介紹
元素符号Yb。原子量173.04(3)。原 子序數70。镧系元素。銀白色金屬。有延性，質較軟。有 兩種晶體結構：α-型為面心立方晶系(室溫-798℃);β-型 為體心立方(高于798℃)晶格。熔點824℃，沸點1427℃， 相對密度6.977(α-型)、6.54(β-型)。不溶于冷水，可溶于 酸、液氨。在空氣中相當穩定。其氧化态有+2、+3。
在地 殼中的含量為2.66×10%。主要存在于磷钇礦和黑稀 金礦中，獨居石中的含量為0.03%。制法：工業上常用溶 劑萃取法和離子交換法從獨居石中分離和提純，或用金 屬镧還原氧化镱，再經真空蒸餾而得。用途：用作激光材 料，手提式X射線源，Yb離子是重要的發光材料敏化 劑，Yb可用于醫療診斷。
理化性質
銀白色軟金屬，有光澤，易氧化，在空氣中緩慢地被腐蝕，溶于稀酸和液氨。能與水緩慢作用，二價鹽為綠色，可溶于水，并與水反應，緩慢地釋放出氫氣；三價鹽無色。氧化物呈白色。有延展性的銀白色金屬，富于光澤。
金屬镱為銀灰色，有延展性，質地較軟，室溫下镱能被空氣和水緩慢氧化。與钐和铕相類似樣，镱屬于變價稀土，除通常呈正三價外，也可以呈正二價狀态。由于這種變價特性，制備金屬镱不宜用電解法，而采用還原蒸餾法進行制備和提純。通常以金屬镧為還原劑，利用镱金屬高蒸汽壓和镧金屬低蒸氣壓的差别進行還原蒸餾。也可以采用铥镱镥富集物為原料，以金屬镧為還原劑，在>1100℃和<0.133Pa的高溫真空條件下，通過還原-蒸餾的方法直接提取金屬镱。象钐和铕一樣，镱也可采用濕法還原進行分離和提純。通常采用铥镱镥富集物為原料，溶解後将镱還原成二價狀态，造成顯著的性質差異後将其與其它三價稀土進行分離。制取高純氧化镱通常采用萃取色層法或離子交換法。
镱在自然界中地同位素有：168Yb、170Yb~175Yb。
◎ ytterbium
元素名稱：元素周期表 镱
元素原子量：173.0
元素類型：金屬
CAS号：7440-64-4 [2]
體積彈性模量：GPa
30.5
原子化焓：kJ /mol @25℃
180
熱容：J /（mol· K）
26.74
導電性：10^6/(cm ·Ω )
0.0351
導熱系數：W/（m·K）
38.5
熔化熱：(千焦/摩爾)
7.660
汽化熱：(千焦/摩爾)
128.90
原子體積：(立方厘米/摩爾)
24.79
元素在宇宙中的含量：(ppm)
0.002
元素在太陽中的含量：(ppm)
0.001
元素在海水中的含量：(ppm)
大西洋表面 0.0000005
地殼中含量：（ppm）
3.3
原子序數：70
元素符号：Yb
元素中文名稱：镱
元素英文名稱：Ytterbium
相對原子質量：173.0
核内質子數：70
核外電子數：70
核電荷數：70
質子質量：1.1711E-25
質子相對質量：70.49
所屬周期：6
所屬族數：IIIB
摩爾質量：173
氫化物：-
氧化物：YbO,Yb2O3
最高價氧化物：
密度：6.98
熔點：824.0
沸點：1466.0
外圍電子層排布：4f14 6s2
氧化态：
Main Yb+2,Yb+3
Other
電子層：K-L-M-N-O-P
晶體結構：晶胞為面心立方晶胞，每個晶胞含有4個金屬原子。
晶胞參數：a = 548.47 pm； b = 548.47 pm ；c = 548.47 pm；α = 90°；β = 90°；γ = 90°
維氏硬度：206MPa
聲音在其中的傳播速率：（m/S） 1590
