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Erbium
Er 68

Erbium Erbium

L'erbium est un élément chimique de symbole Er et de numéro atomique 68. C'est un métal de terre rare blanc argenté et mou. L'application industrielle la plus importante réside dans les amplificateurs à fibre optique – la fibre de silice dopée à l'erbium est le composant central des réseaux de communication mondiaux pour amplifier les signaux (environ 95% du trafic de communication international passe par de tels amplificateurs).

Lanthanide (terre rare) blanc argenté
Numéro atomique 68Z
Masse atomique 167.259u
Électrons de valence 2
Configuration électronique 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f12
Densité
9.07g/cm³
Point de fusion
1529°C
Abondance dans la croûte
3.5ppm
Production annuelle
Taux de recyclage
1%(Très faible taux de recyclage ; récupéré depuis les fibres optiques

Pourquoi l'utiliser

L'erbium possède une combinaison unique de trois électrons 4f qui produisent une série de raies d'émission à bande étroite couvrant le visible et le proche infrarouge. L'émission à 1 550 nm de l'erbium correspond exactement à la fenêtre de longueur d'onde à perte minimale des fibres optiques en silice — permettant les amplificateurs à fibre dopés à l'erbium (EDFA) qui ont révolutionné les télécommunications.

Applications

Fiber amplifiersGlass coloring

Applications en détailUtilisations de l'élément et de ses composés

Principaux usages de l'élément

L'erbium est un élément clé qui sous-tend les communications modernes par fibre optique. L'amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) exploite l'émission stimulée des ions erbium dans la fenêtre de communication à 1550 nm pour atténuer-amplifier directement le signal optique au sein même de la liaison à fibre optique, supprimant le répéteur traditionnel optique-électrique-optique ; c'est précisément cet amplificateur qui a rendu possible le pose à bas coût des dorsales de fibres transocéaniques et des câbles sous-marins. Dans les lasers, les lasers à verre dopé à l'erbium émettent une lumière infrarouge proche autour de 1,54 µm ; cette longueur d'onde est sans danger pour l'œil, la rendant propre à la télémétrie laser, la surveillance environnementale et les lasers militaires sans danger pour l'œil. L'erbium est aussi un colorant de verre classique : l'oxyde d'erbium confère au verre et à la porcelaine une teinte rose douce, utilisé dans le verre imitant le rubis, le verre d'art coloré et les émaux de vaisselle. En métallurgie, de faibles additions d'erbium agissent comme désoxydants et affineurs de grains dans les alliages de titane et de vanadium, en améliorant les propriétés à haute température.

Principaux composés et leurs usages

Er2O3 (oxyde d'erbium(III)) est le principal oxyde de l'erbium. C'est une poudre rose et la matière première centrale de la préparation des fibres dopées à l'erbium, des verres laser et des colorants de verre rose ; il est aussi employé dans les émaux céramiques et comme additif de céramique électronique. ErCl3 (trichlorure d'erbium) est un intermédiaire du schéma d'extraction et de séparation, utilisé pour la production électrolytique du métal erbium et la synthèse de précurseurs organométalliques d'erbium. Er:verre est le verre dopé à l'erbium, dans lequel quelques millièmes d'ions erbium trivalent sont incorporés uniformément dans une matrice de verre au silicate ou fluorophosphate ; c'est à la fois le matériau central des amplificateurs à fibre et le milieu de travail des lasers sans danger pour l'œil. Sa capacité à amplifier le signal optique à 1550 nm repose précisément sur les propriétés atomiques uniques de l'ion erbium : un niveau métastable long et une section efficace d'émission stimulée adaptée.

Histoire de l'élément

Détecté spectroscopiquement en 1843 par Carl Gustaf Mosander lorsqu'il a fractionné des préparations d'yttrium en yttrium, erbium et terbium. Isolé sous forme de métal pur en 1934. Actuellement récupéré à partir de minerais de monazite et de xénotime. Son importance primaire a émergé avec la technologie des amplificateurs à fibre optique dans les années 1980-90.

Éléments apparentés

La · Lanthane Ce · Cérium Pr · Praséodyme Nd · Néodyme Pm · Prométhium Sm · Samarium Eu · Europium Gd · Gadolinium

Questions fréquentesQuestions longue traîne · basées sur les données

Quel est le point de fusion de Erbium ?
1529 °C
Quel est le point d'ébullition de Erbium ?
2868 °C
Quelle est la densité de Erbium ?
9.07 g/cm³
Quels sont le numéro atomique et la catégorie de Erbium ?
68 · Lanthanide (terre rare)
De quel minerai Erbium est-il principalement extrait ?
xénotime
Quels sont les principaux usages de Erbium ?
L'erbium possède une combinaison unique de trois électrons 4f qui produisent une série de raies d'émission à bande étroite couvrant le visible et le proche infrarouge. L'émission à 1 550 nm de l'erbium correspond exactem
Qui a découvert Erbium et quand ?
Carl Gustaf Mosander · 1843