מתכת ארביום בטוהר גבוה

שם המוצר: מתכת ארביום בעלת טוהר גבוה

נוסחה כימית: אר

מספר CAS: 7440-52-0

מספר EINECS: 231-160-1

טוהר: 99.9%

צבע: כסף לבן

משקל אטומי: 167.26

מספר אטומי: 68

נקודת התכה: 1529 מעלות

נקודת רתיחה: 2868 מעלות

צפיפות: 9.062g/cm3

תקן ייצור: XB/T 227-2015

צורה: בלוק, גיליון, חוט, מוט, נייר כסף או לפי דרישות הלקוח

שיטת אריזה: ארוז בתוף ברזל, מרופד בשקיות ניילון חד/כפולות וממולא בגז ארגון להגנה או לפי דרישות הלקוח

תכולת הארביום בקרום כדור הארץ היא 0.000247%, הקיימת בעפרות אדמה נדירות רבות, בעיקר עפרת איטריום פוספט ועפרת זהב נדיר שחור, וכן במוצרי ביקוע גרעיני. ישנם שישה איזוטופים טבעיים של ארביום: ארביום 162, 164, 166, 167, 168 ו-170. בשנת 1843 התגלה הארביום על ידי CG מוסנדר. במקור הוא כינה את תחמוצת הארביום בתור תחמוצת טרביום. לכן, בספרות הגרמנית המוקדמת התבלבלו בין תחמוצת טרביום לתחמוצת ארביום. הוא תוקן רק לאחר 1860, והוא נקרא רשמית ארביום, שמקורו באיטרבי, שם התגלתה אדמת איטריום, זהו כפר ליד שטוקהולם, שוודיה.

ארביום היא מתכת כסוף-לבנה, מבריקה, רכה וניתנת לגימור. ארביום אינו מסיס במים אך מסיס בחומצה. המלחים והתחמוצות של הארביום הם ורוד עד אדום. ארביום הוא אנטי-פרומגנטי בטמפרטורות נמוכות, פרומגנטי חזק ליד האפס המוחלט, והוא מוליך-על. ארביום מתחמצן באיטיות על ידי אוויר ומים בטמפרטורת החדר. תחמוצת ארביום היא אדום ורד. ארביום יכול לשמש כחומר לבקרת כור; ארביום יכול לשמש גם כמפעיל עבור חומרים פלורסנטים מסוימים. אנרגיית היינון הראשונה היא 6.10 אלקטרונים וולט. התכונות הכימיות והפיזיקליות של הולמיום ודיספרוסיום כמעט זהות.

ארביום פלואוריד מיוצר על ידי הפחתה קלציוטרמית לייצור מתכת ארביום. משוואת התגובה היא כדלקמן:

2ErF3 + 3Ca → 2Er + 3CaF2

השימוש הבולט ביותר בארביום הוא בייצור של מגבר סיבים מסוג Erbium Dopant Fibre (EDFA). מגבר סיבים מסוממים בארביום (EDFA) פותח בהצלחה לראשונה על ידי אוניברסיטת סאות'המפטון בבריטניה בשנת 1985. זוהי אחת ההמצאות הגדולות ביותר בתקשורת סיבים אופטיים, ואף ניתן לומר שהיא "תחנת הדלק" של ימינו. כביש מידע מרחק.

סיב מסומם בארביום הוא סיב קוורץ המסומם בכמות קטנה של יוני ארביום של יסודות אדמה נדירים (Er3+), המהווה את הליבה של המגבר. העיקרון של הגברת סיבים מסוממים בארביום של אותות אופטיים הוא: כאשר Er3+ נרגש על ידי אור עם אורך גל של 980nm או 1480nm וסופג את האנרגיה של אור המשאבה, הוא עובר ממצב הקרקע למצב גבוה- מצב משאבת אנרגיה. מאחר ואורך החיים של החלקיקים במצב המשאבה קצר מאוד, הם נרגעים במהירות ממצב המשאבה למצב מט-יציב בצורה לא קרינה. לחלקיקים יש אורך חיים ארוך יותר ברצועת האנרגיה הזו והם מצטברים בהדרגה. כאשר אור אות 1550nm עובר דרכו, יוני Er3+ המט-יציבים עוברים למצב הקרקע על ידי פליטת קרינה מגורה, וגם פולטים אור באורך גל של 1550nm. האור הנפלט בעת קפיצה ממצב של אנרגיה גבוהה למצב הקרקע משלים את אור האות שאבד בעת הנחתה, ובכך מבין שאור האות מוגבר באופן רציף כשהוא מוחלש במהלך תהליך התפשטות הסיבים.

