இட்ரியத்தைப் புரிந்துகொள்ளுதல்: ஒரு பல்துறை தனிமம்
அணு எண் 39 கொண்ட இட்ரியம் (Y) ஒரு வெள்ளி நிற உலோகம், இது லாந்தனைடுகளுக்கு (அபூர்வ-மண் தனிமங்கள்) வேதியியல் ரீதியாக ஒத்த ஒரு இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இது இயற்கையில் இந்த அபூர்வ-மண் தனிமங்களுடன் சேர்ந்தே பெரும்பாலும் காணப்படுகிறது மற்றும் அவற்றில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது. அதன் தனித்துவமான பண்புகள், குறிப்பாக அரிப்பிற்கு எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக உருகுநிலை, பல்வேறு மேம்பட்ட தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளில் இதை மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகின்றன.
இட்ரியத்தின் பொதுவான பயன்பாடுகள்
இட்ரியம் சேர்மங்கள் மற்றும் கலவைகள் பல்வேறு தொழில்களில் பரந்த பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:
1. காட்சித் தொழில்நுட்பத்தில் சிவப்பு பாஸ்பர்கள்
வரலாற்று ரீதியாக, இட்ரியம் காட்சித் தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு முக்கிய பங்கை வகித்தது. யூரோபியத்துடன் கலக்கப்பட்ட இட்ரியம் ஆக்சைடு (Y₂O₃:Eu) கேத்தோடு ரே ட்யூப் (CRT) தொலைக்காட்சிகள் மற்றும் கணினி மானிட்டர்களில் துடிப்பான சிவப்பு நிறத்தை உருவாக்கியது. இந்தச் சேர்மம் முழு வண்ண காட்சிகளுக்கு இன்றியமையாதது மற்றும் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் வீட்டு மின்னணுவியலில் ஒரு பொதுவான அங்கமாக இருந்தது, அவற்றில் பல இந்தியாவில் இன்றும் பயன்பாட்டில் உள்ளன.
2. இட்ரியம் நிலைப்படுத்தப்பட்ட சிர்கோனியா (YSZ)
இட்ரியம் நிலைப்படுத்தப்பட்ட சிர்கோனியா (YSZ) ஒரு உயர் வலிமை கொண்ட மட்பாண்டப் பொருள் ஆகும். சிர்கோனியாவில் இட்ரியம் ஆக்சைடைச் சேர்ப்பதன் மூலம், பொருளின் படிக அமைப்பு நிலைப்படுத்தப்பட்டு, அதன் விரிசல் உறுதித்தன்மை மற்றும் அதிக வெப்பநிலைக்கு எதிர்ப்புத்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது. YSZ பின்வரும் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது:
- திட ஆக்சைடு எரிபொருள் செல்கள் (SOFCs): உயர்ந்த வெப்பநிலைகளில் அதன் ஆக்சிஜன் அயனி கடத்துத்திறன் காரணமாக ஒரு மின்பகுளியாக.
- ஆக்சிஜன் சென்சார்கள்: வாகன வெளியேற்ற அமைப்புகளில் ஆக்சிஜன் அளவைக் கண்காணிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எரிபொருள் திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் உமிழ்வைக் குறைக்கிறது.
- பல் கிரீடங்கள்: அதன் உயிர் இணக்கத்தன்மை மற்றும் சிறந்த இயந்திர பண்புகள் உயர்தர, நீடித்த பல் மறுசீரமைப்பிற்கு ஒரு பிரபலமான பொருளாக அமைகின்றன.
3. இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (YAG) லேசர்கள்
இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Y₃Al₅O₁₂) என்பது ஒரு செயற்கைப் படிகமாகும், இது பெரும்பாலும் நியோடிமியத்துடன் (Nd:YAG) அல்லது எர்பியத்துடன் (Er:YAG) கலக்கப்படுகிறது. இந்த படிகங்கள் திட-நிலை லேசர்களில் அடிப்படை கூறுகளாகும். Nd:YAG லேசர்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
- தொழில்துறை செயல்முறைகள்: உலோகங்கள் மற்றும் பிற பொருட்களை வெட்டுதல், பற்றவைத்தல் மற்றும் பொறித்தல் போன்றவை.
