துலியம் (குறியீடு: Tm) என்பது லந்தனைடு தொடரைச் சேர்ந்த ஒரு அரிய பூமி தனிமம் ஆகும். இது இரண்டாவது மிகக் குறைந்த அளவில் கிடைக்கும் லந்தனைடு ஆகும், மேலும் இது மென்மையான, தகடாக்கக்கூடிய மற்றும் பளபளப்பான வெள்ளி-சாம்பல் நிறத் தோற்றத்திற்காக அறியப்படுகிறது. மற்ற அரிய பூமிகளைப் போலவே, துலியமும் தனித்துவமான ஒளியியல் மற்றும் காந்தவியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளில் மதிப்புமிக்கதாக அமைகிறது.
துலியத்தின் பண்புகள்
தனிமவியல் தரவு
துலியத்தின் அணு எண் 69 மற்றும் அணு நிறை தோராயமாக 168.934 அணு நிறை அலகுகள் ஆகும். இது தனிம வரிசை அட்டவணையில் தொகுதி 3 மற்றும் தொடர் 6 ஐச் சேர்ந்தது. ஒரு லந்தனைடாக, இது பொதுவாக அதன் சேர்மங்களில் +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை உருவாக்குகிறது.
இயற்பியல் தோற்றம்
அதன் தூய உலோக வடிவத்தில், துலியம் ஒரு பிரகாசமான, வெள்ளி-சாம்பல் நிற உலோகம் ஆகும். இது ஒப்பீட்டளவில் மென்மையானது மற்றும் தகடாக்கக்கூடியது, இதனால் அதை வேலை செய்ய முடியும். துலியம் உலர் காற்றில் நிலையானது, ஆனால் ஈரப்பதமான காற்றில் மெதுவாக மங்கி ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது.
தொழில்நுட்பத்தில் பயன்பாடுகள்
துலியம் அன்றாடப் பொருட்களில் அதன் தூய வடிவத்தில் பொதுவாகக் காணப்படுவதில்லை. இருப்பினும், அதன் தனித்துவமான பண்புகள் பல்வேறு தொழில்துறைகளையும், மறைமுகமாக, அன்றாட வாழ்க்கையையும் ஆதரிக்கும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களில் அதன் பயன்பாட்டைச் செயல்படுத்துகின்றன.
மருத்துவ மற்றும் தொழில்துறை லேசர்கள்
துலியம் கலக்கப்பட்ட YAG (யட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட்) லேசர்கள் மற்றும் துலியம் கலக்கப்பட்ட ஃபைபர் லேசர்கள் அவற்றின் குறிப்பிட்ட அலைநீள உமிழ்வுகளுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் 2-மைக்ரோமீட்டர் வரம்பில். இந்த லேசர்கள் அதிக நீர் உறிஞ்சும் பண்புகள் காரணமாக மென்மையான திசு அறுவை சிகிச்சைக்கு (எ.கா., சிறுநீரகவியல், கண் மருத்துவம், தோல் மருத்துவம்) மருத்துவத்தில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. தொழில்துறையில், அவை துல்லியமான வெட்டுதல் மற்றும் வெல்டிங்கிற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கையடக்க கதிரியக்கக் கருவிகள்
கதிரியக்க ஐசோடோப்பு துலியம்-170 (Tm-170) நிலையான துலியத்தின் நியூட்ரான் செயல்பாட்டின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. Tm-170 குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட காமா கதிர்களை வெளியிடுகிறது மற்றும் சிறிய, கையடக்க எக்ஸ்-ரே சாதனங்களில் பொருட்களை அழிவில்லாத சோதனை செய்வதற்கும் (எ.கா., குழாய்த்தொடர்களில் வெல்ட்களை ஆய்வு செய்தல், விண்வெளி கூறுகள்) மற்றும் வழக்கமான எக்ஸ்-ரே கருவிகள் பயன்படுத்த முடியாத கள நிலைமைகள் அல்லது தொலைதூர இடங்களில் மருத்துவ கண்டறிதல்களுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மேம்பட்ட காந்தப் பொருட்கள்
துலியம் சில சிறப்பு காந்தப் பொருட்களில் ஒரு கலப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மற்ற தனிமங்களுடன் இணைக்கப்படும் போது, இது தனித்துவமான காந்தப் பண்புகளை, குறிப்பாக குறைந்த வெப்பநிலையில் வழங்க முடியும். இந்த பொருட்கள் மேம்பட்ட கணினி, காந்த குளிரூட்டல் மற்றும் குறிப்பிட்ட காந்த எதிர்வினைகள் தேவைப்படும் பிற உயர் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன.
மீக்கடத்துத்திறன் ஆராய்ச்சி
துலியம்-பேரியம்-காப்பர் ஆக்சைடு (TmBa₂Cu₃O₇) போன்ற துலியம் சேர்மங்கள் உயர்-வெப்பநிலை மீக்கடத்துத்திறன் ஆராய்ச்சியின் பொருளாகும். இந்த பொருட்கள் வழக்கமான மீக்கடத்திகளை விட ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்பநிலையில் மீக்கடத்துத்திறன் பண்புகளைக் காட்டுகின்றன, இது ஆற்றல் பரிமாற்றம் மற்றும் மின்னணுவியலில் எதிர்கால முன்னேற்றங்களுக்கான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.
