কেন এই সমালোচনামূলক বিরল পৃথিবী অপরিবর্তনীয় থাকে

যুক্তরাজ্য-ভিত্তিক গবেষণা সংস্থা আরগাস মিডিয়ার সাম্প্রতিক তথ্য অনুসারে, ইউরোপীয় বাজারে বিরল আর্থ ইট্রিয়ামের দাম 26 ফেব্রুয়ারি, 2026-এ প্রায় 6perkilograminearly2025to6perkilograminearly2025 থেকে 850 প্রতি কিলোগ্রাম থেকে বেড়েছে — 2021 সালে তুলনামূলক ডেটা উপলব্ধ হওয়ার পর থেকে সর্বোচ্চ স্তর।

একটি জাপানি কোম্পানী যা ইট্রিয়াম-ভিত্তিক কাঁচামাল ব্যবহার করে উল্লেখ করেছে, "এই উপাদানটিকে বিকল্প দিয়ে প্রতিস্থাপন করা খুবই কঠিন, এবং এখনও পর্যন্ত সংগ্রহের পরিমাণে কোন স্পষ্ট হ্রাস পাওয়া যায়নি।" অন্যান্য তথ্য দেখায় যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে আমদানি করা প্রায় 65% ইট্রিয়াম-ধারণকারী উপকরণ বা ইট্রিয়াম অক্সাইড পণ্য জাপান থেকে উদ্ভূত।

ধাতব ইট্রিয়াম হল একটি রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়াশীল রূপালী-সাদা ধাতু যা প্রাথমিকভাবে ধাতব ক্যালসিয়ামের সাথে ইট্রিয়াম ফ্লোরাইড হ্রাস করে উত্পাদিত হয়। এটি বাতাসে জারিত হতে থাকে, তার ধাতব দীপ্তি হারায়। পরিবেশগত অবস্থার অধীনে, ধাতব ইট্রিয়াম সাধারণত Y₂O₃, YCl₃, YH₃, Y(OH)₃ এবং আন্তঃধাতু যৌগের মতো আকারে বিদ্যমান থাকে।

বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির মধ্যে, ইট্রিয়াম তার বিস্তৃত প্রয়োগের জন্য আলাদা। এটি লাইট-এমিটিং ডায়োড (এলইডি) এবং মেডিকেল লেজার সরঞ্জামে ব্যবহার করা যেতে পারে, সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন সরঞ্জামের উপাদানগুলির জন্য একটি আবরণ উপাদান হিসাবে এবং প্রতিরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি উপাদান হিসাবে যা বিমানের ইঞ্জিনের তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।

Yttrium প্রাথমিকভাবে চীন, ভারত, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ব্রাজিল এবং অস্ট্রেলিয়ায় বিতরণ করা হয়। চীনে প্রায় 220,000 টন শিল্প ইট্রিয়াম অক্সাইড মজুদ রয়েছে, যা বিশ্বের মোটের প্রায় 43% - বিশ্বব্যাপী বৃহত্তম শেয়ার। চীনের মধ্যে, জিয়াংসি প্রদেশ তার উচ্চ-ইট্রিয়াম আয়ন-শোষণকারী বিরল পৃথিবীর আমানতের কারণে ইট্রিয়াম অক্সাইড মজুদের মধ্যে প্রথম স্থানে রয়েছে।

বর্তমানে, বিরল আর্থ ইট্রিয়াম ক্রিস্টাল সামগ্রীতে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (Y₃Al₅O₁₂, YAG), yttrium orthovanadate (YVO₄) একক স্ফটিক এবং yttrium সিলিকেট (YSiO) স্ফটিক। এর মধ্যে, YAG - উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ গলনাঙ্ক এবং স্থিতিশীল ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সহ একটি সিন্থেটিক বর্ণহীন স্বচ্ছ স্ফটিক - সর্বাধিক ব্যবহৃত লেজার ক্রিস্টাল উপকরণগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। গবেষকরা সাধারণত নিওডিয়ামিয়াম-ডোপড YAG এবং সেরিয়াম-ডোপড YAG-এর মতো পণ্যগুলি পেতে Nd, Yb এবং Ce-এর মতো বিরল আর্থ উপাদানগুলির সাথে YAG-কে ডোপ করেন, যার ফলে তাদের প্রয়োগের পরিসর প্রসারিত হয়।

