جادوئی نایاب زمین کا عنصر: یٹربیم

ytterbium: ایٹم نمبر 70 ، ایٹم وزن 173.04 ، عنصر کا نام اس کی دریافت کے مقام سے اخذ کیا گیا ہے۔ پرت میں یٹربیم 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 یہاں 7 قدرتی آاسوٹوپس ہیں

دریافت کیا

منجانب: مارنک

وقت: 1878

مقام: سوئٹزرلینڈ

1878 میں ، سوئس کیمسٹ جین چارلس اور جی ماریگناک نے "ایربیم" میں ایک نیا نایاب ارتھ عنصر دریافت کیا۔ 1907 میں ، البان اور وائلز نے نشاندہی کی کہ ماریگنیک نے لوٹیٹیم آکسائڈ اور یٹربیم آکسائڈ کا مرکب الگ کردیا۔ اسٹاک ہوم کے قریب یٹیربی نامی چھوٹے گاؤں کی یاد میں ، جہاں یٹریئم ایسک کو دریافت کیا گیا تھا ، اس نئے عنصر کا نام YTTERBIUM YB کے ساتھ رکھا گیا تھا۔

الیکٹران کی تشکیل

الیکٹران کی تشکیل
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14

دھات

دھاتی یٹربیم سلور گرے ، ڈکٹائل ہے ، اور اس کی نرم ساخت ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر ، یٹربیم آہستہ آہستہ ہوا اور پانی سے آکسائڈائز کیا جاسکتا ہے۔

دو کرسٹل ڈھانچے ہیں: α- اس قسم کا چہرہ مرکز کیوبک کرسٹل سسٹم ہے (کمرے کا درجہ حرارت -798 ℃) ؛ β- قسم ایک جسم پر مبنی مکعب (798 ℃ سے اوپر) جعلی ہے۔ پگھلنے والا نقطہ 824 ℃ ، ابلتے ہوئے نقطہ 1427 ℃ ، نسبتا 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۔ سامریئم اور یوروپیم کی طرح ، یٹربیم متغیر والینس نایاب زمین سے تعلق رکھتا ہے ، اور عام طور پر ٹریوالینٹ ہونے کے علاوہ ایک مثبت متنازعہ حالت میں بھی ہوسکتا ہے۔

اس متغیر والینس کی خصوصیت کی وجہ سے ، دھاتی یٹٹربیم کی تیاری کو الیکٹرولیسس کے ذریعہ نہیں کیا جانا چاہئے ، بلکہ تیاری اور تطہیر کے لئے کم ہونے والی آسون کے طریقہ کار سے نہیں کیا جانا چاہئے۔ عام طور پر ، لینتھانم دھات کو کم کرنے کے لئے کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے ، جس میں یٹٹربیم دھات کے اعلی بخارات کے دباؤ اور لینتھانم دھات کے کم بخارات کے دباؤ کے درمیان فرق کو بروئے کار لاتے ہوئے استعمال کیا جاتا ہے۔ متبادل کے طور پر ،تھولیم ، ytterbium، اورlutetiumحراستی کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، اوردھاتی لینتھانمکم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت ویکیوم حالات کے تحت> 1100 ℃ اور <0.133PA ، میٹل یٹٹربیم کو براہ راست کمی سے آسون سے نکالا جاسکتا ہے۔ سامریئم اور یوروپیم کی طرح ، یٹربیم کو بھی گیلے کمی کے ذریعے الگ اور پاک کیا جاسکتا ہے۔ عام طور پر ، تھولیم ، یٹربیم ، اور لوٹیٹیم ارتکاز کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تحلیل کے بعد ، یٹٹربیم کو ایک متنازعہ حالت میں کم کیا جاتا ہے ، جس سے خصوصیات میں نمایاں فرق پیدا ہوتا ہے ، اور پھر دوسری چھوٹی نادر زمینوں سے الگ ہوجاتا ہے۔ اعلی طہارت کی پیداواریٹٹربیم آکسائڈعام طور پر نکالنے کی کرومیٹوگرافی یا آئن ایکسچینج کے طریقہ کار。 کے ذریعہ کیا جاتا ہے