- மருத்துவ அறுவை சிகிச்சை: கண் மருத்துவம், தோல் மருத்துவம் மற்றும் பொது அறுவை சிகிச்சைகளில் துல்லியமான வெட்டுதல் மற்றும் உறைதல் ஆகியவற்றிற்காக.
- இராணுவப் பயன்பாடுகள்: தூரம் கண்டறிதல் மற்றும் இலக்கு நிர்ணயம் செய்வதற்காக.
4. உயர்-வெப்பநிலை அதி-கடத்திகள்
இட்ரியம் பீங்கான் அதி-கடத்தி இட்ரியம் பேரியம் காப்பர் ஆக்சைடில் (YBCO, YBa₂Cu₃O₇−x) ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இந்த பொருள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதல் உயர்-வெப்பநிலை அதி-கடத்திகளில் ஒன்றாகும், இது திரவ நைட்ரஜனின் கொதிநிலைக்கு (77 K) மேலே அதி-கடத்துத்திறனைக் காட்டுகிறது. ஆராய்ச்சி மிகுந்ததாக இருந்தாலும், YBCO பின்வரும் பயன்பாடுகளுக்கான திறனைக் கொண்டுள்ளது:
- உயர்-திறன் மின் பரிமாற்ற வரிகள்: ஆற்றல் இழப்பைக் குறைத்தல்.
- காந்த லெவிடேஷன்: ரயில்கள் மற்றும் பிற போக்குவரத்து அமைப்புகளுக்கு.
- சக்திவாய்ந்த மின்காந்தங்கள்: அறிவியல் கருவிகளுக்கு.
5. மருத்துவப் பயன்பாடுகள்
இட்ரியத்தின் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள், குறிப்பாக இட்ரியம்-90 ($^90$Y), அணு மருத்துவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. $^90$Y என்பது ஒரு பீட்டா-உமிழ்ப்பான், இது பின்வரும்வற்றிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:
- கதிர்வீச்சு சிகிச்சை: குறிப்பாக கல்லீரல் புற்றுநோய் போன்ற நிலைகளில் (எ.கா., தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உள் கதிர்வீச்சு சிகிச்சை அல்லது SIR-T வழியாக), $^90$Y ஐக் கொண்ட மைக்ரோஸ்பியர்கள் நேரடியாக கட்டிப் பகுதிகளுக்கு வழங்கப்படுகின்றன.
- முடக்கு வாத சிகிச்சை: கதிரியக்க சினோவெக்டோமி (radiosynovectomy) மூலம் மூட்டு அழற்சியைப் போக்க.
பூமியில் இயற்கையான நிகழ்வு
இட்ரியம் இயற்கையில் ஒரு தனித்த தனிமமாக காணப்படுவதில்லை, ஆனால் பல்வேறு கனிமங்களுக்குள் காணப்படுகிறது. இது ஒரு அபூர்வ-மண் தனிமமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இருப்பினும் இது பூமியின் மேலோட்டத்தில் சுமார் 28வது மிக அதிக அளவில் காணப்படும் தனிமமாக உள்ளது. இது பொதுவாக மற்ற அபூர்வ-மண் தனிமங்களுடன் கனிமங்களில் காணப்படுகிறது.
முக்கிய இட்ரியம் கொண்ட கனிமங்கள் பின்வருமாறு:
- செனோடைம் (YPO₄): இட்ரியத்தின் ஒரு முதன்மை ஆதாரம்.
- மோனசைட் ((Ce,La,Nd,Th)PO₄): இட்ரியம் உட்பட பல்வேறு அபூர்வ-மண் தனிமங்கள் நிறைந்த ஒரு பாஸ்பேட் கனிமம்.
- கடோலினைட் ((Ce,La,Nd,Y)₂FeBe₂Si₂O₁₀): மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க அபூர்வ-மண் தனிமம் கொண்ட கனிமம்.
