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Erbium
Er 68

Erbium Erbium

Erbium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Er und der Ordnungszahl 68. Es ist ein silberweißes, weiches Metall der Seltenen Erden. Die wichtigste industrielle Anwendung liegt in Glasfaser-Verstärkern – mit Erbium dotiertes Siliziumdioxid-Glas ist der Kernbestandteil globaler Kommunikationsnetzwerke und dient zur Verstärkung von Signalen in Glasfasern (ca. 95% des internationalen Kommunikationsverkehrs läuft über solche Verstärker).

Lanthanid (Seltenerde) silbrig weiß
Ordnungszahl 68Z
Atommasse 167.259u
Valenzelektronen 2
Elektronenkonfiguration 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12
Dichte
9.07g/cm³
Schmelzpunkt
1529°C
Häufigkeit in der Erdkruste
3.5ppm
Jahresproduktion
—
Recyclingrate
1%(Sehr niedrige Recyclingrate; Rückgewinnung aus optischen Fasern)

Warum es verwendet wird

Erbium hat eine einzigartige Kombination von drei 4f-Elektronen, die eine Reihe von schmalbandigen Emissionslinien erzeugen, die den sichtbaren und nahen Infrarotbereich abdecken. Die 1550-nm-Emission von Erbium passt genau zum verlustärmsten Wellenlängenfenster von Siliziumlichtfasern – dies ermöglichte Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFAs), die die Telekommunikation revolutionierten.

Anwendungen

Fiber amplifiersGlass coloring

Anwendungen im DetailVerwendung des Elements und seiner Verbindungen

Hauptverwendungen des Elements

Erbium ist ein Schlüsselelement, das der modernen Glasfaserkommunikation zugrunde liegt. Der Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) nutzt die stimulierte Emission von Erbium-Ionen im 1550-nm-Kommunikationsfenster, um das optische Signal innerhalb der Glasfaserverbindung selbst direkt zu dämpfen und zu verstärken, wodurch der traditionelle optisch-elektrisch-optische Repeater entfällt; genau dieser Verstärker hat die kostengünstige Verlegung transozeanischer Glasfaser-Backbones und Unterseekabel möglich gemacht. In Lasern emittieren Erbium-dotierte Glaslaser nahes Infrarotlicht um 1,54 µm; diese Wellenlänge ist augensicher, sodass sie sich für Laserentfernungsmessung, Umweltüberwachung und militärische augensichere Laser eignet. Erbium ist zudem ein klassischer Glasfarbstoff: Erbiumoxid verleiht Glas und Porzellan einen weichen Rosa-Ton, verwendet in imitiertem Rubin Glas, farbigem Kunstglas und Geschirrglasuren. In der Metallurgie wirken kleine Erbium-Zusätze als Desoxidationsmittel und Gefügefeinerer in Titan- und Vanadiumlegierungen und verbessern deren Hochtemperatureigenschaften.

Wichtige Verbindungen und ihre Verwendung

Er2O3 (Erbium(III)-oxid) ist das wichtigste Oxid des Erbiums. Es ist ein rosafarbenes Pulver und der Kernrohstoff für die Herstellung Erbium-dotierter Fasern, Lasergläser und rosa Glasfarbstoffe; es wird zudem in Keramikglasuren und als elektronisch-keramischer Zusatz verwendet. ErCl3 (Erbiumtrichlorid) ist ein Zwischenprodukt im Extraktions- und Trennflussbild, verwendet für die elektrolytische Herstellung von Erbiummetall und die Synthese von Erbium-organometallischen Vorläufern. Er:Glas ist Erbium-dotiertes Glas, in das einige Tausendstel dreiwertiger Erbium-Ionen gleichmäßig in eine Silikat- oder Fluorphosphat-Glasmatrix eingebracht sind; es ist sowohl das Kernmaterial der Faserverstärker als auch das Arbeitsmedium augensicherer Laser. Seine Fähigkeit, das 1550-nm-Optische Signal zu verstärken, beruht genau auf den einzigartigen Atom Eigenschaften des Erbium-Ions: einem langen metastabilen Niveau und einem geeigneten Querschnitt für stimulierte Emission.

Elementgeschichte

Entdeckt 1843 von Mosander. Kommt natürlich nur gebunden vor, hauptsächlich als Monazit und Bastnäsit.

Verwandte Elemente

La · Lanthan Ce · Cer Pr · Praseodym Nd · Neodym Pm · Promethium Sm · Samarium Eu · Europium Gd · Gadolinium

Häufige FragenLong-Tail-Fragen · datenbasiert

Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Erbium?
1529 °C
Wie hoch ist der Siedepunkt von Erbium?
2868 °C
Wie hoch ist die Dichte von Erbium?
9.07 g/cm³
Welche Ordnungszahl und Kategorie hat Erbium?
68 · Lanthanid (Seltenerde)
Aus welchem Mineral wird Erbium hauptsächlich gewonnen?
Xenotim
Wofür wird Erbium hauptsächlich verwendet?
Erbium hat eine einzigartige Kombination von drei 4f-Elektronen, die eine Reihe von schmalbandigen Emissionslinien erzeugen, die den sichtbaren und nahen Infrarotbereich abdecken. Die 1550-nm-Emission von Erbium passt ge
Wer hat Erbium wann entdeckt?
Carl Gustaf Mosander · 1843