असे म्हटले जाते की त्यांना जोडूनच सामग्रीची कार्यक्षमता सुधारली जाऊ शकते

एखाद्या देशातील दुर्मिळ पृथ्वीचा वापर त्याची औद्योगिक पातळी निश्चित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. कोणतीही उच्च, अचूक आणि प्रगत सामग्री, घटक आणि उपकरणे दुर्मिळ धातूपासून वेगळे करता येत नाहीत. तेच स्टील तुमच्यापेक्षा इतरांना जास्त गंज-प्रतिरोधक का बनवते? तेच मशीन टूल स्पिंडल आहे जे इतर तुमच्यापेक्षा अधिक टिकाऊ आणि अचूक आहेत? इतर 1650 डिग्री सेल्सिअस उच्च तापमानापर्यंत पोहोचू शकणारे एकच क्रिस्टल देखील आहे का? दुसऱ्याच्या काचेमध्ये इतका उच्च अपवर्तक निर्देशांक का असतो? टोयोटा जगातील सर्वोच्च कार थर्मल कार्यक्षमता 41% का मिळवू शकते? हे सर्व दुर्मिळ धातूंच्या वापराशी संबंधित आहेत.

दुर्मिळ पृथ्वी धातू, दुर्मिळ पृथ्वी घटक म्हणून देखील ओळखले जाते, 17 घटकांसाठी एक सामूहिक संज्ञा आहेस्कँडियम, यट्रियम, आणि नियतकालिक सारणी IIIB गटातील लॅन्थॅनाइड मालिका, सामान्यतः R किंवा RE द्वारे दर्शविले जाते. स्कॅन्डियम आणि य्ट्रियम हे दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक मानले जातात कारण ते बहुतेक वेळा खनिज साठ्यांमध्ये लॅन्थॅनाइड घटकांसह एकत्र राहतात आणि त्यांच्यात समान रासायनिक गुणधर्म असतात.

त्याच्या नावाच्या विपरीत, क्रस्टमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची (प्रोमिथियम वगळता) विपुलता खूप जास्त आहे, क्रस्टल घटकांच्या विपुलतेमध्ये सिरियम 25 व्या क्रमांकावर आहे, 0.0068% (तांब्याच्या जवळ). तथापि, त्याच्या भू-रासायनिक गुणधर्मांमुळे, दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक क्वचितच आर्थिकदृष्ट्या शोषण करण्यायोग्य स्तरावर समृद्ध होतात. दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचे नाव त्यांच्या कमतरतेवरून प्राप्त झाले आहे. मानवाने शोधलेले पहिले दुर्मिळ पृथ्वीचे खनिज म्हणजे सिलिकॉन बेरिलियम य्ट्रिअम अयस्क हे स्वीडनच्या इटेरबी गावातील एका खाणीतून काढलेले होते, जिथे पृथ्वीच्या अनेक दुर्मिळ घटकांची नावे उद्भवली.

त्यांची नावे आणि रासायनिक चिन्हे आहेतSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb, आणि Lu. त्यांच्या अणुक्रमांक 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) ते 71 (Lu) आहेत.

