જાદુઈ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ: ટર્બિયમ

ટર્બિયમભારે દુર્લભ પૃથ્વીની શ્રેણીમાં આવે છે, પૃથ્વીના પોપડામાં માત્ર 1.1 પીપીએમ પર ઓછી વિપુલતા સાથે.ટર્બિયમ ઓક્સાઇડકુલ દુર્લભ પૃથ્વીના 0.01% કરતા ઓછા હિસ્સો ધરાવે છે. ઉચ્ચ યટ્રીયમ આયન પ્રકારના ભારે દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્કમાં પણ ટર્બિયમની સૌથી વધુ સામગ્રી સાથે, ટર્બિયમની સામગ્રી કુલના 1.1-1.2% જેટલી જ છે.દુર્લભ પૃથ્વી, સૂચવે છે કે તે "ઉમદા" શ્રેણીની છેદુર્લભ પૃથ્વીતત્વો 1843 માં ટેર્બિયમની શોધ થયા પછી 100 થી વધુ વર્ષો સુધી, તેની અછત અને મૂલ્ય લાંબા સમયથી તેના વ્યવહારિક ઉપયોગને અટકાવે છે. તે માત્ર છેલ્લા 30 વર્ષોમાં છેટર્બિયમપોતાની આગવી પ્રતિભા બતાવી છે.

શોધ ઇતિહાસ

સ્વીડિશ રસાયણશાસ્ત્રી કાર્લ ગુસ્તાફ મોસાન્ડરે 1843માં ટર્બિયમની શોધ કરી. તેણે તેની અશુદ્ધિઓ શોધી કાઢી.યટ્રીયમ ઓક્સાઇડઅનેY2O3. યટ્રીયમસ્વીડનના ઇટબી ગામ પરથી નામ આપવામાં આવ્યું છે. આયન વિનિમય તકનીકના ઉદભવ પહેલાં, ટેર્બિયમ તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ નહોતું.

મોસેન્ડર પ્રથમ વિભાજિતયટ્રીયમ ઓક્સાઇડત્રણ ભાગોમાં, બધા અયસ્કના નામ પર રાખવામાં આવ્યા છે:યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ, એર્બિયમ ઓક્સાઇડ, અનેટેર્બિયમ ઓક્સાઇડ. ટર્બિયમ ઓક્સાઇડમૂળરૂપે ગુલાબી ભાગથી બનેલો હતો, જે તત્વ હવે તરીકે ઓળખાય છે તેના કારણેએર્બિયમ. એર્બિયમ ઓક્સાઇડ(જેને આપણે હવે ટર્બિયમ કહીએ છીએ તે સહિત) મૂળ દ્રાવણનો રંગહીન ભાગ હતો. આ તત્વના અદ્રાવ્ય ઓક્સાઇડને બ્રાઉન ગણવામાં આવે છે.

પાછળથી કામદારોને નાના રંગહીન અવલોકન કરવું મુશ્કેલ લાગ્યુંએર્બિયમ ઓક્સાઇડ", પરંતુ દ્રાવ્ય ગુલાબી ભાગને અવગણી શકાય નહીં. ના અસ્તિત્વ અંગેની ચર્ચાએર્બિયમ ઓક્સાઇડવારંવાર બહાર આવ્યું છે. અરાજકતામાં, મૂળ નામ ઉલટાવી દેવામાં આવ્યું હતું અને નામોનું વિનિમય અટકી ગયું હતું, તેથી ગુલાબી ભાગનો આખરે એર્બિયમ ધરાવતા ઉકેલ તરીકે ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો હતો (સોલ્યુશનમાં, તે ગુલાબી હતો). હવે એવું માનવામાં આવે છે કે જે કામદારો સોડિયમ ડાયસલ્ફાઇડ અથવા પોટેશિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ કરે છે તેઓ સીરિયમ ડાયોક્સાઇડ દૂર કરે છે.યટ્રીયમ ઓક્સાઇડઅજાણતા વળોટર્બિયમઅવક્ષેપ ધરાવતા સેરિયમમાં. હાલમાં' તરીકે ઓળખાય છેટર્બિયમ', મૂળના માત્ર 1%યટ્રીયમ ઓક્સાઇડહાજર છે, પરંતુ આ હળવા પીળા રંગને પ્રસારિત કરવા માટે પૂરતું છેયટ્રીયમ ઓક્સાઇડ. તેથી,ટર્બિયમએક ગૌણ ઘટક છે જે શરૂઆતમાં તેને સમાવે છે, અને તે તેના નજીકના પડોશીઓ દ્વારા નિયંત્રિત છે,ગેડોલિનિયમઅનેડિસપ્રોસિયમ.