درخواست

خصوصی مرکب تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ میٹالرجیکل اور کیمیائی تجربات کے لئے دانتوں کی دوائی میں یٹٹربیم مرکب کا اطلاق کیا گیا ہے۔

حالیہ برسوں میں ، یٹربیم فائبر آپٹک مواصلات اور لیزر ٹکنالوجی کے شعبوں میں تیزی سے ابھر کر تیار ہوا ہے اور تیزی سے تیار ہوا ہے۔

"انفارمیشن ہائی وے" کی تعمیر اور نشوونما کے ساتھ ، کمپیوٹر نیٹ ورکس اور طویل فاصلے تک آپٹیکل فائبر ٹرانسمیشن سسٹم آپٹیکل مواصلات میں استعمال ہونے والے آپٹیکل فائبر مواد کی کارکردگی کے لئے تیزی سے اعلی تقاضے رکھتے ہیں۔ یٹٹربیم آئنوں ، ان کی عمدہ ورنکرم خصوصیات کی وجہ سے ، آپٹیکل مواصلات کے لئے فائبر امپلیفیکیشن میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، بالکل اسی طرح ایربیم اور تھولیم کی طرح۔ اگرچہ نایاب ارتھ عنصر ایربیم اب بھی فائبر یمپلیفائر کی تیاری میں اہم کھلاڑی ہے ، روایتی ایربیم ڈوپڈ کوارٹج ریشوں میں ایک چھوٹا سا فائدہ بینڈوتھ (30nm) ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے تیز رفتار اور اعلی صلاحیت سے متعلق معلومات کی ترسیل کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔ وائی ​​بی 3+آئنوں میں 980nm کے ارد گرد ER3+آئنوں کے مقابلے میں بہت زیادہ جذب کراس سیکشن ہے۔ YB3+کے حساسیت کے اثر اور ایربیم اور یٹربیم کی توانائی کی منتقلی کے ذریعے ، 1530nm روشنی کو بہت زیادہ بڑھایا جاسکتا ہے ، اس طرح روشنی کی وسعت کی کارکردگی کو بہت بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

حالیہ برسوں میں ، ایربیم یٹربیم کمپنی ڈوپڈ فاسفیٹ گلاس کو محققین نے تیزی سے پسند کیا ہے۔ فاسفیٹ اور فلورو فاسفیٹ شیشے میں اچھے کیمیائی اور تھرمل استحکام کے ساتھ ساتھ وسیع اورکت ٹرانسمیٹینس اور بڑی غیر یکساں وسیع و عریض خصوصیات ہیں ، جس سے وہ براڈ بینڈ اور اعلی حاصل ایربیم ڈوپڈ ایمپلیفیکیشن فائبر گلاس کے لئے مثالی مواد بناتے ہیں۔ YB3+ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر پاور امپلیفیکیشن اور چھوٹے سگنل امپلیفیکیشن حاصل کرسکتے ہیں ، جس سے وہ فائبر آپٹک سینسر ، فری اسپیس لیزر مواصلات ، اور الٹرا شارٹ پلس پروردن جیسے شعبوں کے لئے موزوں بن سکتے ہیں۔ چین نے فی الحال دنیا کی سب سے بڑی واحد چینل کی گنجائش اور تیز رفتار اسپیڈ آپٹیکل ٹرانسمیشن سسٹم تیار کیا ہے ، اور اس میں دنیا کی وسیع ترین معلومات شاہراہ ہے۔ یٹٹربیم ڈوپڈ اور دیگر نایاب ارتھ ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر اور لیزر مواد ان میں ایک اہم اور اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