சிறப்பு ஒளியியல் மற்றும் செராமிக் கூறுகள்
துலியம் சில ஆப்டிகல் ஃபைபர்களில் குறிப்பிட்ட ஒளி பெருக்கம் அல்லது அலைநீள மாற்றத்தை அடைய ஒரு கலப்படமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மேம்பட்ட தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகளுக்கு பங்களிக்கிறது. மேலும், துலியம் மைக்ரோவேவ் தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படும் சிறப்பு செராமிக் கார்னெட்டுகளில், வடிப்பான்கள் மற்றும் தனிப்பான்கள் போன்ற அத்தியாவசிய கூறுகளாக, தகவல் தொடர்பு மற்றும் ரேடார் அமைப்புகளில் பயன்பாட்டைக் காண்கிறது.
இயற்கையில் தோற்றம் மற்றும் தொழில்துறை உற்பத்தி
புவியியல் பரவல்
துலியம் என்பது பல்வேறு அரிய பூமி கனிமங்களில் இயற்கையாகக் காணப்படும் ஒரு அரிய பூமி தனிமம் ஆகும். இது இயற்கையில் ஒரு தனிமமாக இல்லாமல், மற்ற லந்தனைடுகளுடன் இணைந்து காணப்படுகிறது. முதன்மை புவியியல் ஆதாரங்களில் மோனாசைட் மணல், பாஸ்னாசைட் மற்றும் செனோடைம் ஆகியவை அடங்கும். உதாரணமாக, மோனாசைட்டில் தோராயமாக 0.007% துலியம் உள்ளது. இந்த கனிமங்கள் பொதுவாக பற்றவைக்கப்பட்ட பாறைகள், பெக்மாடைட்டுகள் மற்றும் புதையல் படிவுகளில் காணப்படுகின்றன. சீனா, அமெரிக்கா, ஆஸ்திரேலியா, பிரேசில் மற்றும் இந்தியா போன்ற நாடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க படிவுகள் உள்ளன. இந்தியாவில், மோனாசைட் மணல் கடற்கரைப் பகுதிகளில், குறிப்பாக கேரளா, தமிழ்நாடு மற்றும் ஒடிசாவில் காணப்படுகிறது.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள்
துலியம் பிரித்தெடுத்தல், மோனாசைட் மணல் போன்ற அரிய பூமி தாது செறிவுகளைச் சுரங்கப்படுத்துவதிலிருந்து தொடங்குகிறது. ஆரம்ப படிகளில், அரிய பூமி கனிமங்களை செறிவூட்டுவதற்காக நசுக்குதல், அரைத்தல், காந்தப் பிரிப்பு மற்றும் மிதப்பு போன்ற இயற்பியல் செறிவூட்டல் முறைகள் அடங்கும்.
தொடர்ந்து, வேதியியல் செயல்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது:
- பிளத்தல் (Cracking): செறிவூட்டப்பட்ட கனிமங்கள் அதிக வெப்பநிலையில் வலிமையான அமிலங்கள் (எ.கா., சல்பூரிக் அமிலம்) அல்லது காரங்களுடன் வினைபுரியச் செய்யப்பட்டு அரிய பூமி தனிமங்கள் கரைக்கப்படுகின்றன.
- கரைத்து எடுத்தல் (Leaching): கரைக்கப்பட்ட அரிய பூமிகள் பின்னர் ஒரு நீர்த்த கரைசலில் கரைத்து எடுக்கப்படுகின்றன.
- பிரித்தெடுத்தல் (Separation): லந்தனைடுகளின் மிகவும் ஒத்த வேதியியல் பண்புகள் காரணமாக, துலியத்தை மற்ற அரிய பூமி தனிமங்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பது ஒரு சிக்கலான மற்றும் பல-நிலை செயல்முறையாகும். உயர்-தூய்மையான பிரித்தெடுப்பதற்கான முதன்மை தொழில்துறை முறைகள் கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் அயன் பரிமாற்ற நிறப்பிரிப்பு ஆகும். கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் என்பது அரிய பூமிகளைக் கொண்ட ஒரு நீர்த்த கரைசலை ஒரு கரிம கரைப்பான் வழியாக மீண்டும் மீண்டும் செலுத்தி, ஒவ்வொரு நிலையிலும் வெவ்வேறு லந்தனைடுகளைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பிரித்தெடுப்பதை உள்ளடக்கியது.
- வீழ்படிதல் (Precipitation): பிரித்தெடுக்கப்பட்டவுடன், துலியம் ஆக்சலேட் அல்லது ஃபுளோரைடாக வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது, இது பின்னர் காய்ச்சப்பட்டு (வெப்பப்படுத்தப்பட்டு) துலியம் ஆக்சைடை (Tm₂O₃) உருவாக்குகிறது.
- உலோகமாக ஒடுக்குதல் (Reduction to Metal): தூய துலியம் உலோகம் பொதுவாக துலியம் ஃபுளோரைடு (TmF₃) ஐ கால்சியம் போன்ற அதிக வினைத்திறன் கொண்ட உலோகத்துடன் அதிக வெப்பநிலை, வெற்றிட சூழலில் ஒடுக்குவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.
இந்தியாவில், இந்திய அரிய பொருள்கள் நிறுவனம் (IREL) போன்ற நிறுவனங்கள் மோனாசைட் மணல்களைப் பதப்படுத்துகின்றன, இதில் மற்ற அரிய பூமி தனிமங்களுடன் துலியத்தின் ஒரு சிறிய பகுதி உள்ளது, மேலும் தனித்த அரிய பூமி ஆக்சைடுகளைப் பெற இந்த அதிநவீன பிரிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.