על ידי סימום ארביום לסיב אופטי קוורץ רגיל, ולאחר מכן התאמתו ללייזר מוליכים למחצה עם שני אורכי גל של 980 ננומטר או 1480 ננומטר, הוא בעצם מהווה מגבר שמגביר ישירות את האות האופטי של 1550nm. סיב אופטי קוורץ יכול להעביר אור באורכי גל שונים, אך קצב הנחתת האור שונה. לאור פס התדרים של 1550nm יש את קצב הנחתת האור הנמוך ביותר כאשר הוא משודר בסיבי קוורץ (רק 0.15 dB/km), וקצב הנחתה הוא כמעט הגבול התחתון. לכן, כאשר תקשורת סיבים אופטיים משתמשת באור עם אורך גל של 1550nm כאור אות, אובדן האור הוא מינימלי. לכן, כל עוד הסיב האופטי מסומם בעשרות עד מאות עמודים לדקה של ארביום, הוא יכול לפצות על האובדן האופטי במערכת התקשורת. מגבר הסיבים המסומם בארביום הוא כמו "תחנת שאיבה" אופטית, המאפשר העברת האות האופטי מתחנה לתחנה מבלי להיחלש, ובכך פותח בצורה חלקה ערוץ טכני לסיב אופטי מודרני למרחקים ארוכים, בעל קיבולת גדולה, במהירות גבוהה תִקשׁוֹרֶת.

אזור יישום חם נוסף של ארביום הוא לייזר, במיוחד כחומר לייזר רפואי. לייזר ארביום הוא לייזר דופק מוצק עם אורך גל של 2940 ננומטר. זה יכול להיספג חזק על ידי מולקולות מים ברקמות אנושיות, ובכך להשיג אפקטים גדולים יותר עם פחות אנרגיה. זה יכול לחתוך, לטחון ולהסיר רקמות רכות בצורה מדויקת מאוד. לייזר Erbium YAG משמש גם להסרת קטרקט. מכיוון שהמרכיב העיקרי בעדשת קטרקט הוא מים, לייזר ארביום יש אנרגיה נמוכה והוא נספג בקלות במים. זו תהיה שיטה כירורגית מבטיחה להסרת קטרקט. מכשירי טיפול בלייזר ארביום פותחים יותר ויותר תחומי יישום רחבים לניתוחי לייזר. בנוסף, גביש הלייזר המסומם בארביום ויציאתו לייזר 1730nm ו-1550nm לייזר בטוחים לעיניים אנושיות, בעלי ביצועי שידור אטמוספרי טובים, בעלי יכולת חדירה חזקה לעשן אבק שריפה בשדה הקרב, סודיות טובה, לא קל לזיהוי על ידי האויב , ויש להם ניגודיות גדולה של הקרנה של מטרות צבאיות, ולכן הם הפכו לממד טווח לייזר נייד שבטוח לעיניים אנושיות לשימוש צבאי.

ארביום יכול לשמש גם כיון פעיל בחומרי לייזר להמרה מעלה של אדמה נדירה. חומרים להמרת לייזר ארביום מחולקים לשתי קטגוריות: גביש יחיד (פלואוריד, מלח המכיל חמצן) וזכוכית (סיבים), כגון איטריום אלומינאט (YAP:Er3+), גביש וEr{{3} סיבים אופטיים מזכוכית מסוג ZBLAN (ZrF4- BaF2-LaF3-AlF3-NaF) וכו' נמצאים כעת בשימוש מעשי. BaYF5:Yb3+, Er3+ יכול להמיר קרני אינפרא אדום לאור נראה. חומר זוהר רב-פוטונים זה שימש בהצלחה במכשירי ראיית לילה.

תגיות פופולריות: מתכת ארביום בטוהר גבוה, יצרנים, ספקים של מתכת ארביום בטוהר גבוה