પછીથી, જ્યારે પણ અન્યદુર્લભ પૃથ્વીઓક્સાઇડના પ્રમાણને ધ્યાનમાં લીધા વિના, આ મિશ્રણમાંથી તત્વોને અલગ કરવામાં આવ્યા હતા, ટર્બિયમનું નામ છેલ્લે સુધી જાળવી રાખવામાં આવ્યું હતું, બ્રાઉન ઓક્સાઇડટર્બિયમશુદ્ધ સ્વરૂપમાં પ્રાપ્ત થયું હતું. 19મી સદીમાં સંશોધકોએ તેજસ્વી પીળા અથવા લીલા નોડ્યુલ્સ (III) નું અવલોકન કરવા માટે અલ્ટ્રાવાયોલેટ ફ્લોરોસેન્સ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો ન હતો, જેના કારણે ઘન મિશ્રણ અથવા ઉકેલોમાં ટર્બિયમને ઓળખવાનું સરળ બન્યું હતું.

ઇલેક્ટ્રોન રૂપરેખાંકન

ઇલેક્ટ્રોનિક લેઆઉટ:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9

ની ઇલેક્ટ્રોનિક વ્યવસ્થાટર્બિયમ[Xe] 6s24f9 છે. સામાન્ય રીતે, પરમાણુ ચાર્જ વધુ આયનીકરણ કરવા માટે ખૂબ મોટો બને તે પહેલાં માત્ર ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરી શકાય છે. જો કે, ના કિસ્સામાંટર્બિયમ, અર્ધ ભરેલટર્બિયમફ્લોરિન ગેસ જેવા ખૂબ જ મજબૂત ઓક્સિડન્ટની હાજરીમાં ચોથા ઇલેક્ટ્રોનના વધુ આયનીકરણ માટે પરવાનગી આપે છે.

ધાતુ

ટર્બિયમએક ચાંદીની સફેદ દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુ છે જેમાં નરમાઈ, કઠિનતા અને નરમાઈ છે જેને છરી વડે કાપી શકાય છે. ગલનબિંદુ 1360 ℃, ઉત્કલન બિંદુ 3123 ℃, ઘનતા 8229 4kg/m3. પ્રારંભિક લેન્થેનાઇડ તત્વોની તુલનામાં, તે હવામાં પ્રમાણમાં સ્થિર છે. લેન્થેનાઇડ તત્વોનું નવમું તત્વ, ટેર્બિયમ, એક અત્યંત ચાર્જ થયેલ ધાતુ છે જે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજન ગેસ બનાવે છે.

પ્રકૃતિમાં,ટર્બિયમફોસ્ફરસ સેરિયમ થોરિયમ રેતી અને સિલિકોન બેરિલિયમ યટ્રીયમ ઓરમાં ઓછી માત્રામાં હાજર મુક્ત તત્વ ક્યારેય જોવા મળ્યું નથી.ટર્બિયમસામાન્ય રીતે 0.03% ટેર્બિયમ સામગ્રી સાથે, મોનાઝાઇટ રેતીમાં અન્ય દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો સાથે સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે. અન્ય સ્ત્રોતોમાં યટ્રીયમ ફોસ્ફેટ અને રેર અર્થ ગોલ્ડનો સમાવેશ થાય છે, જે બંને ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ છે જેમાં 1% ટેર્બિયમ હોય છે.