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा शोध इतिहास

1787 मध्ये, स्वीडिश CA Arrhenius ला स्टॉकहोमजवळील यटरबी या छोट्याशा गावात एक असामान्य दुर्मिळ पृथ्वी धातूचा काळा धातू सापडला. 1794 मध्ये, फिनिश जे. गॅडोलिनने त्यातून एक नवीन पदार्थ वेगळा केला. तीन वर्षांनंतर (1797), स्वीडिश एजी एकेबर्गने या शोधाची पुष्टी केली आणि नवीन पदार्थाचे नाव yttria (yttrium Earth) असे नाव दिले. नंतर, गॅडोलिनाइटच्या स्मरणार्थ, या प्रकारच्या धातूला गॅडोलिनाइट म्हटले गेले. 1803 मध्ये, जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ एमएच क्लाप्रोथ, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ जेजे बर्झेलियस आणि डब्ल्यू. हिसिंगर यांनी एका धातूपासून (सेरियम सिलिकेट धातू) एक नवीन पदार्थ - सेरिया - शोधला. 1839 मध्ये, स्वीडन सीजी मोसँडरने लॅन्थॅनमचा शोध लावला. 1843 मध्ये, मुसेंडरने पुन्हा टर्बियम आणि एर्बियम शोधले. 1878 मध्ये, स्विस मॅरिनाकने यटरबियम शोधला. 1879 मध्ये, फ्रेंचांनी सॅमेरियम शोधले, स्वीडिशांनी होल्मियम आणि थ्युलियम शोधले आणि स्वीडिशांनी स्कँडियम शोधले. 1880 मध्ये, स्विस मॅरिनाकने गॅडोलिनियम शोधला. 1885 मध्ये, ऑस्ट्रियन ए. फॉन वेल्स बाख यांनी प्रासोडायमियम आणि निओडीमियम शोधले. 1886 मध्ये, बौवाबद्रंडने डिस्प्रोसियम शोधला. 1901 मध्ये, फ्रेंच माणूस EA Demarcay याने युरोपिअमचा शोध लावला. 1907 मध्ये जी अर्बन या फ्रेंच माणसाने ल्युटेटिअमचा शोध लावला. 1947 मध्ये, जेए मारिन्स्की सारख्या अमेरिकन लोकांनी युरेनियम विखंडन उत्पादनांमधून प्रोमिथियम मिळवले. 1794 मध्ये गॅडोलिनने य्ट्रिअम पृथ्वीचे पृथक्करण करण्यापासून ते 1947 मध्ये प्रोमिथियमच्या निर्मितीपर्यंत 150 वर्षे लागली.

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर

दुर्मिळ पृथ्वी घटक"औद्योगिक जीवनसत्त्वे" म्हणून ओळखले जातात आणि त्यांना न भरता येणारे उत्कृष्ट चुंबकीय, ऑप्टिकल आणि विद्युत गुणधर्म आहेत, जे उत्पादनाची कार्यक्षमता सुधारण्यात, उत्पादनाची विविधता वाढविण्यात आणि उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यात मोठी भूमिका बजावतात. त्याच्या मोठ्या प्रभावामुळे आणि कमी डोसमुळे, उत्पादनाची रचना सुधारण्यासाठी, तांत्रिक सामग्री वाढवण्यासाठी आणि उद्योगाच्या तांत्रिक प्रगतीला चालना देण्यासाठी दुर्मिळ पृथ्वी एक महत्त्वाचा घटक बनला आहे. त्यांचा वापर मोठ्या प्रमाणावर धातूशास्त्र, लष्करी, पेट्रोकेमिकल, काचेच्या मातीची भांडी, शेती आणि नवीन सामग्री यासारख्या क्षेत्रात केला गेला आहे.

मेटलर्जिकल उद्योग

दुर्मिळ पृथ्वी30 वर्षांहून अधिक काळ मेटलर्जिकल क्षेत्रात लागू केले गेले आहे आणि तुलनेने परिपक्व तंत्रज्ञान आणि प्रक्रिया तयार केल्या आहेत. स्टील आणि नॉन-फेरस धातूंमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचा वापर हे एक मोठे आणि विस्तृत क्षेत्र आहे ज्यामध्ये व्यापक संभावना आहेत. स्टीलमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी धातू, फ्लोराईड्स आणि सिलिसाईड्सची भर शुध्दीकरण, डिसल्फ्युरायझेशन, कमी वितळण्याच्या बिंदूच्या हानिकारक अशुद्धींना तटस्थ करण्यासाठी आणि स्टीलच्या प्रक्रियेची कार्यक्षमता सुधारण्यात भूमिका बजावू शकते; दुर्मिळ पृथ्वी सिलिकॉन लोह मिश्र धातु आणि दुर्मिळ पृथ्वी सिलिकॉन मॅग्नेशियम मिश्र धातु दुर्मिळ पृथ्वी डक्टाइल लोह तयार करण्यासाठी गोलाकार एजंट म्हणून वापरले जातात. विशेष आवश्यकतांसह जटिल लवचिक लोखंडी भाग तयार करण्यासाठी त्यांच्या विशेष उपयुक्ततेमुळे, या प्रकारच्या डक्टाइल लोहाचा वापर ऑटोमोबाईल्स, ट्रॅक्टर आणि डिझेल इंजिन यांसारख्या यांत्रिक उत्पादन उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो; मॅग्नेशियम, ॲल्युमिनियम, तांबे, जस्त आणि निकेल यांसारख्या नॉन-फेरस मिश्र धातुंमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी धातू जोडल्याने मिश्रधातूचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म सुधारू शकतात, तसेच खोलीचे तापमान आणि उच्च-तापमान यांत्रिक गुणधर्म वाढवू शकतात.
मिलिटरी फील्ड