یٹٹربیم کی ورنکرم خصوصیات کو اعلی معیار کے لیزر مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے ، دونوں لیزر کرسٹل ، لیزر شیشے اور فائبر لیزرز۔ ایک اعلی طاقت والے لیزر مادے کی حیثیت سے ، یٹٹربیم ڈوپڈ لیزر کرسٹل نے ایک بہت بڑی سیریز تشکیل دی ہے ، جس میں یٹربیم ڈوپڈ یٹریئم ایلومینیم گارنیٹ (YB: YAG) ، یٹٹربیم ڈوپڈ گیڈولینیم گارنیٹ (YB: GGG) ، یٹٹربیم ڈوپیڈ کیلیم فلورٹ (YTTERBIUM DOPPED) اسٹرونٹیم فلوروفاسفیٹ (YB: S-FAP) ، یٹٹربیم ڈوپڈ یٹریئم وینڈیٹ (YB: YV04) ، یٹربیم ڈوپڈ بوریٹ ، اور سلیکیٹ۔ سیمیکمڈکٹر لیزر (ایل ڈی) ٹھوس ریاست لیزرز کے لئے پمپ کا ایک نیا ذریعہ ہے۔ YB: YAG میں بہت سی خصوصیات ہیں جو اعلی طاقت والے ایل ڈی پمپنگ کے لئے موزوں ہیں اور وہ اعلی طاقت والے ایل ڈی پمپنگ کے لئے لیزر میٹریل بن گیا ہے۔ وائی ​​بی: ایس-ایف اے پی کرسٹل مستقبل میں لیزر جوہری فیوژن کے لیزر مواد کے طور پر استعمال ہوسکتا ہے ، جس نے لوگوں کی توجہ اپنی طرف راغب کی ہے۔ ٹیون ایبل لیزر کرسٹل میں ، کرومیم یٹربیم ہولیمیم یٹریئم ایلومینیم گیلیم گارنیٹ (CR ، YB ، HO: YAGG) موجود ہے جس میں طول موج 2.84 سے 3.05 μ M کے درمیان مسلسل ایڈجسٹ ہے۔ اعدادوشمار کے مطابق ، دنیا بھر میں میزائلوں میں استعمال ہونے والے اورکت وار ہیڈز 3-5 μ استعمال کرتے ہیں لہذا ، CR ، YB ، HO: YSGG لیزرز کی ترقی درمیانی اورکت رہنمائی والے ہتھیاروں کے جوابی اقدامات کے لئے موثر مداخلت فراہم کرسکتی ہے ، اور اس میں فوجی اہم اہمیت ہے۔ چین نے یٹٹربیم 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 ، جس میں کرسٹل نمو اور لیزر فاسٹ ، پلس ، مسلسل اور ایڈجسٹ آؤٹ پٹ جیسی کلیدی ٹکنالوجیوں کو حل کیا گیا ہے۔ قومی دفاع ، صنعت ، اور سائنسی انجینئرنگ میں تحقیقی نتائج کا اطلاق کیا گیا ہے ، اور یٹربیم ڈوپڈ کرسٹل مصنوعات کو متعدد ممالک اور ریاستہائے متحدہ اور جاپان جیسے خطوں میں برآمد کیا گیا ہے۔