અરજી

ની અરજીટર્બિયમમોટાભાગે ઉચ્ચ તકનીકી ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે, જે ટેકનોલોજી સઘન અને જ્ઞાન સઘન અત્યાધુનિક પ્રોજેક્ટ્સ છે, તેમજ આકર્ષક વિકાસની સંભાવનાઓ સાથે નોંધપાત્ર આર્થિક લાભો ધરાવતા પ્રોજેક્ટ્સ છે.

મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં શામેલ છે:

(1) મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વીના સ્વરૂપમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેનો ઉપયોગ કૃષિ માટે દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજન ખાતર અને ફીડ એડિટિવ તરીકે થાય છે.

(2) ત્રણ પ્રાથમિક ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં લીલા પાવડર માટે એક્ટિવેટર. આધુનિક ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સામગ્રીમાં ફોસ્ફોર્સના ત્રણ મૂળભૂત રંગોનો ઉપયોગ જરૂરી છે, જેમ કે લાલ, લીલો અને વાદળી, જેનો ઉપયોગ વિવિધ રંગોને સંશ્લેષણ કરવા માટે થઈ શકે છે. અનેટર્બિયમઘણા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં અનિવાર્ય ઘટક છે.

(3) મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ સ્ટોરેજ સામગ્રી તરીકે વપરાય છે. આકારહીન મેટલ ટર્બિયમ ટ્રાન્ઝિશન મેટલ એલોય પાતળી ફિલ્મોનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ડિસ્ક બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો છે.

(4) મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ગ્લાસનું ઉત્પાદન. લેસર ટેક્નોલોજીમાં રોટેટર્સ, આઇસોલેટર અને સર્ક્યુલેટર બનાવવા માટે ટર્બિયમ ધરાવતો ફેરાડે રોટેટરી ગ્લાસ એ મુખ્ય સામગ્રી છે.

(5) ટેર્બિયમ ડિસપ્રોસિયમ ફેરોમેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ એલોય (ટેરફેનોલ) ના વિકાસ અને વિકાસે ટેર્બિયમ માટે નવી એપ્લિકેશનો ખોલી છે.

ખેતી અને પશુપાલન માટે

દુર્લભ પૃથ્વીટર્બિયમપાકની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે અને ચોક્કસ સાંદ્રતા શ્રેણીમાં પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો કરી શકે છે. ટર્બિયમના સંકુલમાં ઉચ્ચ જૈવિક પ્રવૃત્તિ હોય છે, અને ટર્નરી સંકુલમાંટર્બિયમ, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, વ્યાપક-સ્પેક્ટ્રમ એન્ટિબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મો સાથે, સ્ટેફાયલોકોકસ ઓરીયસ, બેસિલસ સબટીલીસ અને એસ્ચેરીચીયા કોલી પર સારી એન્ટિબેક્ટેરિયલ અને બેક્ટેરિયાનાશક અસરો ધરાવે છે. આ સંકુલનો અભ્યાસ આધુનિક બેક્ટેરિયાનાશક દવાઓ માટે નવી સંશોધન દિશા પ્રદાન કરે છે.

લ્યુમિનેસેન્સના ક્ષેત્રમાં વપરાય છે

આધુનિક ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સામગ્રીમાં ફોસ્ફોર્સના ત્રણ મૂળભૂત રંગોનો ઉપયોગ જરૂરી છે, જેમ કે લાલ, લીલો અને વાદળી, જેનો ઉપયોગ વિવિધ રંગોને સંશ્લેષણ કરવા માટે થઈ શકે છે. અને ઘણા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં ટર્બિયમ એક અનિવાર્ય ઘટક છે. જો રેર અર્થ કલર ટીવીના જન્મથી લાલ ફ્લોરોસન્ટ પાવડરની માંગમાં વધારો થયો છેયટ્રીયમઅનેયુરોપીયમ, પછી લેમ્પ માટે રેર અર્થ ત્રણ પ્રાથમિક રંગના લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડર દ્વારા ટેર્બિયમના ઉપયોગ અને વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવામાં આવ્યું છે. 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, ફિલિપ્સે વિશ્વના પ્રથમ કોમ્પેક્ટ ઊર્જા-બચત ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પની શોધ કરી અને ઝડપથી વૈશ્વિક સ્તરે તેનો પ્રચાર કર્યો. Tb3+આયન 545nmની તરંગલંબાઇ સાથે લીલો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરી શકે છે અને લગભગ તમામ દુર્લભ પૃથ્વી લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરનો ઉપયોગ કરે છે.ટર્બિયમ, એક એક્ટિવેટર તરીકે.

