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ANWENDUNGSGEBIETE

Seine Hauptanwendung findet Erbium in der Glasindustrie, wo es zur Erzeugung infrarot-absorbierender Gläser eingesetzt wird. Als Laser wird das Element auch in der Nuklearmedizin verwendet, in der Zahnmedizin dient es zur Herstellung von Vollkeramiken. In der Kerntechnik setzt man das Seltenerdelement als Neutronenabsorber ein. Außerdem wird es in Katalysatoren verbaut.

Festkörperlaser;
als Beta-Strahler in der Nuklearmedizin (Behandlung von Gelenkerkrankungen);
optische Verstärker;
Herstellung von Katalysatoren;
Politur von Glas.

Die Gewinnung von Erbium

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Erbiumbegleiter wird das Oxid mit Fluorwasserstoff zum Erbiumfluorid umgesetzt. Anschließend wird mit Calcium unter Bildung von Calciumfluorid zum metallischen Erbium reduziert. Abtrennung verbleibender Calciumreste und Verunreinigungen erfolgen in einer zusätzlichen Umschmelzung im Vakuum.

Besonderheiten

Das silberweiß glänzende Metall der seltenen Erden ist schmiedbar, aber auch ziemlich spröde. In Luft läuft Erbium grau an, ist dann aber recht beständig. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid Er2O3. Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

Erbium Verwendung

Erbium 3+ Ionen haben optische Eigenschaften, die die meisten Anwendungen des Elements ausmachen. Erbium-dotierte Gläser und Kristalle werden als Laserverstärkungsmedien, Glasfasern und Verstärker in faseroptischen Kommunikationssystemen verwendet. Erbium-Laser werden auch häufig in der Medizin, Dermatologie und Dentaltechnik eingesetzt, und stärkere Erbium-Ytterbium-Laser werden beim Metallschneiden und Schweißen eingesetzt. Die gleichen unterschiedlichen Absorptions- und Emissionsspektren, die Erbium für funktionelle optische Anwendungen nützlich machen, ergeben die deutliche Rosafärbung von Erbium 3+-Verbindungen, so dass Erbium auch ästhetisch als Farbstoff für Gläser, Keramiken und Zirkoniumdioxid verwendet werden kann.

Neben seinen optischen Eigenschaften ist Erbium nützlich für seine Fähigkeit, freie Neutronen leicht aufzunehmen, was es für den Einsatz in Steuerstäben in Kernreaktoren geeignet macht. Darüber hinaus werden Erbiumlegierungen wegen ihrer hohen spezifischen Wärmekapazität in Kryokühlern für den Einsatz bei flüssigen Heliumtemperaturen verwendet.

Erbium-dotierte Lichtwellenleiter werden für optische Verstärker verwendet, die in der Lage sind, ein Lichtsignal zu verstärken, ohne es zuvor in ein elektrisches Signal zu wandeln. Gold als Wirtsmaterial dotiert mit einigen hundert ppm Erbium wird als Sensormaterial magnetischer Kalorimeter zur hochauflösenden Teilchendetektion in der Physik und Technik verwendet.

Erbium wird neben anderen Selten-Erd-Elementen wie Neodym oder Holmium zur Dot

Fiberglassoptik durch Erbium

ierung von Laserkristallen in Festkörperlasern eingesetzt. Der Er:YAG-Laser wird hauptsächlich in der Humanmedizin eingesetzt. Er hat eine Wellenlänge von 2940 nm und damit eine extrem hohe Absorption im Gewebewasser von ca. 12000 pro cm. Es kommt zur schlagartigen Verdampfung und damit zur Photoablation von Gewebe in dünnen Schichten. Er eignet sich zur Abtragung einer Vielzahl von gutartigen Hautveränderungen. Eine Biopsie ist zuvor vorgeschrieben, um Malignität auszuschließen. Abladierte Melanome stehen beispielsweise im dringenden Verdacht, durch bei der Ablation abgelöste Zellen über die Blutbahn Metastasen zu bilden.

Ebenso wird er in der Bearbeitung von Hartgeweben wie Knochen, Zahnschmelz und Dentin (gesund und kariös) eingesetzt. Ein weiterer erbiumbasierter Laser ist der Er,Cr:YSGG-Laser, der eine etwas geringere Wellenlänge von 2790 nm besitzt, aber die gleichen medizinischen bzw. zahnmedizinischen Indikationen bedient.

Symbol: Er

Ordnungszahl: 68

Elektronenkonfiguration: [Xe] 4f126s2

Atommasse: 167,259 u

Elektronen pro Schale: 2,8,18,30,8,2

Schmelzpunkt: 1.529 °C

CAS-Nummer: 7440-52-0

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