இந்தியாவில், மோனசைட் உட்பட அபூர்வ-மண் கனிமங்களின் குறிப்பிடத்தக்க படிவுகள் கேரளா, தமிழ்நாடு, ஆந்திரா மற்றும் ஒடிசா கடற்கரைகளில் உள்ள கடற்கரை மணல்களில் காணப்படுகின்றன. இந்த பிளேசர் படிவுகள் உலகளவில் அபூர்வ-மண் தனிமங்களின் ஒரு முக்கிய ஆதாரமாகும்.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தொழில்துறை செயலாக்கம்
இட்ரியத்தை அதன் தாதுக்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பது ஒரு சிக்கலான, பல-நிலை தொழில்துறை செயல்முறையாகும், ஏனெனில் இது மற்ற அபூர்வ-மண் தனிமங்களுடன் வேதியியல் ரீதியாக ஒத்திருக்கிறது.
- சுரங்கம் மற்றும் செறிவூட்டல்: முதல் படி, கடற்கரைப் பகுதிகளில் இருந்து மோனசைட் மணல்கள் போன்ற இட்ரியம் கொண்ட தாதுக்களை அகழ்வதாகும். இந்த தாதுக்கள் பின்னர் ஈர்ப்புப் பிரிப்பு, காந்தப் பிரிப்பு மற்றும் மிதப்பு போன்ற இயற்பியல் முறைகள் மூலம் அபூர்வ-மண் கனிமங்களைச் செறிவூட்ட செயலாக்கப்படுகின்றன.
- வேதியியல் கசிவு: செறிவூட்டப்பட்ட கனிமக் கலவை வேதியியல் சிகிச்சைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, பொதுவாக வலுவான அமிலங்களைப் (எ.கா., கந்தக அமிலம் அல்லது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம்) பயன்படுத்தி அபூர்வ-மண் தனிமங்களை கரைத்து, கலப்பு அபூர்வ-மண் உப்புகளின் கரைசலை உருவாக்குகிறது.
- பிரிப்பு: இது மிகவும் சவாலான படியாகும். இட்ரியம் உட்பட தனிப்பட்ட அபூர்வ-மண் தனிமங்கள் பின்வரும் போன்ற மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி ஒன்றிலிருந்து ஒன்று பிரிக்கப்படுகின்றன:
- கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல்: இது இரண்டு கலவாத திரவ கட்டங்களுக்கு (நீரிய மற்றும் கரிம) இடையில் வெவ்வேறு அபூர்வ-மண் அயனிகளைத் தேர்ந்தெடுத்து மாற்றுவதை உள்ளடக்கியது.
- அயன் பரிமாற்ற நிறமூர்த்தவியல்: அயனிகள் ஒரு பிசின் மீது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டு உறிஞ்சப்பட்டு, பின்னர் வெவ்வேறு விகிதங்களில் வெளியேற்றப்பட்டு, பிரிப்பதற்கு அனுமதிக்கின்றன.
- சுத்திகரிப்பு மற்றும் குறைப்பு: இட்ரியம் சேர்மங்கள் (எ.கா., இட்ரியம் ஆக்சைடு அல்லது இட்ரியம் ஃபுளோரைடு) பிரிக்கப்பட்டு சுத்திகரிக்கப்பட்டதும், உலோக இட்ரியம் உலோக-வெப்பக் குறைப்பு மூலம் பெறப்படலாம். இது பொதுவாக இட்ரியம் ஃபுளோரைடை கால்சியம் அல்லது லித்தியம் போன்ற அதிக வினைத்திறன் கொண்ட உலோகத்துடன் அதிக வெப்பநிலையில் குறைப்பதை உள்ளடக்கியது.
இந்தியாவில், இந்திய அபூர்வ-மண் தனிமங்கள் நிறுவனம் (IREL) போன்ற அமைப்புகள் மோனசைட் மணல்களைத் thorium மற்றும் அபூர்வ-மண் குளோரைடுகளின் கலப்பு செறிவூட்டப்பட்டதை பிரித்தெடுப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. இவை பின்னர் இட்ரியம் உட்பட தனிப்பட்ட அபூர்வ-மண் சேர்மங்களை பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்காகப் பிரித்தெடுக்க மேலும் பிரிப்பு செயல்முறைகளுக்கு உட்படுகின்றன.