કલર ટીવી કેથોડ રે ટ્યુબ (સીઆરટી) માટે વપરાતો લીલો ફ્લોરોસન્ટ પાવડર હંમેશા મુખ્યત્વે સસ્તા અને કાર્યક્ષમ ઝિંક સલ્ફાઇડ પર આધારિત છે, પરંતુ ટેર્બિયમ પાવડર હંમેશા પ્રોજેક્શન કલર ટીવી ગ્રીન પાવડર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે Y2SiO5: Tb3+, Y3 (Al, 2017). Ga) 5O12: Tb3+, અને LaOBr: Tb3+. મોટી સ્ક્રીન હાઇ-ડેફિનેશન ટેલિવિઝન (HDTV) ના વિકાસ સાથે, CRT માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડર પણ વિકસાવવામાં આવી રહ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇબ્રિડ ગ્રીન ફ્લોરોસન્ટ પાવડર વિદેશમાં વિકસાવવામાં આવ્યો છે, જેમાં Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb3+, LaOCl: Tb3+, અને Y2SiO5: Tb3+ છે, જે ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા પર ઉત્તમ લ્યુમિનેસેન્સ કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે.

પરંપરાગત એક્સ-રે ફ્લોરોસન્ટ પાવડર કેલ્શિયમ ટંગસ્ટેટ છે. 1970 અને 1980 ના દાયકામાં, સંવેદનાત્મક સ્ક્રીનો માટે દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરોસન્ટ પાવડર વિકસાવવામાં આવ્યા હતા, જેમ કેટર્બિયમ,સક્રિય લેન્થેનમ સલ્ફાઇડ ઓક્સાઇડ, ટર્બિયમ સક્રિય લેન્થેનમ બ્રોમાઇડ ઓક્સાઇડ (લીલી સ્ક્રીન માટે), અને ટર્બિયમ સક્રિય યટ્રિયમ સલ્ફાઇડ ઓક્સાઇડ. કેલ્શિયમ ટંગસ્ટેટની તુલનામાં, દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરોસન્ટ પાવડર દર્દીઓ માટે એક્સ-રે ઇરેડિયેશનનો સમય 80% ઘટાડી શકે છે, એક્સ-રે ફિલ્મોનું રિઝોલ્યુશન સુધારી શકે છે, એક્સ-રે ટ્યુબનું આયુષ્ય લંબાવી શકે છે અને ઊર્જાનો વપરાશ ઘટાડી શકે છે. તબીબી એક્સ-રે એન્હાન્સમેન્ટ સ્ક્રીનો માટે ટેર્બિયમનો ઉપયોગ ફ્લોરોસન્ટ પાવડર એક્ટિવેટર તરીકે પણ થાય છે, જે ઓપ્ટિકલ ઈમેજીસમાં એક્સ-રે રૂપાંતરણની સંવેદનશીલતાને મોટા પ્રમાણમાં સુધારી શકે છે, એક્સ-રે ફિલ્મોની સ્પષ્ટતા સુધારી શકે છે અને એક્સ-રેના એક્સપોઝર ડોઝને ઘટાડી શકે છે. માનવ શરીરમાં કિરણો (50% થી વધુ).

ટર્બિયમનવી સેમિકન્ડક્ટર લાઇટિંગ માટે વાદળી પ્રકાશ દ્વારા ઉત્સાહિત સફેદ LED ફોસ્ફરમાં એક્ટિવેટર તરીકે પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેનો ઉપયોગ ટર્બિયમ એલ્યુમિનિયમ મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ક્રિસ્ટલ ફોસ્ફોર્સ બનાવવા માટે કરી શકાય છે, વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડનો ઉપયોગ ઉત્તેજના પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે કરી શકાય છે અને ઉત્તેજના પ્રકાશ સાથે જનરેટ થયેલ ફ્લોરોસેન્સ શુદ્ધ સફેદ પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે મિશ્રિત થાય છે.