電離能 (kJ /mol) M - M+ 603.4；M+ - M2+ 1176；M2+ - M3+ 2415
M3+ - M4+ 4220
顔色和狀态：金屬
原子半徑：2.4
常見化合價+2,+3
元素符号：Yb 英文名：Ytterbium 中文名：镱
相對原子質量：173 常見化合價：+2,+3 電負性：1.3
外圍電子排布：4f14 6s2 核外電子排布：2,8,18,32,8,2
同位素及放射線：Yb-168 Yb-169[32.03d] Yb-170 Yb-171 Yb-172 Yb-173 *Yb-174 Yb-175[4.19d] Yb-176
電子親合和能：0 KJ·mol-1
第一電離能：306 KJ·mol-1 第二電離能：1175 KJ·mol-1 第三電離能：0 KJ·mol-1
單質密度：6.98 g/cm3 單質熔點：824.0 ℃ 單質沸點：1466.0 ℃
原子半徑：2.4 埃 離子半徑：0.99(+3) 埃 共價半徑：1.74 埃
發現簡史
發現人：馬裡納克 時間：1878 地點：瑞士
得名于瑞典村莊Ytterby。
1878年，由馬裡納克（J.C.G.Marignac）首先分離出镱的化合物；1907年由烏爾班（G.Urbain）指出馬裡納克分離出的镱是由镥和已知的镱兩個元素組成的。
1842年莫桑德爾從钇土中分離出铒土和铽土後，不少化學家利用光譜分析鑒定，确定它們不是純淨的一種元素的氧化物，這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。
1878年瑞士化學家馬裡納克從餌土中分離出一個新元素的氧化物，把這個新元素成為ytterbium，符号為Yb，我們翻譯為镱。這一名稱和钇、铒、铽的命名一樣，都是來自首先發現了钇礦的瑞典的乙特比（Ytterby）小鎮。
随着镱以及其他一些稀土元素的發現，完成了發現稀土元素第三階段的另一半。
1878年，瑞士化學家查爾斯（Jean Charles）和馬利格納克（G Marignac）在“铒”中發現了一種新的稀土元素，為了紀念钇礦石發現地——斯德哥爾摩附近那個名叫伊特比（Yteerby）的小村，把這個新元素命名為Ytterbium，元素符号為Yb,漢譯名稱為“镱”—是該元素的專用漢字。
镱作為重稀土元素，由于可利用的資源有限，産品價格昂貴，限制了其用途研究。随着光纖通訊和激光等高新技術的出現，镱才逐漸找到大顯身手的應用舞台。
礦藏分布
見于氧化钇、獨居石、矽铍钇礦和磷钇礦等礦物中。獨居石含稀土元素的質量分數一般達50%，镱通常占0.03%。
镱在镧系元素中雖然排在铥之後，但其地殼豐度達卻到3.3ppm，不但高于铽钬铥镥等其它中重稀土，甚至高于铕（2.2 ppm）。镱主要存在于離子型稀土礦、磷钇礦和黑稀金礦等中重稀土礦物中，有7種天然同位素。在江西尋烏中钇富铕離子型礦中，镱在稀土中的配分高于铕，在龍南高钇離子型礦中，镱的配分約是铕的10倍。在某些礦石中與钇及其他有關元素共存(如磷钇礦、矽铍钇礦),二價镱形成綠色鹽，三價镱為無色鹽。
應用領域
在核反應中照射169Tm,生成170Tm,半衰期為129天，這個同位素克發射出很強的X射線。用它來制造常由氧化镱Yb2O3用鈣還原而制得。也可用蒸餾法制備（參閱铕）。
用于制造特種合金。用于冶金和化學實驗，镱合金已在牙科醫學中得到應用。
近幾年來，镱在光纖通訊和激光技術兩大領域嶄露頭角并得到迅速發展。
