Оксид иттербия Итб-О: технические характеристики и применение
Оксид иттербия марки Итб-О — индивидуальное редкоземельное соединение YbO с массовой долей основного вещества не менее 99,9 %. Марка относится к особо чистым оксидам иттербия, выпускается по ТУ 48-4-523 и предназначена для оптических, лазерных и люминесцентных технологий, где примеси других РЗЭ лимитируются на уровне 10–10 %. Кристаллическая решётка — кубическая типа C-редкоземельных оксидов (биксбиит), плотность 9,17 г/см, температура плавления 2350 C.
Физико-химические параметры марки Итб-О
Материал представляет собой порошок белого цвета с размером частиц 1–5 мкм при поставке в виде фракции или прессованных заготовок. Оксид иттербия Итб-О химически устойчив к воде и щелочам, растворяется в минеральных кислотах с образованием солей Yb. Гигроскопичность минимальна, что упрощает хранение и дозирование в вакуумных установках.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля YbO | 99,9 | АЭС-ИСП | % | не менее |
| Сумма примесей РЗЭ | 0,05 | АЭС-ИСП | % | не более |
| Потери при прокаливании | 1,0 | гравиметрия | % | 1000 C |
| Насыпная плотность | 1,2–2,0 | волюмометрия | г/см | — |
| Средний размер частиц D50 | 1–5 | лазерная дифракция | мкм | по фракции |
Области применения
Благодаря высокой чистоте оксид иттербия Итб-О востребован в узлах, где примеси вызывают паразитное поглощение или тушение люминесценции:
- Активные среды иттербиевых волоконных лазеров с длиной волны генерации 1030–1080 нм и легированием кварцевых световодов.
- Оптические покрытия и плёнки YbO для интерференционных фильтров, наносимые магнетронным распылением.
- Люминофоры и сцинтилляционные составы, включая матрицы для детекторов ионизирующего излучения.
- Керамика и монокристаллы Yb:YAG, YbO для дисковых лазеров с диодной накачкой.
- Катализаторы нефтехимического крекинга и окислительных процессов в реакторах с неподвижным слоем.
- Эталонные и легирующие добавки в металлургии специальных сплавов и жаропрочных покрытий.
Технологические особенности
Марка Итб-О поставляется в герметичной таре, исключающей сорбцию влаги и карбонизацию поверхности. При вводе в шихту для оптической керамики порошок прокаливают при 800–1000 C для удаления гидроксильных групп, затем подвергают сухому прессованию и вакуумному спеканию при 1700–1800 C. Для волоконных заготовок применяют золь-гель или MCVD-процесс с дозированием оксида в газовой фазе.
Вопросы и ответы
Чем марка Итб-О отличается от технического оксида иттербия?
Марка Итб-О нормирует содержание основного вещества на уровне 99,9 % и жёстко лимитирует примеси других РЗЭ, тогда как технический оксид допускает более высокую суммарную загрязнённость и не применяется в лазерной оптике.
При какой температуре спекается керамика из оксида иттербия Итб-О?
Вакуумное или водородное спекание оптической керамики проводят при 1700–1800 C; предварительный прокал шихты выполняют при 800–1000 C для удаления влаги и карбонатов.
Растворяется ли YbO марки Итб-О в воде?
Оксид иттербия практически нерастворим в воде и щелочных средах; для перевода в раствор применяют азотную или соляную кислоту с нагревом.
Какая длина волны генерации характерна для иттербиевых сред?
Ионы Yb обеспечивают генерацию в диапазоне 1030–1080 нм, что используется в волоконных и дисковых лазерах с диодной накачкой.