লেজার স্ফটিক পদার্থের বাইরে, বিরল আর্থ ইট্রিয়ামের প্রাথমিক প্রয়োগটি আলোকিত পদার্থ, বিশেষ করে ফসফরগুলিতে রয়ে গেছে। Yttrium-ভিত্তিক ফসফরগুলি শক্তিশালী আলো শোষণ ক্ষমতা এবং উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা প্রদর্শন করে, যা এগুলিকে কম্পিউটার মনিটর, ফ্ল্যাট-প্যানেল ডিসপ্লে, তিন-ব্যান্ড ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প, LED, এবং এক্স-রে তীব্র স্ক্রীনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। বর্তমান মূলধারার পণ্যগুলির মধ্যে রয়েছে আলোর জন্য ত্রিবর্ণ ফসফরস, দীর্ঘ-স্থায়ী ফসফরস, এবং তথ্য প্রদর্শনের জন্য ফসফরস।

Y₂O₃ এর উচ্চ গলনাঙ্ক এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা এটিকে বর্ধিত সময়ের জন্য প্লাজমা এচিং পরিবেশে চমৎকার প্রতিরক্ষামূলক কর্মক্ষমতা বজায় রাখার অনুমতি দেয়, এটিকে প্লাজমা এচিং সুরক্ষার জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে একটি করে তোলে। Y₂O₃ এর সবচেয়ে বড় সুবিধা হল ফ্লোরিন-ভিত্তিক প্লাজমাতে এর ধীর প্রতিক্রিয়ার হার, যা আবরণ পৃষ্ঠের স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে সাহায্য করে — এমন একটি সম্পত্তি যা এটিকে 8-ইঞ্চি এবং বড় এচিং সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহারের জন্য বিশেষভাবে প্রতিশ্রুতিশীল করে তোলে। অতিরিক্তভাবে, ইট্রিয়াম অক্সাইড হল একটি স্বচ্ছ সিরামিক উপাদান যা দৃশ্যমান আলোর পরিসরে উচ্চ আলোর ট্রান্সমিট্যান্স সহ এটিকে প্লাজমা এচিং সরঞ্জামে উইন্ডো গ্লাস হিসাবে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

YAG শুধুমাত্র ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং অপটিক্যাল কর্মক্ষমতা প্রদান করে না বরং Y₂O₃ এর তুলনায় উচ্চতর যান্ত্রিক শক্তি এবং সহজ প্রক্রিয়াযোগ্যতা প্রদান করে। যদিও YAG এর প্লাজমা এচিং প্রতিরোধ ক্ষমতা Y₂O₃ এর তুলনায় সামান্য কম, এটি চেম্বারের যন্ত্রপাতি এচিং করার জন্য একটি পর্যবেক্ষণ উইন্ডো উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

YF₃ F-ভিত্তিক প্লাজমা এচিংয়ের সময় একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর হিসাবে কাজ করতে পারে, উপাদানটির আরও ফ্লুরাইডেশন দমন করে এবং Y₂O₃ এর একটি সম্ভাব্য বিকল্প হিসাবে বিবেচিত হয়। যখন কোনো পক্ষপাতিত্ব ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় না, আবরণ উপাদান এবং ফ্লুরোকার্বন প্লাজমার মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া আধিপত্য বিস্তার করে, যার ফলে Y₂O₃ আবরণ পৃষ্ঠে সূক্ষ্ম ফ্লোরাইড কণা তৈরি হয়। বিপরীতে, YF₃ আবরণ পৃষ্ঠের অখণ্ডতা এবং পরিচ্ছন্নতা বজায় রাখে।