随着“信息高速公路”的建設發展，計算機網絡和長距離光纖傳輸系統對光通訊用的光纖材料性能要求越來越高。镱離子由于擁有優異的光譜特性，可以象铒和铥一樣，被用作光通訊的光纖放大材料。盡管稀土元素铒至今仍是制備光纖放大器的主角，但傳統的摻铒石英光纖增益帶寬較小（30nm），已難以滿足高速大容量信息傳輸的要求。而Yb3+離子在980nm附近具有遠大于Er3+離子的吸收截面，通過Yb3+的敏化作用和铒镱的能量傳遞，可使1530nm光得到大大加強，從而大大提高光的放大效率。
近幾年來，铒镱共摻的磷酸鹽玻璃受到越來越多研究者的青睐。磷酸鹽和氟磷酸鹽玻璃具有較好的化學穩定性和熱穩定性，并具有較寬的紅外透過性能和大的非均勻展寬特性，是寬帶高增益摻铒放大光纖玻璃的理想材料。若在其中引入Yb3+離子，制成铒镱共摻光纖，就可大大改善光纖放大性能。中國研制的高濃度铒镱共摻磷酸鹽光纖（纖芯直徑7μm、數值孔徑為0.2）适用于全波放大器。利用980nm半導體激光器，在1.5μm的通信窗口對小信号實現了3.8dB的淨增益，單位長度增益達2.5dB/cm，比商用石英放大器高出兩個數量級。
摻Yb3+光纖放大器可以實現功率放大和小信号放大，因而可用于光纖傳感器、自由空間激光通信和超短脈沖放大等領域。
中國目前已建成世界上單信道容量最大、速率最快的光傳輸系統，擁有世界上最寬的信息高速公路。摻镱和其它稀土的光纖放大及激光材料在其中均發揮了關鍵性巨大的作用。
镱的光譜特性還被用作優質激光材料，既被用作激光晶體，也被用作激光玻璃、和光纖激光器。
摻镱激光晶體作為高功率激光材料已形成一個龐大的系列，包括有摻镱钇鋁石榴石（Yb：YAG）、摻镱钆镓石榴石（Yb：GGG）、摻镱氟磷酸鈣（Yb：FAP）、摻镱氟磷酸锶（Yb：S-FAP）、摻镱釩酸钇（Yb：YV04）、摻镱硼酸鹽和矽酸鹽等。
半導體激光器（LD）是固體激光器的一種新型泵浦源。Yb：YAG具有許多特點适合高功率LD泵浦，已成為大功率LD泵浦用激光材料。Yb：S-FAP晶體将來有可能用作實現激光核聚變的激光材料，引起人們的關注。在可調諧激光晶體中，有摻鉻镱钬钇鋁镓石榴石（Cr，Yb，Ho：YAGG），其波長在2.84～3.05μm之間連續可調。據統計，世界上用的導彈紅外尋彈頭大部分是采用3-5μm的中波紅外探測器，因此研制Cr，Yb，Ho：YSGG激光器，可對中紅外制導武器對抗提供有效幹擾，具有重要的軍事意義。
中國在摻镱激光晶體（Yb:YAG、Yb:FAP、Yb:SFAP等）方面，已取得一系列具有國際先進水平的創新性成果，解決了晶體的生長以及激光快速、脈沖、連續、可調節輸出等多項關鍵技術，研究成果已在國防、工業和科學工程等方面獲得實際應用，摻镱晶體産品已出口美國、日本等多個國家與地區。
镱激光材料的另一個大類是激光玻璃。已開發出鍺碲酸鹽、矽铌酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽等多種高發射截面的激光玻璃。由于玻璃易成型可以制成大尺寸，并具有高光透和高均勻性等特點，可制成大功率激光器。過去人們熟悉的稀土激光玻璃主要是钕玻璃，它已有40多年的發展曆史，制作和應用技術成熟，一直是大功率激光裝置的首選材料，已被用于核聚變實驗裝置和激光武器等方面。中國建成的由激光钕玻璃為主要激光介質的神光1号和神光2号大功率激光裝置，已達到世界先進水平。但激光钕玻璃如今卻遇到了激光镱玻璃的有力挑戰。