प्रकाशविद्युत आणि चुंबकत्व यासारख्या उत्कृष्ट भौतिक गुणधर्मांमुळे, दुर्मिळ पृथ्वी विविध गुणधर्मांसह विविध प्रकारच्या नवीन सामग्री तयार करू शकतात आणि इतर उत्पादनांची गुणवत्ता आणि कार्यप्रदर्शन मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकतात. म्हणून, ते "औद्योगिक सोने" म्हणून ओळखले जाते. प्रथम, दुर्मिळ पृथ्वी जोडण्यामुळे टाक्या, विमाने आणि क्षेपणास्त्रांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या स्टील, ॲल्युमिनियम मिश्र धातु, मॅग्नेशियम मिश्र धातु आणि टायटॅनियम मिश्र धातुंच्या सामरिक कामगिरीमध्ये लक्षणीय सुधारणा होऊ शकते. याव्यतिरिक्त, इलेक्ट्रॉनिक्स, लेसर, अणुउद्योग आणि सुपरकंडक्टिव्हिटी यासारख्या अनेक उच्च-तंत्र अनुप्रयोगांसाठी दुर्मिळ पृथ्वीचा वापर वंगण म्हणून देखील केला जाऊ शकतो. एकदा का रेअर अर्थ तंत्रज्ञानाचा लष्करात वापर झाला की, ते अपरिहार्यपणे लष्करी तंत्रज्ञानात झेप घेईल. एका विशिष्ट अर्थाने, शीतयुद्धानंतर अनेक स्थानिक युद्धांमध्ये अमेरिकन सैन्याचे जबरदस्त नियंत्रण, तसेच शत्रूंना मुक्तपणे मारण्याची क्षमता, सुपरमॅनसारख्या दुर्मिळ पृथ्वी तंत्रज्ञानामुळे उद्भवते.

पेट्रोकेमिकल उद्योग

दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर पेट्रोकेमिकल उद्योगात आण्विक चाळणी उत्प्रेरक बनविण्यासाठी केला जाऊ शकतो, उच्च क्रियाकलाप, चांगली निवडकता आणि जड धातूंच्या विषबाधाला मजबूत प्रतिकार यासारख्या फायद्यांसह. म्हणून, त्यांनी पेट्रोलियम उत्प्रेरक क्रॅकिंग प्रक्रियेसाठी ॲल्युमिनियम सिलिकेट उत्प्रेरक बदलले आहेत; सिंथेटिक अमोनियाच्या उत्पादन प्रक्रियेत, दुर्मिळ पृथ्वी नायट्रेटची एक लहान मात्रा कोकॅटलिस्ट म्हणून वापरली जाते आणि त्याची वायू प्रक्रिया क्षमता निकेल ॲल्युमिनियम उत्प्रेरकापेक्षा 1.5 पट जास्त आहे; cis-1,4-polybutadiene रबर आणि isoprene रबर यांचे संश्लेषण करण्याच्या प्रक्रियेत, दुर्मिळ अर्थ सायक्लोअल्कानोएट ट्रायसोब्युटील ॲल्युमिनियम उत्प्रेरक वापरून मिळवलेल्या उत्पादनाची उत्कृष्ट कार्यक्षमता आहे, कमी उपकरणे चिकटवणारे लटकणे, स्थिर ऑपरेशन आणि लहान-उपचार प्रक्रिया यासारखे फायदे आहेत. ; संमिश्र दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्सचा उपयोग अंतर्गत ज्वलन इंजिनमधून एक्झॉस्ट गॅस शुद्ध करण्यासाठी उत्प्रेरक म्हणून देखील केला जाऊ शकतो आणि सेरिअम नॅप्थेनेटचा वापर पेंट ड्रायिंग एजंट म्हणून देखील केला जाऊ शकतो.