یٹربیم لیزر مواد کی ایک اور بڑی قسم لیزر گلاس ہے۔ مختلف اعلی اخراج کراس سیکشن لیزر شیشے تیار کیے گئے ہیں ، جن میں جرمینیم ٹیلورائٹ ، سلیکن نیوبیٹ ، بوریٹ اور فاسفیٹ شامل ہیں۔ شیشے کے مولڈنگ میں آسانی کی وجہ سے ، اسے بڑے سائز میں بنایا جاسکتا ہے اور اس میں اعلی روشنی کی ترسیل اور اعلی یکسانیت جیسی خصوصیات ہیں ، جس سے اعلی طاقت والے لیزر تیار کرنا ممکن ہوجاتا ہے۔ واقف نایاب ارتھ لیزر گلاس بنیادی طور پر نیوڈیمیم گلاس ہوتا تھا ، جس میں 40 سال سے زیادہ کی ترقی کی تاریخ اور بالغ پیداوار اور ایپلی کیشن ٹکنالوجی ہوتی ہے۔ یہ ہمیشہ اعلی طاقت والے لیزر ڈیوائسز کے لئے ترجیحی مواد رہا ہے اور جوہری فیوژن تجرباتی آلات اور لیزر ہتھیاروں میں استعمال ہوتا رہا ہے۔ چین میں تعمیر کردہ اعلی طاقت والے لیزر ڈیوائسز ، جس میں لیزر نیوڈیمیم شیشے کو مرکزی لیزر میڈیم کے طور پر شامل کیا گیا ہے ، وہ دنیا کی اعلی درجے کی سطح پر پہنچ گیا ہے۔ لیکن لیزر نیوڈیمیم گلاس کو اب لیزر یٹربیم گلاس سے ایک طاقتور چیلنج کا سامنا ہے۔

حالیہ برسوں میں ، مطالعے کی ایک بڑی تعداد نے یہ ظاہر کیا ہے کہ لیزر یٹربیم گلاس کی بہت سی خصوصیات نیوڈیمیم شیشے سے زیادہ ہیں۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ یٹٹربیم ڈوپڈ لومینسیسیس میں صرف دو توانائی کی سطح ہوتی ہے ، توانائی کے ذخیرہ کرنے کی کارکردگی زیادہ ہے۔ اسی فائدہ پر ، یٹربیم گلاس میں توانائی کے ذخیرہ کرنے کی کارکردگی نیوڈیمیم شیشے سے 16 گنا زیادہ ہے ، اور فلوروسینس لائف ٹائم 3 گنا نیوڈیمیم شیشے سے ہے۔ اس کے فوائد بھی ہیں جیسے اعلی ڈوپنگ حراستی ، جذب بینڈوتھ ، اور سیمیکمڈکٹرز کے ذریعہ اسے براہ راست پمپ کیا جاسکتا ہے ، جس سے یہ اعلی طاقت والے لیزرز کے ل very بہت موزوں ہے۔ تاہم ، یٹٹربیم لیزر گلاس کی عملی اطلاق اکثر نیوڈیمیم کی مدد پر انحصار کرتا ہے ، جیسے ND3+کو ایک سینسیٹائزر کے طور پر استعمال کرنے کے لئے YTTERBIUM لیزر گلاس کو کمرے کے درجہ حرارت پر چلاتا ہے اور M M طول موج پر لیزر کا اخراج حاصل کیا جاتا ہے۔ لہذا ، یٹٹربیم اور نیوڈیمیم دونوں لیزر گلاس کے میدان میں حریف اور باہمی تعاون کے ساتھ شراکت دار ہیں۔

شیشے کی تشکیل کو ایڈجسٹ کرکے ، یٹٹربیئم لیزر گلاس کی بہت سی luminescent خصوصیات کو بہتر بنایا جاسکتا ہے۔ مرکزی سمت کے طور پر اعلی طاقت والے لیزرز کی ترقی کے ساتھ ، یٹربیم لیزر شیشے سے بنے لیزرز جدید صنعت ، زراعت ، طب ، سائنسی تحقیق اور فوجی درخواستوں میں تیزی سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

فوجی استعمال: جوہری فیوژن کے ذریعہ پیدا ہونے والی توانائی کو توانائی کے طور پر استعمال کرنا ہمیشہ ایک متوقع مقصد رہا ہے ، اور کنٹرولڈ جوہری فیوژن کا حصول انسانیت کے لئے توانائی کے مسائل کو حل کرنے کے لئے ایک اہم ذریعہ ہوگا۔ 21 ویں صدی میں لیزر کی عمدہ کارکردگی کی وجہ سے یٹٹربیم ڈوپڈ لیزر گلاس inertial قید فیوژن (ICF) اپ گریڈ کے حصول کے لئے ترجیحی مواد بن رہا ہے۔

