوجی کے شعبوں میں تیزی سے ترقی کر رہا ہے۔
"انفارمیشن ہائی وے" کی تعمیر اور ترقی کے ساتھ، کمپیوٹر نیٹ ورکس اور لمبی دوری کے آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن سسٹم میں آپٹیکل کمیونیکیشن میں استعمال ہونے والے آپٹیکل فائبر مواد کی کارکردگی کے لیے تیزی سے زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔ Ytterbium آئنوں، ان کی بہترین اسپیکٹرل خصوصیات کی وجہ سے، آپٹیکل کمیونیکیشن کے لیے فائبر ایمپلیفیکیشن مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے ایربیم اور تھولیئم۔ اگرچہ ریئر ارتھ عنصر ایربیئم اب بھی فائبر ایمپلیفائر کی تیاری میں اہم کردار ادا کرتا ہے، لیکن روایتی ایربیم ڈوپڈ کوارٹج ریشوں میں ایک چھوٹی گین بینڈوڈتھ (30nm) ہوتی ہے، جس سے تیز رفتار اور اعلیٰ صلاحیت والی معلومات کی ترسیل کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔ Yb3 + آئنوں کا جذب کراس سیکشن 980nm کے ارد گرد Er3 + آئنوں سے کہیں زیادہ ہے۔ Yb3+ کے حساسیت کے اثر اور erbium اور ytterbium کی توانائی کی منتقلی کے ذریعے، 1530nm روشنی کو بہت زیادہ بڑھایا جا سکتا ہے، اس طرح روشنی کی امپلیفیکیشن کی کارکردگی کو بہت بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
حالیہ برسوں میں، erbium ytterbium co doped فاسفیٹ گلاس محققین کی طرف سے تیزی سے پسند کیا گیا ہے. فاسفیٹ اور فلورو فاسفیٹ شیشوں میں اچھی کیمیکل اور تھرمل استحکام کے ساتھ ساتھ وسیع انفراریڈ ٹرانسمیٹینس اور بڑے غیر یکساں وسیع کرنے کی خصوصیات ہیں، جو انہیں براڈ بینڈ اور ہائی گین ایربیم ڈوپڈ ایمپلیفیکیشن فائبر گلاس کے لیے مثالی مواد بناتے ہیں۔ Yb3 + ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر پاور ایمپلیفیکیشن اور چھوٹے سگنل ایمپلیفیکیشن حاصل کر سکتے ہیں، جو انہیں فائبر آپٹک سینسرز، فری اسپیس لیزر کمیونیکیشن، اور الٹرا شارٹ پلس ایمپلیفیکیشن جیسے شعبوں کے لیے موزوں بناتے ہیں۔ چین نے اس وقت دنیا کا سب سے بڑا سنگل چینل کی گنجائش اور تیز رفتار آپٹیکل ٹرانسمیشن سسٹم بنایا ہے، اور اس کے پاس دنیا کی سب سے چوڑی انفارمیشن ہائی وے ہے۔ Ytterbium ڈوپڈ اور دیگر نایاب زمین ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر اور لیزر مواد ان میں اہم اور اہم کردار ادا کرتے ہیں۔
ytterbium کی سپیکٹرل خصوصیات کو اعلی معیار کے لیزر مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے، دونوں لیزر کرسٹل، لیزر گلاسز، اور فائبر لیزرز۔ ایک ہائی پاور لیزر مواد کے طور پر، یٹربیئم ڈوپڈ لیزر کرسٹل نے ایک بہت بڑا سلسلہ تشکیل دیا ہے، جس میں ytterbium doped yttrium aluminium garnet (Yb: YAG)، ytterbium doped gadolinium gallium garnet (Yb: GGG)، ytterbium doped calcium fluorophosphate (Yb:YAG) شامل ہیں۔ ، ytterbium doped strontium فلورو فاسفیٹ (Yb: S-FAP)، ytterbium doped ytrium vanadate (Yb: YV04)، ytterbium doped borate، اور سلیکیٹ۔ سیمی کنڈکٹر لیزر (LD) سالڈ سٹیٹ لیزرز کے لیے ایک نئی قسم کا پمپ سورس ہے۔ Yb: YAG میں بہت سی خصوصیات ہیں جو ہائی پاور ایل ڈی پمپنگ کے لیے موزوں ہیں اور یہ ہائی پاور ایل ڈی پمپنگ کے لیے ایک لیزر مواد بن گیا ہے۔ Yb: S-FAP کرسٹل کو مستقبل میں لیزر نیوکلیئر فیوژن کے لیے لیزر مواد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، جس نے لوگوں کی توجہ مبذول کرائی ہے۔ ٹیون ایبل لیزر کرسٹل میں، کرومیم یٹربیئم ہولمیم یٹریئم ایلومینیم گیلیم گارنیٹ (Cr, Yb, Ho: YAGG) ہوتا ہے جس کی طول موج 2.84 سے 3.05 μ کے درمیان مسلسل ایڈجسٹ ہوتی ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، دنیا بھر میں میزائلوں میں استعمال ہونے والے زیادہ تر انفراریڈ وار ہیڈز 3-5 μ استعمال کرتے ہیں، لہذا، Cr, Yb, Ho: YSGG لیزر کی ترقی وسط انفراریڈ گائیڈڈ ہتھیاروں کے انسداد کے لیے مؤثر مداخلت فراہم کر سکتی ہے، اور اس کی اہم فوجی اہمیت ہے۔ چین نے ytterbium ڈوپڈ لیزر کرسٹل (Yb: YAG, Yb: FAP, Yb: SFAP، وغیرہ) کے میدان میں بین الاقوامی اعلی درجے کے ساتھ جدید نتائج کا ایک سلسلہ حاصل کیا ہے، کرسٹل کی ترقی اور لیزر تیز رفتار، نبض، جیسی کلیدی ٹیکنالوجیز کو حل کیا ہے۔ مسلسل، اور سایڈست پیداوار. تحقیق کے نتائج کو قومی دفاع، صنعت اور سائنسی انجینئرنگ میں لاگو کیا گیا ہے، اور ytterbium ڈوپڈ کرسٹل مصنوعات کو متعدد ممالک اور خطوں جیسے امریکہ اور جاپان میں برآمد کیا گیا ہے۔
یٹربیئم لیزر مواد کی ایک اور بڑی قسم لیزر گلاس ہے۔ مختلف ہائی ایمیشن کراس سیکشن لیزر شیشے تیار کیے گئے ہیں، جن میں جرمینیئم ٹیلورائٹ، سیلیکون نائوبیٹ، بوریٹ اور فاسفیٹ شامل ہیں۔ شیشے کی مولڈنگ میں آسانی کی وجہ سے، اسے بڑے سائز میں بنایا جا سکتا ہے اور اس میں ہائی لائٹ ٹرانسمیٹینس اور ہائی یکسانیت جیسی خصوصیات ہیں، جس سے ہائی پاور لیزرز تیار کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔ مانوس نایاب زمین کا لیزر گلاس بنیادی طور پر نیوڈیمیم گلاس ہوا کرتا تھا، جس کی ترقی کی تاریخ 40 سال سے زیادہ اور پختہ پیداوار اور استعمال کی ٹیکنالوجی ہے۔ یہ ہائی پاور لیزر آلات کے لیے ہمیشہ سے ترجیحی مواد رہا ہے اور جوہری فیوژن تجرباتی آلات اور لیزر ہتھیاروں میں استعمال ہوتا رہا ہے۔ چین میں بنائے گئے ہائی پاور لیزر ڈیوائسز، جو لیزر نیوڈیمیم شیشے پر مشتمل ہیں، مرکزی لیزر میڈیم کے طور پر، دنیا کی جدید ترین سطح پر پہنچ چکے ہیں۔ لیکن لیزر نیوڈیمیم گلاس کو اب لیزر یٹربیم گلاس سے ایک طاقتور چیلنج کا سامنا ہے۔
حالیہ برسوں میں، مطالعے کی ایک بڑی تعداد سے پتہ چلتا ہے کہ لیزر یٹربیم شیشے کی بہت سی خصوصیات نیوڈیمیم شیشے سے زیادہ ہیں۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ ytterbium doped luminescence میں صرف دو توانائی کی سطحیں ہیں، توانائی ذخیرہ کرنے کی کارکردگی زیادہ ہے۔ اسی فائدہ پر، یٹربیئم گلاس میں توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت نیوڈیمیم گلاس سے 16 گنا زیادہ ہے، اور فلوروسینس لائف ٹائم نیوڈیمیم گلاس سے 3 گنا زیادہ ہے۔ اس کے فوائد بھی ہیں جیسے ہائی ڈوپنگ کنسنٹریشن، جذب بینڈوتھ، اور اسے سیمی کنڈکٹرز کے ذریعے براہ راست پمپ کیا جا سکتا ہے، جس سے یہ ہائی پاور لیزرز کے لیے بہت موزوں ہے۔ تاہم، یٹربیئم لیزر گلاس کا عملی اطلاق اکثر نیوڈیمیم کی مدد پر انحصار کرتا ہے، جیسے کہ Nd3+ کا استعمال کرتے ہوئے سنسیٹائزر کے طور پر یٹربیئم لیزر گلاس کو کمرے کے درجہ حرارت پر کام کرنا اور μ لیزر کا اخراج m طول موج پر حاصل کیا جاتا ہے۔ لہذا، ytterbium اور neodymium دونوں لیزر گلاس کے میدان میں حریف اور تعاون کرنے والے شراکت دار ہیں۔