काच-सिरेमिक

चीनच्या काच आणि सिरेमिक उद्योगात दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचा वापर 1988 पासून सरासरी 25% च्या दराने वाढला आहे, 1998 मध्ये अंदाजे 1600 टनांपर्यंत पोहोचला आहे. दुर्मिळ पृथ्वीच्या काचेच्या सिरेमिक केवळ उद्योग आणि दैनंदिन जीवनासाठी पारंपारिक मूलभूत सामग्री नाहीत तर उच्च तंत्रज्ञान क्षेत्रातील प्रमुख सदस्य. ऑप्टिकल काच, चष्मा लेन्स, पिक्चर ट्यूब, ऑसिलोस्कोप ट्यूब, सपाट काच, प्लास्टिक आणि धातूच्या टेबलवेअरसाठी रेअर अर्थ ऑक्साईड किंवा प्रक्रिया केलेले दुर्मिळ पृथ्वी सांद्रे पॉलिशिंग पावडर म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ शकतात; काच वितळण्याच्या प्रक्रियेत, सिरियम डायऑक्साइडचा वापर लोहावर मजबूत ऑक्सिडेशन प्रभाव पाडण्यासाठी, काचेतील लोह सामग्री कमी करण्यासाठी आणि काचेतून हिरवा रंग काढून टाकण्याचे लक्ष्य साध्य करण्यासाठी केला जाऊ शकतो; दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड जोडल्याने ऑप्टिकल काच आणि वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी विशेष काच तयार होऊ शकतात, ज्यात अल्ट्राव्हायोलेट किरण, आम्ल आणि उष्णता प्रतिरोधक काच, क्ष-किरण प्रतिरोधक काच इ. सिरेमिक आणि पोर्सिलेन ग्लेझमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक जोडल्याने ग्लेझचे विखंडन कमी होऊ शकते आणि उत्पादने विविध रंग आणि चकचकीत बनवू शकतात, ज्यामुळे ते सिरेमिक उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

शेती

संशोधनाचे परिणाम सूचित करतात की दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक वनस्पतींमधील क्लोरोफिल सामग्री वाढवू शकतात, प्रकाशसंश्लेषण वाढवू शकतात, मुळांच्या विकासास चालना देऊ शकतात आणि मुळांद्वारे पोषक शोषण वाढवू शकतात. दुर्मिळ पृथ्वी घटक देखील बियाणे उगवण वाढवू शकतात, बियाणे उगवण दर वाढवू शकतात आणि रोपांच्या वाढीस प्रोत्साहन देऊ शकतात. वर नमूद केलेल्या मुख्य कार्यांव्यतिरिक्त, त्यात विशिष्ट पिकांची रोग प्रतिकारशक्ती, थंड प्रतिकार आणि दुष्काळ प्रतिरोधक क्षमता वाढवण्याची क्षमता देखील आहे. असंख्य अभ्यासांनी हे देखील सिद्ध केले आहे की दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांच्या योग्य एकाग्रतेचा वापर वनस्पतींद्वारे पोषक तत्वांचे शोषण, परिवर्तन आणि वापरास प्रोत्साहन देऊ शकते. दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची फवारणी केल्याने व्हीसी सामग्री, एकूण साखरेचे प्रमाण आणि सफरचंद आणि लिंबूवर्गीय फळांमधील साखरेचे आम्ल प्रमाण वाढू शकते, फळांचा रंग आणि लवकर पिकण्यास प्रोत्साहन मिळते. आणि ते स्टोरेज दरम्यान श्वासोच्छवासाची तीव्रता दाबू शकते आणि क्षय दर कमी करू शकते.

