દુર્લભ પૃથ્વી લશ્કરી સામગ્રી - દુર્લભ પૃથ્વી ટર્બિયમ

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનવી ઉર્જા અને સામગ્રી જેવી ઉચ્ચ તકનીકના વિકાસ માટે અનિવાર્ય છે અને એરોસ્પેસ, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ અને લશ્કરી ઉદ્યોગ જેવા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક ઉપયોગ મૂલ્ય ધરાવે છે. આધુનિક યુદ્ધના પરિણામો સૂચવે છે કે દુર્લભ પૃથ્વી શસ્ત્રો યુદ્ધભૂમિ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, દુર્લભ પૃથ્વીના તકનીકી ફાયદાઓ લશ્કરી તકનીકી લાભોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને સંસાધનો હોવાની ખાતરી આપવામાં આવે છે. તેથી, દુર્લભ પૃથ્વી પણ વ્યૂહાત્મક સંસાધનો બની ગયા છે જેના માટે વિશ્વભરની મુખ્ય અર્થવ્યવસ્થાઓ સ્પર્ધા કરે છે, અને મુખ્ય કાચી સામગ્રી જેવી કે દુર્લભ પૃથ્વી ઘણી વખત રાષ્ટ્રીય વ્યૂહરચના બની જાય છે. યુરોપ, જાપાન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને અન્ય દેશો અને પ્રદેશો દુર્લભ પૃથ્વી જેવી મુખ્ય સામગ્રી પર વધુ ધ્યાન આપે છે. 2008માં, યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી દ્વારા દુર્લભ પૃથ્વી સામગ્રીને "કી મટિરિયલ વ્યૂહરચના" તરીકે સૂચિબદ્ધ કરવામાં આવી હતી; 2010 ની શરૂઆતમાં, યુરોપિયન યુનિયનએ દુર્લભ પૃથ્વીના વ્યૂહાત્મક અનામતની સ્થાપનાની જાહેરાત કરી; 2007માં, જાપાનના શિક્ષણ, સંસ્કૃતિ, વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી મંત્રાલય તેમજ અર્થતંત્ર, ઉદ્યોગ અને ટેકનોલોજી મંત્રાલયે પહેલાથી જ "એલિમેન્ટ સ્ટ્રેટેજી પ્લાન" અને "રેર મેટલ ઓલ્ટરનેટિવ મટિરિયલ્સ" પ્લાનની દરખાસ્ત કરી હતી. તેઓએ સંસાધન અનામત, તકનીકી પ્રગતિ, સંસાધન સંપાદન અને વૈકલ્પિક સામગ્રીની શોધમાં સતત પગલાં અને નીતિઓ લીધી છે. આ લેખથી શરૂ કરીને, સંપાદક આ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની મહત્વપૂર્ણ અને અનિવાર્ય ઐતિહાસિક વિકાસ મિશન અને ભૂમિકાઓનો વિગતવાર પરિચય આપશે.

ટર્બિયમ ભારે 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 કુલ દુર્લભ પૃથ્વીના માત્ર 1.1-1.2% જેટલી જ છે, જે દર્શાવે છે કે તે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની "ઉમદા" શ્રેણીની છે. ટર્બિયમ એ નરમતા અને પ્રમાણમાં નરમ રચના સાથેની ચાંદીની ગ્રે ધાતુ છે, જેને છરી વડે ખોલીને કાપી શકાય છે; ગલનબિંદુ 1360 ℃, ઉત્કલન બિંદુ 3123 ℃, ઘનતા 8229 4kg/m3. 1843 માં ટેર્બિયમની શોધ થયા પછી 100 થી વધુ વર્ષો સુધી, તેની અછત અને મૂલ્ય લાંબા સમયથી તેના વ્યવહારિક ઉપયોગને અટકાવે છે. છેલ્લા 30 વર્ષોમાં જ ટર્બિયમે તેની અનોખી પ્રતિભા દર્શાવી છે.

ટેર્બિયમની શોધ

આ જ સમયગાળા દરમિયાન જ્યારેલેન્થેનમશોધ કરવામાં આવી હતી, સ્વીડનના કાર્લ જી. મોસેન્ડરે શરૂઆતમાં શોધાયેલનું વિશ્લેષણ કર્યું હતુંયટ્રીયમઅને 1842 માં એક અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો, જેમાં સ્પષ્ટતા કરવામાં આવી હતી કે શરૂઆતમાં શોધાયેલ યટ્રીયમ પૃથ્વી એક એલિમેન્ટલ ઓક્સાઇડ નથી, પરંતુ ત્રણ તત્વોનો ઓક્સાઇડ છે. 1843 માં, મોસેન્ડરે યટ્રીયમ પૃથ્વી પરના તેમના સંશોધન દ્વારા ટર્બિયમ તત્વની શોધ કરી. તેણે હજુ પણ તેમાંથી એકનું નામ યટ્રીયમ પૃથ્વી અને એકનું નામ રાખ્યું છેએર્બિયમ ઓક્સાઇડ. તે 1877 સુધી ન હતું કે તેને સત્તાવાર રીતે ટર્બિયમ નામ આપવામાં આવ્યું હતું, તત્વ પ્રતીક Tb સાથે. તેનું નામકરણ યટ્રીયમ જેવા જ સ્ત્રોત પરથી આવ્યું છે, જે સ્વીડનના સ્ટોકહોમ નજીકના યટ્ટરબી ગામમાંથી ઉદ્દભવ્યું છે, જ્યાં પ્રથમ વખત યટ્રીયમ ઓર મળી આવ્યું હતું. ટેર્બિયમ અને અન્ય બે તત્વો, લેન્થેનમ અને એર્બિયમની શોધે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની શોધનો બીજો દરવાજો ખોલ્યો, જે તેમની શોધના બીજા તબક્કાને ચિહ્નિત કરે છે. 1905માં જી. અર્બન દ્વારા સૌ પ્રથમ તેનું શુદ્ધિકરણ કરવામાં આવ્યું હતું.