لیزر ہتھیار اہداف کو ہڑتال اور تباہ کرنے کے لئے لیزر بیم کی بے حد توانائی کا استعمال کرتے ہیں ، جس سے اربوں ڈگری سینٹی گریڈ کا درجہ حرارت پیدا ہوتا ہے اور روشنی کی رفتار سے براہ راست حملہ ہوتا ہے۔ انہیں نادانا کہا جاسکتا ہے اور ان کی مہلکیت ہے ، خاص طور پر جنگ میں جدید فضائی دفاعی ہتھیاروں کے نظام کے لئے موزوں ہے۔ یٹربیم ڈوپڈ لیزر گلاس کی عمدہ کارکردگی نے اسے اعلی طاقت اور اعلی کارکردگی والے لیزر ہتھیاروں کی تیاری کے لئے ایک اہم بنیادی مواد بنا دیا ہے۔

فائبر لیزر تیزی سے ترقی پذیر نئی ٹکنالوجی ہے اور اس کا تعلق لیزر شیشے کی ایپلی کیشنز کے میدان سے بھی ہے۔ فائبر لیزر ایک لیزر ہے جو فائبر کو لیزر میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے ، جو فائبر اور لیزر ٹکنالوجی کے امتزاج کی پیداوار ہے۔ یہ ایک نئی لیزر ٹکنالوجی ہے جو ایربیم ڈوپڈ فائبر یمپلیفائر (ای ڈی ایف اے) ٹکنالوجی کی بنیاد پر تیار کی گئی ہے۔ ایک فائبر لیزر سیمیکمڈکٹر لیزر ڈایڈڈ پر مشتمل ہوتا ہے جیسا کہ پمپ ماخذ ، ایک فائبر آپٹک ویو گائڈ اور ایک گین میڈیم ، اور آپٹیکل اجزاء جیسے گریٹنگ ریشے اور جوڑے۔ اس کے لئے آپٹیکل راہ کی مکینیکل ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت نہیں ہے ، اور یہ طریقہ کار کمپیکٹ اور مربوط کرنے میں آسان ہے۔ روایتی ٹھوس ریاست لیزرز اور سیمیکمڈکٹر لیزرز کے مقابلے میں ، اس میں تکنیکی اور کارکردگی کے فوائد ہیں جیسے اعلی بیم کے معیار ، اچھ stability ی استحکام ، ماحولیاتی مداخلت کے لئے مضبوط مزاحمت ، کوئی ایڈجسٹمنٹ ، کوئی بحالی اور کمپیکٹ ڈھانچہ۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ ڈوپڈ آئنوں میں بنیادی طور پر این ڈی+3 ، وائی بی+3 ، ای آر+3 ، ٹی ایم+3 ، ہو+3 ہیں ، ان سبھی کو نایاب زمین کے ریشوں کو بطور میڈیا میڈیا استعمال کیا جاتا ہے ، کمپنی کے ذریعہ تیار کردہ فائبر لیزر کو بھی ایک نایاب ارتھ فائبر لیزر کہا جاسکتا ہے۔