नवीन साहित्य क्षेत्र

दुर्मिळ पृथ्वी निओडीमियम लोह बोरॉन कायम चुंबक सामग्री, उच्च पुनर्संचयितता, उच्च बळजबरी आणि उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादनासह, इलेक्ट्रॉनिक आणि एरोस्पेस उद्योग आणि ड्रायव्हिंग विंड टर्बाइनमध्ये (विशेषत: ऑफशोअर पॉवर प्लांटसाठी योग्य); गार्नेट प्रकारचे फेराइट सिंगल क्रिस्टल्स आणि शुद्ध दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड आणि फेरिक ऑक्साईड यांच्या संयोगाने तयार झालेले पॉलीक्रिस्टल्स मायक्रोवेव्ह आणि इलेक्ट्रॉनिक उद्योगांमध्ये वापरले जाऊ शकतात; उच्च शुद्धता असलेल्या निओडीमियम ऑक्साईडपासून बनविलेले य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट आणि निओडीमियम ग्लास घन लेसर सामग्री म्हणून वापरले जाऊ शकते; इलेक्ट्रॉन उत्सर्जनासाठी कॅथोड सामग्री म्हणून दुर्मिळ पृथ्वी हेक्साबोराइड्सचा वापर केला जाऊ शकतो; लॅन्थॅनम निकेल धातू 1970 च्या दशकात नवीन विकसित हायड्रोजन साठवण सामग्री आहे; लॅन्थॅनम क्रोमेट एक उच्च-तापमान थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री आहे; सध्या, जगभरातील देशांनी बेरियम यट्रिअम कॉपर ऑक्सिजन घटकांसह सुधारित बेरियम आधारित ऑक्साईड वापरून सुपरकंडक्टिंग सामग्रीच्या विकासात प्रगती केली आहे, जे द्रव नायट्रोजन तापमान श्रेणीमध्ये सुपरकंडक्टर मिळवू शकतात. याव्यतिरिक्त, फ्लोरोसेंट पावडर, इंटेन्सिफायिंग स्क्रीन फ्लोरोसेंट पावडर, तीन प्राथमिक रंगाची फ्लोरोसेंट पावडर, आणि कॉपी लॅम्प पावडर (परंतु दुर्मिळ पृथ्वीच्या किमती वाढल्यामुळे झालेल्या उच्च किंमतीमुळे) अशा पद्धतींद्वारे दुर्मिळ पृथ्वीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. लाइटिंगमधील त्यांचे अनुप्रयोग हळूहळू कमी होत आहेत), तसेच प्रोजेक्शन टेलिव्हिजन आणि टॅब्लेट यांसारखी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादने; शेतीमध्ये, शेतातील पिकांना दुर्मिळ पृथ्वी नायट्रेटचे ट्रेस प्रमाण लागू केल्यास त्यांचे उत्पादन 5-10% वाढू शकते; हलक्या कापड उद्योगात, दुर्मिळ पृथ्वी क्लोराईडचा वापर टॅनिंग फर, फर डाईंग, वूल डाईंग आणि कार्पेट डाईंगमध्ये मोठ्या प्रमाणात केला जातो; इंजिन एक्झॉस्ट दरम्यान प्रमुख प्रदूषकांना गैर-विषारी संयुगेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी ऑटोमोटिव्ह कॅटॅलिटिक कन्व्हर्टरमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर केला जाऊ शकतो.

इतर अनुप्रयोग

ऑडिओव्हिज्युअल, फोटोग्राफी आणि कम्युनिकेशन डिव्हाइसेससह विविध डिजिटल उत्पादनांवर दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक देखील लागू केले जातात, लहान, वेगवान, हलके, जास्त वापर वेळ आणि ऊर्जा संवर्धन यासारख्या अनेक आवश्यकता पूर्ण करतात. त्याच वेळी, ते हरित ऊर्जा, आरोग्यसेवा, जल शुद्धीकरण आणि वाहतूक यासारख्या अनेक क्षेत्रांवर देखील लागू केले गेले आहे.