મોસેન્ડર

ટેર્બિયમની 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 નીચેનાનો સમાવેશ થાય 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. અને ઘણા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં ટર્બિયમ એક 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 પૃથ્વી ટર્બિયમપાકની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે અને ચોક્કસ સાંદ્રતા શ્રેણીમાં પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો કરી શકે છે. ટર્બિયમના સંકુલમાં ઉચ્ચ જૈવિક પ્રવૃત્તિ હોય છે, અને ટર્બિયમના ટર્નરી કોમ્પ્લેક્સ, Tb (Ala) 3BenIm (ClO4) 3-3H2O, સ્ટેફાયલોકોકસ ઓરીયસ, બેસિલસ સબટીલીસ અને એસ્ચેરીચીયા કોલી પર સારી એન્ટિબેક્ટેરિયલ અને બેક્ટેરિયાનાશક અસરો ધરાવે છે, જેમાં એન્ટિબેક્ટેરિયલ એન્ટિબેક્ટેરિયલ છે. ગુણધર્મો 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 ટીવી રેડ ફ્લોરોસન્ટ પાવડરના જન્મથી યટ્રીયમ અને યુરોપિયમની માંગને ઉત્તેજિત કરવામાં આવે છે, તો લેમ્પ માટે રેર અર્થ થ્રી પ્રાથમિક કલર ગ્રીન 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 તેનો વૈશ્વિક સ્તરે પ્રચાર કર્યો. Tb3+ આયનો 545nm ની તરંગલંબાઇ સાથે લીલો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરી શકે છે અને લગભગ તમામ દુર્લભ પૃથ્વી લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાઉડર એક્ટિવેટર તરીકે ટર્બિયમનો ઉપયોગ કરે છે.

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 પાઉડર વિકસાવવામાં આવ્યા હતા, જેમ કે ટેર્બિયમ એક્ટિવેટેડ લેન્થેનમ સલ્ફાઇડ ઓક્સાઇડ, ટર્બિયમ એક્ટિવેટેડ લેન્થેનમ બ્રોમાઇડ ઓક્સાઇડ (લીલી સ્ક્રીન માટે), અને ટર્બિયમ એક્ટિવેટેડ યટ્રિયમ સલ્ફાઇડ. 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 થઈ શકે છે, વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતા ડાયોડ્સનો 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 ઈલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રીમાં મુખ્યત્વે ઝિંક સલ્ફાઈડ ગ્રીન ફ્લોરોસન્ટ પાઉડરનો સમાવેશ થાય છે જેમાં એક્ટિવેટર તરીકે ટર્બિયમ હોય છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઇરેડિયેશન હેઠળ, ટર્બિયમના કાર્બનિક સંકુલ મજબૂત લીલો ફ્લોરોસેન્સ ઉત્સર્જન કરી શકે છે અને પાતળા ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. દુર્લભ પૃથ્વી કાર્બનિક જટિલ ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્ટ પાતળી ફિલ્મોના અભ્યાસમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ હોવા છતાં, 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 સામગ્રીમાં વિદ્યુત ઉર્જાને ઝડપથી યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ 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 સામગ્રીએ પણ શક્ય તેટલી ઓછી કિંમતના ડિસ્પ્રોસિયમ આયર્ન કોબાલ્ટ અથવા ગેડોલિનિયમ ટેર્બિયમ કોબાલ્ટનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ; લીલા ફ્લોરોસન્ટ પાવડરમાં ટેર્બિયમની સામગ્રીને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરો જેનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. ટેર્બિયમના વ્યાપક ઉપયોગને પ્રતિબંધિત કરતું મહત્ત્વનું પરિબળ બની ગયું છે. પરંતુ ઘણી કાર્યાત્મક સામગ્રી તેના વિના કરી શકતી નથી, તેથી આપણે "બ્લેડ પર સારી સ્ટીલનો ઉપયોગ" ના સિદ્ધાંતનું પાલન કરવું પડશે અને શક્ય તેટલું ટર્બિયમનો ઉપયોગ બચાવવાનો પ્રયાસ કરવો પડશે.