شیشے کی ساخت کو ایڈجسٹ کرکے، یٹربیم لیزر گلاس کی بہت سی چمکیلی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ اہم سمت کے طور پر ہائی پاور لیزرز کی ترقی کے ساتھ، یٹربیم لیزر گلاس سے بنی لیزر جدید صنعت، زراعت، طب، سائنسی تحقیق، اور فوجی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہو رہی ہیں۔
فوجی استعمال: نیوکلیئر فیوژن سے پیدا ہونے والی توانائی کو بطور توانائی استعمال کرنا ہمیشہ سے ایک متوقع مقصد رہا ہے، اور کنٹرول شدہ نیوکلیئر فیوژن کو حاصل کرنا انسانیت کے لیے توانائی کے مسائل کو حل کرنے کا ایک اہم ذریعہ ہوگا۔ Ytterbium ڈوپڈ لیزر گلاس اپنی بہترین لیزر کارکردگی کی وجہ سے 21 ویں صدی میں inertial confinement fusion (ICF) اپ گریڈ حاصل کرنے کے لیے ترجیحی مواد بن رہا ہے۔
لیزر ہتھیار اہداف کو نشانہ بنانے اور تباہ کرنے کے لیے لیزر بیم کی زبردست توانائی کا استعمال کرتے ہیں، اربوں ڈگری سیلسیس کا درجہ حرارت پیدا کرتے ہیں اور روشنی کی رفتار سے براہ راست حملہ کرتے ہیں۔ انہیں ندانا کہا جا سکتا ہے اور ان میں بہت زیادہ مہلک ہے، خاص طور پر جنگ میں جدید فضائی دفاعی ہتھیاروں کے نظام کے لیے موزوں ہے۔ یٹربیم ڈوپڈ لیزر گلاس کی عمدہ کارکردگی نے اسے اعلیٰ طاقت اور اعلیٰ کارکردگی والے لیزر ہتھیاروں کی تیاری کے لیے ایک اہم بنیادی مواد بنا دیا ہے۔
فائبر لیزر ایک تیزی سے ترقی پذیر نئی ٹیکنالوجی ہے اور اس کا تعلق لیزر گلاس ایپلی کیشنز کے شعبے سے بھی ہے۔ فائبر لیزر ایک لیزر ہے جو فائبر کو لیزر میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے، جو کہ فائبر اور لیزر ٹیکنالوجی کے امتزاج کی پیداوار ہے۔ یہ ایک نئی لیزر ٹیکنالوجی ہے جسے ایربیم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر (EDFA) ٹیکنالوجی کی بنیاد پر تیار کیا گیا ہے۔ ایک فائبر لیزر ایک سیمی کنڈکٹر لیزر ڈایڈڈ پر مشتمل ہوتا ہے جیسا کہ پمپ سورس، ایک فائبر آپٹک ویو گائیڈ اور ایک گین میڈیم، اور آپٹیکل اجزاء جیسے کہ گریٹنگ فائبر اور کپلر۔ اس کے لیے آپٹیکل راستے کی مکینیکل ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت نہیں ہے، اور میکانزم کمپیکٹ اور انٹیگریٹ کرنے میں آسان ہے۔ روایتی سالڈ سٹیٹ لیزرز اور سیمی کنڈکٹر لیزرز کے مقابلے میں، اس میں تکنیکی اور کارکردگی کے فوائد ہیں جیسے کہ اعلی بیم کوالٹی، اچھی استحکام، ماحولیاتی مداخلت کے خلاف مضبوط مزاحمت، کوئی ایڈجسٹمنٹ، کوئی دیکھ بھال، اور کمپیکٹ ڈھانچہ۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ ڈوپڈ آئن بنیادی طور پر Nd+3، Yb+3، Er+3، Tm+3، Ho+3 ہیں، یہ سبھی نایاب زمینی ریشوں کو گین میڈیا کے طور پر استعمال کرتے ہیں، کمپنی کی طرف سے تیار کردہ فائبر لیزر بھی ایک نادر زمین فائبر لیزر کہا جاتا ہے.