ટર્બિયમમાંથી બનેલી ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રીમાં મુખ્યત્વે ઝીંક સલ્ફાઇડ ગ્રીન ફ્લોરોસન્ટ પાવડરનો સમાવેશ થાય છે.ટર્બિયમએક્ટિવેટર તરીકે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઇરેડિયેશન હેઠળ, ટર્બિયમના કાર્બનિક સંકુલ મજબૂત લીલો ફ્લોરોસેન્સ ઉત્સર્જન કરી શકે છે અને પાતળા ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. ના અભ્યાસમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ હોવા છતાંદુર્લભ પૃથ્વીકાર્બનિક જટિલ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ પાતળી ફિલ્મો, વ્યવહારિકતામાં હજુ પણ ચોક્કસ અંતર છે, અને દુર્લભ પૃથ્વી કાર્બનિક જટિલ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ પાતળી ફિલ્મો અને ઉપકરણો પર સંશોધન હજુ પણ ઊંડાણમાં છે.

ટર્બિયમની ફ્લોરોસેન્સ લાક્ષણિકતાઓનો ઉપયોગ ફ્લોરોસેન્સ પ્રોબ તરીકે પણ થાય છે. ઓફલોક્સાસીન ટેર્બિયમ (Tb3+) કોમ્પ્લેક્સ અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (DNA) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ ફ્લોરોસેન્સ અને શોષણ સ્પેક્ટ્રાનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યો હતો, જેમ કે ઓફલોક્સાસીન ટેર્બિયમ (Tb3+) ની ફ્લોરોસેન્સ પ્રોબ. પરિણામો દર્શાવે છે કે ofloxacin Tb3+પ્રોબ ડીએનએ પરમાણુઓ સાથે ગ્રુવ બાઈન્ડિંગ બનાવી શકે છે, અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ નોંધપાત્ર રીતે ઓફલોક્સાસીન Tb3+સિસ્ટમના ફ્લોરોસેન્સને વધારી શકે છે. આ ફેરફારના આધારે, ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ નક્કી કરી શકાય છે.

મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ સામગ્રી માટે

ફેરાડે અસર ધરાવતી સામગ્રી, જેને મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સામગ્રી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે લેસર અને અન્ય ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ સામગ્રીના બે સામાન્ય પ્રકારો છે: મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ક્રિસ્ટલ્સ અને મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ. તેમાંથી, મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સ્ફટિકો (જેમ કે યટ્રીયમ આયર્ન ગાર્નેટ અને ટેર્બિયમ ગેલિયમ ગાર્નેટ) એડજસ્ટેબલ ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી અને ઉચ્ચ થર્મલ સ્થિરતાના ફાયદા ધરાવે છે, પરંતુ તે ખર્ચાળ અને ઉત્પાદન મુશ્કેલ છે. વધુમાં, ઉચ્ચ ફેરાડે પરિભ્રમણ ખૂણાવાળા ઘણા મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સ્ફટિકો ટૂંકા તરંગ શ્રેણીમાં ઉચ્ચ શોષણ ધરાવે છે, જે તેમના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે. મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ક્રિસ્ટલ્સની તુલનામાં, મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ગ્લાસમાં ઉચ્ચ ટ્રાન્સમિટન્સનો ફાયદો છે અને તે મોટા બ્લોક્સ અથવા ફાઇબરમાં બનાવવામાં સરળ છે. હાલમાં, ઉચ્ચ ફેરાડે અસરવાળા મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ ચશ્મા મુખ્યત્વે દુર્લભ પૃથ્વી આયન ડોપ્ડ ચશ્મા છે.

મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ સ્ટોરેજ સામગ્રી માટે વપરાય છે

તાજેતરના વર્ષોમાં, મલ્ટીમીડિયા અને ઓફિસ ઓટોમેશનના ઝડપી વિકાસ સાથે, નવી ઉચ્ચ-ક્ષમતાવાળી ચુંબકીય ડિસ્કની માંગ વધી રહી છે. આકારહીન મેટલ ટર્બિયમ ટ્રાન્ઝિશન મેટલ એલોય પાતળી ફિલ્મોનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ડિસ્ક બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. તેમાંથી, TbFeCo એલોય પાતળી ફિલ્મ શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન ધરાવે છે. ટર્બિયમ આધારિત મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સામગ્રીઓનું મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું છે, અને તેમાંથી બનાવેલ મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ ડિસ્કનો ઉપયોગ કોમ્પ્યુટર સ્ટોરેજ ઘટકો તરીકે થાય છે, જેમાં સ્ટોરેજ ક્ષમતા 10-15 ગણી વધી છે. તેમની પાસે મોટી ક્ષમતા અને ઝડપી એક્સેસ સ્પીડના ફાયદા છે અને જ્યારે હાઇ-ડેન્સિટી ઓપ્ટિકલ ડિસ્કનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે તેને હજારો વખત લૂછી અને કોટ કરી શકાય છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રોનિક માહિતી સંગ્રહ ટેકનોલોજીમાં મહત્વપૂર્ણ સામગ્રી છે. દૃશ્યમાન અને નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સામગ્રી એ ટેર્બિયમ ગેલિયમ ગાર્નેટ (TGG) સિંગલ ક્રિસ્ટલ છે, જે ફેરાડે રોટેટર અને આઇસોલેટર બનાવવા માટે શ્રેષ્ઠ મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સામગ્રી છે.

મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ માટે

ફેરાડે મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ દૃશ્યમાન અને ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશોમાં સારી પારદર્શિતા અને આઇસોટ્રોપી ધરાવે છે અને તે વિવિધ જટિલ આકારો બનાવી શકે છે. મોટા કદના ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવું સરળ છે અને તેને ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં ખેંચી શકાય છે. તેથી, તે મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો જેમ કે મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ આઇસોલેટર, મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટર્સ અને ફાઈબર ઓપ્ટિક કરંટ સેન્સર્સમાં વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ ધરાવે છે. તેની વિશાળ ચુંબકીય ક્ષણ અને દૃશ્યમાન અને ઇન્ફ્રારેડ શ્રેણીમાં નાના શોષણ ગુણાંકને લીધે, Tb3+ આયનો સામાન્ય રીતે મેગ્નેટો ઓપ્ટિકલ ચશ્મામાં દુર્લભ પૃથ્વી આયનો બની ગયા છે.

ટર્બિયમ ડિસપ્રોસિયમ ફેરોમેગ્નેટોસ્ટ્રેક્ટિવ એલોય

20મી સદીના અંતમાં, વિશ્વની તકનીકી ક્રાંતિના સતત ઊંડાણ સાથે, નવી દુર્લભ પૃથ્વી એપ્લિકેશન સામગ્રીઓ ઝડપથી ઉભરી રહી હતી. 1984માં, આયોવા સ્ટેટ યુનિવર્સિટી, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીની એમ્સ લેબોરેટરી અને યુએસ નેવી સરફેસ વેપન્સ રિસર્ચ સેન્ટર (જેમાંથી પાછળથી સ્થપાયેલ એજ ટેક્નોલોજી કોર્પોરેશન (ET REMA)ના મુખ્ય કર્મચારીઓ આવ્યા) એ નવી દુર્લભ વિકાસ માટે સહયોગ કર્યો. પૃથ્વી બુદ્ધિશાળી સામગ્રી, એટલે કે ટર્બિયમ ડિસપ્રોસિયમ ફેરોમેગ્નેટિક મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ સામગ્રી. આ નવી બુદ્ધિશાળી સામગ્રી ઝડપથી વિદ્યુત ઉર્જાને યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. આ વિશાળ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ મટિરિયલથી બનેલા અંડરવોટર અને ઈલેક્ટ્રો-એકોસ્ટિક ટ્રાન્સડ્યુસર્સ નેવલ ઈક્વિપમેન્ટ, ઓઈલ વેલ ડિટેક્શન સ્પીકર્સ, નોઈઝ અને વાઈબ્રેશન કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ અને ઓશન એક્સપ્લોરેશન અને અંડરગ્રાઉન્ડ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં સફળતાપૂર્વક ગોઠવવામાં આવ્યા છે. તેથી, ટર્બિયમ ડિસ્પ્રોસિયમ આયર્ન વિશાળ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ સામગ્રીનો જન્મ થતાંની સાથે જ તેને વિશ્વભરના ઔદ્યોગિક દેશો દ્વારા વ્યાપક ધ્યાન આપવામાં આવ્યું. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં એજ ટેક્નોલોજીઓએ 1989માં ટેર્બિયમ ડિસ્પ્રોસિયમ આયર્ન વિશાળ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવાનું શરૂ કર્યું અને તેને ટેર્ફેનોલ ડી નામ આપ્યું. ત્યારબાદ, સ્વીડન, જાપાન, રશિયા, યુનાઇટેડ કિંગડમ અને ઑસ્ટ્રેલિયાએ પણ ટર્બિયમ ડિસ્પ્રોસિયમ આયર્ન વિશાળ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ સામગ્રી વિકસાવી.

યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં આ સામગ્રીના વિકાસના ઇતિહાસમાંથી, સામગ્રીની શોધ અને તેના પ્રારંભિક એકાધિકારિક કાર્યક્રમો બંને સીધા જ લશ્કરી ઉદ્યોગ (જેમ કે નૌકાદળ) સાથે સંબંધિત છે. જોકે ચીનના સૈન્ય અને સંરક્ષણ વિભાગો ધીમે ધીમે આ સામગ્રી વિશે તેમની સમજણને મજબૂત કરી રહ્યા છે. જો કે, ચીનની વ્યાપક રાષ્ટ્રીય તાકાતમાં નોંધપાત્ર વૃદ્ધિ સાથે, 21મી સદીની લશ્કરી સ્પર્ધાત્મક વ્યૂહરચના હાંસલ કરવાની અને સાધનસામગ્રીના સ્તરમાં સુધારો કરવાની માંગ ચોક્કસપણે ખૂબ જ તાકીદની હશે. તેથી, સૈન્ય અને રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ વિભાગો દ્વારા ટર્બિયમ ડિસ્પ્રોસિયમ આયર્ન વિશાળ ચુંબકીય સામગ્રીનો વ્યાપક ઉપયોગ એ ઐતિહાસિક જરૂરિયાત હશે.

ટૂંકમાં, ઘણા ઉત્તમ ગુણધર્મોટર્બિયમતેને ઘણી કાર્યાત્મક સામગ્રીનો અનિવાર્ય સભ્ય અને કેટલાક એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં બદલી ન શકાય તેવી સ્થિતિ બનાવો. જો કે, ટર્બિયમની ઊંચી કિંમતને કારણે, લોકો ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા માટે ટેર્બિયમનો ઉપયોગ કેવી રીતે ટાળવો અને ઓછો કરવો તે અંગે અભ્યાસ કરી રહ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, દુર્લભ પૃથ્વી મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ સામગ્રીનો પણ ઓછા ખર્ચે ઉપયોગ કરવો જોઈએડિસપ્રોસિયમ આયર્નકોબાલ્ટ અથવા ગેડોલિનિયમ ટેર્બિયમ કોબાલ્ટ શક્ય તેટલું; લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં ટેર્બિયમની સામગ્રીને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરો જેનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. ના વ્યાપક ઉપયોગને પ્રતિબંધિત કરતી કિંમત એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ બની ગઈ છેટર્બિયમ. પરંતુ ઘણી કાર્યાત્મક સામગ્રી તેના વિના કરી શકતી નથી, તેથી આપણે "બ્લેડ પર સારી સ્ટીલનો ઉપયોગ" ના સિદ્ધાંતનું પાલન કરવું પડશે અને તેનો ઉપયોગ બચાવવાનો પ્રયાસ કરવો પડશે.ટર્બિયમશક્ય તેટલું.