材料百态

镱，元素周期表第70号元素。

来源：视觉中国

镱是在瑞典小镇伊特比发现的4种镧系金属元素之一。1842年莫桑德从钇土中分离出了铒土和铽土，启发化学家们通过光谱分析法去发现新元素，然后再进行分离。1878年，瑞士化学家德马里尼亚克从铒土中分离出一种新元素的氧化物，并将其命名为镱。1899年，奥地利的两位化学家提出一份光谱数据，证明所发现的镱并不是单一物质，直到1955年科学家才设法将镱与其他镧系金属元素分开，得到纯净的金属镱。

金属镱，银白色，很软，有延展性，室温下能被空气和水缓慢氧化。与相邻镧系金属不同的是，镱的硬度、密度和熔点明显比相邻元素要低，这与镱特殊的电子层排布且能形成面心立方晶体有关。镱很有活性，在砂轮上摩擦产生的火花很小，粉末在空气中燃烧能产生美丽的翠绿色火焰。

金属镱没有顺磁性和抗磁性，其导电性能随压强增加而呈现不同的性能。常温常压下，导电能力与其他镧系金属相近，16000个大气压下呈现半导体性质，40000个大气压时会比室温时更容易导电。利用这个特性，人们将镱制作成了应力计，用来检验核试验中的冲击波或地震波的强度。

近几年来，人们将镱的化合物添加到光纤中，发现与铒和铥一样可大大提高光的放大效率，满足高速大容量信息传输的要求。我国研制出的高浓度铒镱共掺磷酸盐光纤，具有较好的化学稳定性和热稳定性、较宽的红外透过性能，其性能比商用石英放大器高出两个数量级，实现功率放大和小信号放大，可用于光纤传感器、自由空间激光通信和超短脉冲放大等领域。依托这种掺镱元素制成的光纤放大材料，我国已建成世界上单信道容量最大、速率最快的光传输系统，拥有世界上最宽的信息高速公路。

镱优异的光谱特性还被用作优质激光材料，既可以制作激光晶体，也可以制作激光玻璃和光纤激光器。

在掺镱激光晶体方面，我国晶体中激光的快速、脉冲、连续、可调节输出等多项关键技术成果，已在国防、工业和科学工程中获得实际应用，而且掺镱晶体产品还出口美国、日本等多个国家和地区。

大量研究表明，激光镱玻璃的许多性能将超过在神光1号和2号大功率激光装置中的主要激光介质——钕玻璃。在相同情况下，镱玻璃的储能效率比钕玻璃高16倍，荧光寿命是钕玻璃的3倍，同时还具有掺杂浓度高、吸收带宽等优点，非常适合大功率激光器使用，与钕一起协同使用效果更好，已被应用于精细焊接、切割和岩石钻探等方面，或许未来还能制成强大的固态激光武器。

在量子领域，镱被发现是未来量子网络世界中记忆存储最理想的元素，能通过仪器进行长距离的传播信号。物理学家预测，未来可以通过以镱为基础的量子记忆存储器，创建全球量子网络。

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