Yb • Ordnungszahl 70
Ytterbium
Ytterbium ist weiches, silbrig-weißes, verformbares Metall mit einzigartigen optischen und elektronischen Eigenschaften. Es gehört zu den schweren Seltenen Erden.
Ytterbium-Ionen haben sehr gut definierte Absorptions- und Emissionsbanden im nahen Infrarotbereich (um 980 nm Anregung und 1030 nm Emission). Diese Eigenschaft ist die Grundlage für seine wichtigste Anwendung in Ytterbium-dotierten Lasern für Glasfasernetze.
Ytterbium hebt sich von anderen Elementen besonders dadurch ab, dass es sowohl in der Oxidationsstufe +3 als auch in der +2-Oxidationsstufe stabil ist. Diese "Zweiwertigkeit" eröffnet einzigartige chemische Reaktionen.
Eine weitere besondere Eigenschaft ist, dass Ytterbium in seinen Verbindungen oft paramagnetisch (wird von Magnetfeldern angezogen) ist. Dies macht es nützlich in Legierungen, wo magnetische Störungen unerwünscht sind.
Ytterbium wurde 1878 vom Schweizer Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac entdeckt. Er untersuchte Gadolinit genauer. Dabei entdeckte er ein bis dahin unbekanntes Element, das er nach dem Fundort des Gadolinites in Ytterby (Schweden) sowie wegen der Ähnlichkeit zum Yttrium Ytterbium benannte.
Die wichtigsten Quellen für die Ytterbiumgewinnung sind Bastnäsit- und Monazitlagerstätten. Diese werden vor allem in China, in geringerem Umfang auch in den USA und Australien oder Südostasien abgebaut.
Die Nachfrage nach Ytterbium wächst aufgrund des Einsatzes in einer Reihe von Technologien.
Die Ytterbium-Produktion liegt fast ausschließlich in China.
Ytterbium wird über das Verfahren der Lösungsmittelextraktion gewonnen. Dafür wird das REO-Gemisch in Salzsäure gelöst und die Lösung durch eine Reihe von Mischer-Absetzern (Mixer-Settlers) gepumpt. In jeder Stufe wird ein organisches Lösungsmittel beigefügt, das spezifisch eine bestimmte Seltene Erde bindet.
Aufgrund minimaler Unterschiede in der Acidität der Ionen wandern die verschiedenen Elemente mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durch die Kaskade.
Ytterbium sammelt sich erst in den späteren Stufen der Extraktionskaskade an.
Das Ergebnis dieses Schrittes ist hochreines Ytterbium(III)-oxid (Yb₂O₃).
Um Ytterbium-Metall zu gewinnen wird das Oxid meist metallothermisch mit Lanthan oder Cer reduziert.
Das durch Reduktion gewonnene Metall ist oft nicht rein genug für High-Tech-Anwendungen. Die wichtigste Reinigungsmethode ist die In-situ-Destillation.
Einer der wichtigsten Treiber für die Nachfrage nach Ytterbium ist der Ausbau von Glasfasernetzen und 5G. Ytterbium spielt in Hochleistungshalbleitern und Ytterbium-dotierten Faserverstärkern (YDFAs) eine entscheidende Rolle. Ytterbium-basierte Verstärker, eine wichtige Komponente in Faserlasern, gewährleisten in Kommunikationstechnologien eine effiziente Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung.
Eine weitere wichtige Anwendung hat Ytterbium in Medizintechnologien. Ytterbiumisotope kommen in der medizinischen Bildgebung, Strahlentherapie und chirurgischen Lasern zum Einsatz.
Die Ytterbium-Nachfrage könnte auch durch Innovationen in aufstrebenden Bereichen wie Quantencomputern und Atomuhren mit ultrahoher Präzision künftig weiter wachsen.