لیزر ایپلی کیشن: ہائی پاور یٹربیم ڈوپڈ ڈبل پوش فائبر لیزر حالیہ برسوں میں بین الاقوامی سطح پر سالڈ سٹیٹ لیزر ٹیکنالوجی میں ایک گرم میدان بن گیا ہے۔ اس کے اچھے بیم کوالٹی، کمپیکٹ ڈھانچے، اور اعلی تبادلوں کی کارکردگی کے فوائد ہیں، اور صنعتی پروسیسنگ اور دیگر شعبوں میں اس کے وسیع اطلاق کے امکانات ہیں۔ ڈبل پوش یٹربیئم ڈوپڈ ریشے سیمی کنڈکٹر لیزر پمپنگ کے لیے موزوں ہیں، اعلی جوڑے کی کارکردگی اور اعلی لیزر آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ، اور یہ یٹربیم ڈوپڈ ریشوں کی بنیادی ترقی کی سمت ہیں۔ چین کی ڈبل پوش یٹربیئم ڈوپڈ فائبر ٹیکنالوجی اب بیرونی ممالک کی ترقی یافتہ سطح کے برابر نہیں ہے۔ یٹربیئم ڈوپڈ فائبر، ڈبل پوش یٹربیم ڈوپڈ فائبر، اور چین میں تیار کردہ ایربیئم یٹربیم کو ڈوپڈ فائبر کارکردگی اور بھروسے کے لحاظ سے اسی طرح کی غیر ملکی مصنوعات کی اعلی درجے تک پہنچ چکے ہیں، لاگت کے فوائد ہیں، اور متعدد مصنوعات اور طریقوں کے لیے بنیادی پیٹنٹ شدہ ٹیکنالوجیز ہیں۔ .
عالمی شہرت یافتہ جرمن آئی پی جی لیزر کمپنی نے حال ہی میں اعلان کیا ہے کہ ان کے نئے لانچ کیے گئے یٹربیئم ڈوپڈ فائبر لیزر سسٹم میں بہترین بیم خصوصیات ہیں، پمپ کی زندگی 50000 گھنٹے سے زیادہ ہے، مرکزی اخراج طول موج 1070nm-1080nm، اور 20KW تک آؤٹ پٹ پاور ہے۔ یہ ٹھیک ویلڈنگ، کاٹنے، اور راک ڈرلنگ میں لاگو کیا گیا ہے.
لیزر مواد لیزر ٹیکنالوجی کی ترقی کے لئے بنیادی اور بنیاد ہیں. لیزر انڈسٹری میں ہمیشہ ایک کہاوت رہا ہے کہ 'ایک نسل کے مواد، ایک نسل کے آلات'۔ جدید اور عملی لیزر ڈیوائسز تیار کرنے کے لیے، سب سے پہلے اعلیٰ کارکردگی والے لیزر مواد کا ہونا اور دیگر متعلقہ ٹیکنالوجیز کو مربوط کرنا ضروری ہے۔ Ytterbium ڈوپڈ لیزر کرسٹل اور لیزر گلاس، ٹھوس لیزر مواد کی نئی قوت کے طور پر، فائبر آپٹک کمیونیکیشن اور لیزر ٹیکنالوجی کی اختراعی ترقی کو فروغ دے رہے ہیں، خاص طور پر جدید ترین لیزر ٹیکنالوجیز جیسے کہ ہائی پاور نیوکلیئر فیوژن لیزر، ہائی انرجی بیٹ۔ ٹائل لیزرز، اور ہائی انرجی ویپن لیزرز۔
اس کے علاوہ، یٹربیئم کو فلوروسینٹ پاؤڈر ایکٹیویٹر، ریڈیو سیرامکس، الیکٹرانک کمپیوٹر میموری پرزوں (مقناطیسی بلبلوں) اور آپٹیکل شیشے کے اضافے کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ بتانا چاہیے کہ یٹریئم اور یٹریئم دونوں نایاب زمینی عناصر ہیں۔ اگرچہ انگریزی ناموں اور عنصر کی علامتوں میں نمایاں فرق موجود ہیں، چینی صوتیاتی حروف تہجی میں ایک ہی حرف ہے۔ کچھ چینی تراجم میں، ytrium کو بعض اوقات غلطی سے yttrium کہا جاتا ہے۔ اس صورت میں، ہمیں تصدیق کرنے کے لیے اصل متن کو ٹریس کرنے اور عنصر کی علامتوں کو یکجا کرنے کی ضرورت ہے۔
پوسٹ ٹائم: اگست 30-2023