لیزر ایپلی کیشن: حالیہ برسوں میں بین الاقوامی سطح پر ٹھوس ریاست لیزر ٹکنالوجی میں ہائی پاور یٹربیم ڈوپڈ ڈبل کلڈ فائبر لیزر ایک گرم فیلڈ بن گیا ہے۔ اس میں بیم کے اچھے معیار ، کمپیکٹ ڈھانچے ، اور اعلی تبادلوں کی کارکردگی کے فوائد ہیں ، اور صنعتی پروسیسنگ اور دیگر شعبوں میں اطلاق کے وسیع امکانات ہیں۔ ڈبل پہنے یٹٹربیم ڈوپڈ ریشے سیمیکمڈکٹر لیزر پمپنگ کے لئے موزوں ہیں ، جس میں اعلی جوڑے کی کارکردگی اور اعلی لیزر آؤٹ پٹ پاور ہے ، اور YTTERBIUM ڈوپڈ ریشوں کی اہم ترقی کی سمت ہیں۔ چین کی ڈبل پہنے یٹربیم ڈوپڈ فائبر ٹکنالوجی اب بیرونی ممالک کی اعلی درجے کی سطح کے برابر نہیں ہے۔ چین میں تیار کردہ YTTERBIUM ڈوپڈ فائبر ، ڈبل پہنے یٹٹربیم ڈوپڈ فائبر ، اور ایربیم یٹربیم CO ڈوپڈ فائبر کارکردگی اور وشوسنییتا 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 لئے بنیادی پیٹنٹ ٹیکنالوجیز ہیں۔

عالمی شہرت یافتہ جرمن آئی پی جی لیزر کمپنی نے حال ہی میں اعلان کیا ہے کہ ان کے نئے لانچ ہونے والے یٹربیم ڈوپڈ فائبر لیزر سسٹم میں بہترین بیم کی خصوصیات ہیں ، 50000 گھنٹوں سے زیادہ کی پمپ لائف ، 1070nm-1080nm کی مرکزی اخراج کی طول موج ، اور 20 کلو واٹ تک کی آؤٹ پٹ پاور ہے۔ اس کا اطلاق ٹھیک ویلڈنگ ، کاٹنے اور راک ڈرلنگ میں کیا گیا ہے۔

لیزر مواد لیزر ٹکنالوجی کی ترقی کے لئے بنیادی اور بنیاد ہیں۔ لیزر انڈسٹری میں ہمیشہ ایک قول رہا ہے کہ 'ایک نسل کی ایک نسل ، ایک نسل آلات'۔ جدید اور عملی لیزر ڈیوائسز کو تیار کرنے کے ل first ، پہلے اعلی کارکردگی والے لیزر مواد کو حاصل کرنا اور دیگر متعلقہ ٹیکنالوجیز کو مربوط کرنا ضروری ہے۔ یٹربیم ڈوپڈ لیزر کرسٹل اور لیزر گلاس ، ٹھوس لیزر مواد کی نئی قوت کے طور پر ، فائبر آپٹک مواصلات اور لیزر ٹکنالوجی کی جدید ترقی کو فروغ دے رہے ہیں ، خاص طور پر اعلی پاور جوہری فیوژن لیزرز ، ہائی اینجی بیٹ ٹائل لیزرز ، اور اعلی توانائی کے ہتھیاروں کے لیزرز جیسی لیزر ٹیکنالوجیز میں۔

اس کے علاوہ ، یٹٹربیم کو فلوروسینٹ پاؤڈر ایکٹیویٹر ، ریڈیو سیرامکس ، الیکٹرانک کمپیوٹر میموری اجزاء (مقناطیسی بلبلوں) کے لئے اضافی ، اور آپٹیکل شیشے کے اضافے کے طور پر بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کی نشاندہی کی جانی چاہئے کہ یٹریئم اور یٹریئم دونوں ہی نایاب زمین کے عناصر ہیں۔ اگرچہ انگریزی ناموں اور عنصر کی علامتوں میں اہم اختلافات ہیں ، چینی صوتی حروف تہجی میں وہی حرف ہیں۔ کچھ چینی ترجموں میں ، یٹریئم کو بعض اوقات غلطی سے یٹریئم کہا جاتا ہے۔ اس معاملے میں ، ہمیں تصدیق کے ل the اصل متن کا سراغ لگانے اور عنصر کی علامتوں کو یکجا کرنے کی ضرورت ہے۔