Эрбий, 68-й элемент таблицы Менделеева.
Открытиеэрбийполна неожиданных поворотов.В 1787 году в небольшом городке Итби, в 1,6 км от Стокгольма, Швеция, в черном камне был обнаружен новый редкоземельный элемент, названный иттриевой землей в зависимости от места открытия.После Французской революции химик Моссандер использовал недавно разработанную технологию для уменьшения содержания элементарных веществ.иттрийиз иттриевой земли.В этот момент люди поняли, что иттриевая земля не является «одним компонентом», и обнаружили еще два оксида: розовый называетсяоксид эрбия, а светло-фиолетовый называется оксидом тербия.В 1843 году Моссандер открыл эрбий итербий, но он не верил, что два найденных вещества были чистыми и, возможно, смешанными с другими веществами.В последующие десятилетия люди постепенно обнаружили, что в нем действительно смешано много элементов, и постепенно обнаружили, помимо эрбия и тербия, другие металлические элементы-лантаниды.
Изучение эрбия прошло не так гладко, как его открытие.Хотя Моссан открыл розовый оксид эрбия в 1843 году, только в 1934 году чистые образцыметаллический эрбийбыли извлечены благодаря постоянному совершенствованию методов очистки.Путем нагревания и очисткихлорид эрбияи калий, люди добились восстановления эрбия металлическим калием.Несмотря на это, свойства эрбия слишком похожи на свойства других металлических элементов-лантанидов, что привело к почти 50-летнему застою в соответствующих исследованиях, таких как магнетизм, энергия трения и образование искр.До 1959 года, с применением специальной 4f-слойной электронной структуры атомов эрбия в новых оптических полях, эрбий привлек внимание, и были разработаны многочисленные применения эрбия.
Эрбий серебристо-белого цвета имеет мягкую текстуру и проявляет сильный ферромагнетизм только вблизи абсолютного нуля.Это сверхпроводник, который медленно окисляется воздухом и водой при комнатной температуре.Оксид эрбия— розово-красный цвет, обычно используемый в фарфоровой промышленности и являющийся хорошей глазурью.Эрбий сконцентрирован в вулканических породах и имеет крупные месторождения полезных ископаемых на юге Китая.
Эрбий обладает выдающимися оптическими свойствами и может преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, что делает его идеальным материалом для изготовления инфракрасных детекторов и приборов ночного видения.Это также квалифицированный инструмент для обнаружения фотонов, способный непрерывно поглощать фотоны посредством определенных уровней возбуждения ионов в твердом теле, а затем обнаруживать и подсчитывать эти фотоны для создания детектора фотонов.Однако эффективность прямого поглощения фотонов ионами трехвалентного эрбия была невысокой.Лишь в 1966 году ученые разработали эрбиевые лазеры, косвенно улавливая оптические сигналы через вспомогательные ионы и затем передавая энергию эрбию.
Принцип действия эрбиевого лазера аналогичен принципу работы гольмиевого лазера, но его энергия значительно ниже, чем у гольмиевого лазера.Эрбиевый лазер с длиной волны 2940 нанометров можно использовать для разрезания мягких тканей.Хотя этот тип лазера в среднем инфракрасном диапазоне имеет плохую проникающую способность, он может быстро поглощаться влагой в тканях человека, достигая хороших результатов с меньшими затратами энергии.Он позволяет мелко резать, измельчать и удалять мягкие ткани, обеспечивая быстрое заживление ран.Он широко используется в лазерных операциях, таких как полость рта, белая катаракта, косметология, удаление рубцов и морщин.
В 1985 году Саутгемптонский университет в Великобритании и Северо-Восточный университет в Японии успешно разработали волоконный усилитель, легированный эрбием.В настоящее время компания Wuhan Optics Valley в Ухане, провинция Хубэй, Китай, может самостоятельно производить этот оптоволоконный усилитель, легированный эрбием, и экспортировать его в Северную Америку, Европу и другие места.Это применение является одним из величайших изобретений в волоконно-оптической связи, поскольку при легировании определенной доли эрбия оно может компенсировать потери оптических сигналов в системах связи.Этот усилитель в настоящее время является наиболее широко используемым устройством в волоконно-оптической связи, способным передавать оптические сигналы без их ослабления.
Время публикации: 16 августа 2023 г.