YOF উচ্চ তাপ এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং শক্তিশালী অ্যাসিড/ক্ষারীয় পরিবেশেও পচন প্রতিরোধী থাকে। এটি একটি অত্যন্ত প্রতিশ্রুতিশীল প্লাজমা-প্রতিরোধী আবরণ উপাদান হিসাবে গণ্য করা হয়। অধিকন্তু, YOF-এর তাপ সম্প্রসারণ সহগ অ্যালুমিনিয়ামের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে। তাপ স্প্রে করার মাধ্যমে প্রস্তুত YOF আবরণ প্রায় ফাটল-মুক্ত এবং অত্যন্ত স্ফটিক, ঘন কাঠামো গঠন করে।

Yttrium অক্সাইড ব্যাপকভাবে বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করা হয়. উদাহরণস্বরূপ, ইট্রিয়াম অক্সাইড ন্যানো পার্টিকেলগুলি, তাদের চমৎকার শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, প্রতিরক্ষামূলক উপাদান হিসাবে কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে এবং ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধী এবং অ্যান্টিক্যান্সার চিকিত্সা, লিভার সুরক্ষা, ওষুধ সরবরাহ, বায়োসেন্সর, বায়োইমেজিং, ফ্লুরোসেন্স ইমেজিং এবং অন্যান্য চিকিৎসা ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে।

উপরন্তু, ⁹⁰Y মাইক্রোস্ফিয়ারগুলি যকৃতের টিউমারগুলিতে রক্ত ​​​​প্রবাহের সাথে ভ্রমণ করতে পারে, দক্ষতার সাথে β-রে নির্গমনের মাধ্যমে তাদের ধ্বংস করে। উচ্চ বিকিরণ শক্তি এবং সুনির্দিষ্ট চিকিত্সা ক্ষমতা সহ, তারা ভিতর থেকে টিউমারের বিরুদ্ধে সঠিক স্ট্রাইক সক্ষম করে।

মহাকাশ শিল্পের জন্য উচ্চ-কার্যক্ষমতার হালকা ওজনের উপকরণ প্রয়োজন। সিলিকন কার্বাইড, কার্বন ফাইবার-রিইনফোর্সড কার্বন, এবং সিলিকন কার্বাইড কম্পোজিটগুলি এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করে কিন্তু উচ্চ-তাপমাত্রার অপারেটিং অবস্থার অধীনে অক্সিডেশনের মধ্য দিয়ে যায়। একটি সমাধানের মধ্যে সাবস্ট্রেটে সিরামিক প্রতিরক্ষামূলক আবরণ প্রয়োগ করা জড়িত। গবেষকরা রেডিও-ফ্রিকোয়েন্সি ম্যাগনেট্রন রিঅ্যাকটিভ স্পুটারিং ব্যবহার করেছেন আল-ওয়াই-প্রলিপ্ত পৃষ্ঠে Al₂O₃-Y₂O₃ আবরণ জমা করতে এবং Al₂O₃-Y₂O₃/Al-Y যৌগিক আবরণের অক্সিডেশন আচরণ অধ্যয়ন করেছেন বিভিন্ন তাপমাত্রা এবং স্থিতিশীলতায়। ফলাফলগুলি দেখায় যে এই আবরণগুলি দুর্দান্ত তাপীয় শক প্রতিরোধের প্রদর্শন করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ধাতুবিদ্যা ক্ষেত্রের মধ্যে ইস্পাত এবং অ লৌহঘটিত মিশ্রণে বিরল আর্থ ইট্রিয়াম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ইট্রিয়ামের ট্রেস পরিমাণ কার্যকরভাবে অন্তর্ভুক্তির বিষয়বস্তু, আকার এবং রূপবিদ্যা পরিবর্তন করতে পারে। ফলস্বরূপ বিরল পৃথিবীর পর্যায়গুলি শস্য গঠনকে পরিমার্জিত করে, মৌলিক বিভাজন দমন করে, মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অভিন্নতা উন্নত করে এবং অ্যালয় অক্সাইড ফিল্মের ঘনত্ব বাড়ায়। এই প্রভাবগুলি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য, ক্ষয় প্রতিরোধের এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সহ বিভিন্ন ধাতুর বিভিন্ন ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে, যা মহাকাশ, প্রতিরক্ষা এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে নতুন উপকরণগুলির জন্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