近幾年來的大量研究表明，激光镱玻璃的許多性能超過了钕玻璃。由于摻镱發光隻有兩個能級，儲能效率高，在相同增益時镱玻璃儲能效率比钕玻璃高16倍，熒光壽命也是钕玻璃的3倍，同時還具有摻雜濃度高、吸收帶寬、可直接用半導體泵浦等優點，非常适用于大功率激光器使用。但镱激光玻璃的實用還往往要借助于钕的協助，如采用Nd3+作為敏化劑才能使镱激光玻璃在室溫下運轉，并在1 06μm波長處實現激光發射。所以說，镱和钕在激光玻璃方面既是競争對手，同時又是相互協作的夥伴。
通過調節玻璃成分，可以提高镱激光玻璃的諸多發光性能。以發展高功率激光器為主要方向，用镱激光玻璃制造的激光器越來越廣泛地應用于現代工業、農業、醫學、科學研究和軍事方面。
軍事用途：将核聚變産生的能量作為能源一直是人們期待的目标，實現受控核聚變将是人類解決能源問題的重要手段。摻镱激光玻璃以其優異的激光性能正在成為21世紀實現慣性約束核聚變（ICF）升級換代首選材料。
激光武器是利用激光束的巨大能量，對目标進行打擊破壞，可以産生上億度的高溫，以光的速度直接攻擊，可以指那打那，具有極大的殺傷力，尤其适用于現代戰争的防空武器系統。摻镱激光玻璃的優異性能已使它成為制造高功率和高性能激光武器的重要基礎材料。
光纖激光器是當今迅猛發展起來的一項新技術，也屬于激光玻璃應用範疇。光纖激光器就是用光纖作激光介質的激光器，是光纖與激光技術相結合的産物，是在摻餌光纖放大器（EDFA）技術基礎上發展起來的激光新技術。光纖激光器以半導體激光二極管作為泵源，以光纖作為波導和增益介質，同時采用光栅光纖、偶合器等光學元件組合而成。它無需光路機械調整，機構緊湊便于集成。與傳統固體激光器和半導體激光器相比，具有光束質量高、穩定性好、抗環境幹擾性強、免調節、免維護、結構小巧等技術和性能優勢。由于摻雜的離子主要是Nd+3、Yb+3、Er+3、Tm+3、Ho+3，都是以稀土光纖作為增益介質，所以目開發出來的光纖激光器也可稱作是稀土光纖激光器。
激光用途：高功率摻镱雙包層光纖激光是近幾年國際上固體激光技術中的一個熱點領域。它具有光束質量好、結構緊湊、轉換效率高等優點，在工業加工等領域中有廣泛的應用前景。雙包層摻镱光纖适合于半導體激光器泵浦，具有耦合效率高和激光輸出功率高等特點，是摻镱光纖的主要發展方向。中國的雙包層摻镱光纖技術與國外先進水平已不相上下。中國研制的摻镱光纖、雙包層摻镱光纖以及铒镱共摻光纖在性能和可靠性方面均已達到國外同類産品先進水平，具有成本優勢，并擁有多項産品和方法的核心專利技術。
世界著名的德國IPG激光公司日前宣布，他們新近推出的摻镱光纖激光器系統，具有非常優異的光束特性，有大于50,000小時的泵浦壽命，中心發射波長為1070nm-1080nm,輸出功率可高達到20KW，已被應用于精細焊接、切割和岩石鑽探等方面。
激光材料是發展激光技術的核心和基礎。在激光界曆來有“一代材料，一代器件”的說法。必須先擁有性能優異的激光材料，綜合其它相關技術，才能開發出先進實用的激光器件。摻镱激光晶體和激光玻璃作為固體激光材料的生力軍正在推進光纖通訊和激光技術的創新發展，尤其是在高功率核聚變激光器、高能量拍瓦（PW，即1015W）激光器、高能量武器激光器等尖端激光技術方面将作出重要貢獻。
另外，據某些文章介紹，镱還被用于熒光粉激活劑、無線電陶瓷、電子計算機記憶元件（磁泡）添加劑和光學玻璃添加劑等。需要指出的是，镱（Ytterbium）和钇（Yttrium）同屬稀土元素，雖然英文名稱和元素符号差别明顯，但漢語拼音卻音節相同，在某些漢語譯文引用中有時誤把钇當作镱，這時就需要我們追尋原文并結合元素符号來加以确認。