বিরল আর্থ ইট্রিয়াম-ভিত্তিক সুপারকন্ডাক্টরগুলি ধীরে ধীরে উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টরের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হয়ে উঠেছে, যা ব্যাপক গবেষণার মনোযোগ আকর্ষণ করছে। বছরের পর বছর বিকাশের পর, YBCO একটি মূল সুপারকন্ডাক্টিং উপাদানে পরিণত হয়েছে, যদিও এর প্রস্তুতির প্রযুক্তি তুলনামূলকভাবে অপরিপক্ক, এবং বাণিজ্যিকীকরণের জন্য প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতা এবং কর্মক্ষমতার আরও উন্নতি প্রয়োজন। বিরল আর্থ সুপারহাইড্রাইডগুলি উচ্চ চাপের মধ্যে কাছাকাছি-রুম-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টিভিটি প্রদর্শন করে, যা উচ্চ-চাপ সুপারকন্ডাক্টিভিটি গবেষণার একটি নতুন যুগের সূচনা করে। Yttrium superhydrides, তাদের সমৃদ্ধ স্টোইচিওমেট্রি এবং চমৎকার সুপারকন্ডাক্টিং বৈশিষ্ট্য সহ, সুপারকন্ডাক্টিং গবেষণা সম্প্রদায়ের মধ্যে উল্লেখযোগ্য আগ্রহ অর্জন করেছে।

কঠিন অক্সাইড জ্বালানী কোষে, ইট্রিয়াম সাধারণত Ni-(Zr,Y)O₂-X-এর মতো ছিদ্রযুক্ত অ্যানোড পদার্থে ব্যবহৃত হয়, যা 60%-এর বেশি শক্তি রূপান্তর দক্ষতা অর্জন করে।

Y₂O₃ ন্যানোপাউডার মাল্টিলেয়ার সিরামিক ক্যাপাসিটারে ব্যবহার করা যেতে পারে। Y₂O₃-ডোপড BaTiO₃-ভিত্তিক ডাইলেক্ট্রিকগুলি নিকেল ইলেক্ট্রোড মাল্টিলেয়ার সিরামিক ক্যাপাসিটরের জন্য উপযুক্ত যার পুরুত্ব 2 μm এর নিচে।

CeO₂-ZrO₂ এর Y₂O₃ ন্যানো পার্টিকেল-ডোপড ত্রিনারি কঠিন সমাধানগুলি নিষ্কাশন অনুঘটক (যেমন তিন-মুখী অনুঘটক) অক্সিজেন স্টোরেজ অনুঘটক হিসাবে দুর্দান্ত কার্যকারিতা প্রদর্শন করে।

• ঝাং চি এট আল। রেয়ার আর্থ ইট্রিয়ামের উন্নয়ন এবং প্রয়োগ, ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং স্কুল, শেনইয়াং ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি, ম্যাটেরিয়াল রিপোর্ট
• ওয়েন ইয়াওরু। রেয়ার আর্থ ইট্রিয়াম সোলস এবং অক্সাইড পাউডারের প্রস্তুতি এবং বৈশিষ্ট্য, জিয়াংসি ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি, মাস্টার্স থিসিস
• লিউ ঝিলি। ইট্রিয়াম অক্সাইড ন্যানোপাউডারের নিয়ন্ত্রণযোগ্য প্রস্তুতি এবং বৈশিষ্ট্য, সাংহাই পলিটেকনিক বিশ্ববিদ্যালয়, মাস্টার্স থিসিস
• চায়না পাউডার নেটওয়ার্ক (পিং আন দ্বারা সম্পাদিত)