35টি বিভিন্ন শিল্পে সেরিয়াম ব্যবহার (তথ্যগুলি জানা দরকার!)

সেরিয়াম হল ল্যান্থানাইড নামে পরিচিত উপাদানগুলির সিরিজের সর্বাধিক প্রচুর সদস্য। আসুন এই নিবন্ধে সেরিয়ামের কিছু গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার নিয়ে আলোচনা করা যাক।

সেরিয়ামের ব্যবহার নিচে তালিকাভুক্ত করা হলো-

• ধাতুবিদ্যা অ্যাপ্লিকেশন
• গ্লাস এবং সিরামিক অ্যাপ্লিকেশন
• অনুঘটক এবং রাসায়নিক অ্যাপ্লিকেশন
• ডাই এবং পিগমেন্টস
• ইলেক্ট্রনিক্স

সেরিয়ামের প্রযুক্তিগত প্রয়োগগুলি প্রধানত অক্সিজেন এবং সালফারের জন্য এর উচ্চ তাপগতিগত সম্পর্ক, সেরিয়াম (III) এবং সেরিয়াম (IV) এর সাথে জড়িত সম্ভাব্য রেডক্স রসায়ন এবং এর বৈদ্যুতিন কাঠামোর সাথে যুক্ত শোষণ/উত্তেজনা শক্তি ব্যান্ডগুলির উপর নির্ভর করে। আসুন সেরিয়ামের ব্যবহারগুলি দেখে নেওয়া যাক।

ধাতুবিদ্যা অ্যাপ্লিকেশন

1. উচ্চ-শক্তি/লো-অ্যালয় (HSLA) স্টিলের ভৌত বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে সেরিয়াম-ধারণকারী ফেরোঅ্যালয় ব্যবহার করা হয়।
2. সীরিয়াম গ্রাফাইট অঙ্গসংস্থান নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে, উত্পাদন করতে গোলাকার বা ভার্মিকুলার ক্রিস্টালাইট।
3. ঢালাই আয়রনের স্থিতিশীল ল্যান্থানাইড অক্সিসালফাইড গঠনের মাধ্যমে গলিত থেকে অক্সিজেন এবং সালফার মুক্ত করতে সেরিয়াম ব্যবহার করা হয়।
4. সিরিয়াম লাইটার ফ্লিন্টের জন্য পাইরোফোরিক আয়রন-মিসমেটাল (60%) খাদ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
5. সেরিয়াম ভিত্তিক প্রতিক্রিয়াশীল সংকর ধাতু যেমন Th₂আল-এমএম, ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম এবং ভ্যাকুয়াম টিউবের জন্য গেটার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
6. সীরিয়াম সুপারঅ্যালয় তৈরির জন্য নিকেল এবং কোবাল্টের বিকল্প হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
7. সীরিয়াম ব্যবহার করা হয় অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং খাদ এর অপারেটিং জীবন উন্নত.
8. Ce এর জন্য ব্যবহৃত হয় ধাতব ক্রিস্টালাইটের সীমানা থেকে এবং খাদ পরিবর্তনের জন্য সালফারের অমেধ্যের ট্রেস পরিমাণ অপসারণ করা।
9. একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম খাদ সেরিয়াম দ্রুত দৃঢ়ীকরণ.
10. অ্যালুমিনিয়াম-ভিত্তিক অ্যালয় তৈরি করা হচ্ছে যেমন আল-ফে বাইনারি এবং টারনারি আল-ফে-সি যৌগগুলি সেরিয়াম ব্যবহার করা হয়।
11. সীরিয়াম হেক্সাকোক্রোমিয়াম(III) আয়নের জলীয় আকারে ক্রোমিয়াম প্রলেপে ব্যবহৃত হয়।

গ্লাস এবং সিরামিক অ্যাপ্লিকেশন

1. একটি সেরিয়াম বেস সহ একটি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম যা গ্রাইন্ডেবিলিটি উন্নত করে এবং একটি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট পালিশ পৃষ্ঠ তৈরি করে।
2. সেরিয়াম টিভি ফেস প্লেট এবং আয়না তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
3. সারিয়ামের পৃষ্ঠের সংযোজন দ্বারা রঙ্গকগুলির ফটোস্টেবিলিটি উন্নত করা যেতে পারে।
4. যে হারে নির্দিষ্ট রঙ্গক, যেমন টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড, আলোর সংস্পর্শে অন্ধকার হয়ে যায় তা সেরিয়াম দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে।
5. সেরিয়ামের উচ্চ শক্তি ইলেকট্রন দ্বারা উচ্চ বিকিরণ প্রতিরোধী কাচ তৈরি করা।
6. গ্লাসে সেরিয়াম আয়ন থাকে যা অতিবেগুনী বিকিরণ শোষণ করে এবং ইলেক্ট্রনকে গ্লাস ম্যাট্রিক্সে ছেড়ে দেয় যা ফটোসেনসিটিভ গ্লাস বলে।
7. উচ্চ বিস্তারিত নিদর্শন চশমা Ce আয়ন সঙ্গে মিশ্রিত রূপালী আয়ন দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে.
8. সেরিয়াম পাতলা পৃষ্ঠের আবরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয় যা কর্মক্ষমতা উন্নত করতে অপটিক্যাল উপাদানগুলিতে প্রয়োগ করা হয়।

অনুঘটক এবং রাসায়নিক অ্যাপ্লিকেশন

1. অশোধিত তেলকে কম আণবিক-ওজন ভগ্নাংশে রূপান্তর করতে বেশ কিছু অনুঘটক ব্যবহার করা হয়, যেমন সেরিয়াম ব্যবহার করে পেট্রল।
2. সেরিয়াম জিওলাইট ছিদ্রগুলির মধ্যে আবদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয় যা একটি উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে।
3. ল্যান্থানাইড, সেরিয়াম অনুঘটকদের উচ্চ ক্র্যাকিং কার্যকলাপ দিতে, বিশেষ করে ভারী অপরিশোধিত তেল ফিডস্টক থেকে কম-অকটেন জ্বালানী তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
4. Cerium সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত নিষ্কাশন নিয়ন্ত্রণ ডিভাইস একটি পাতলা প্রাচীর সঙ্গে একটি সিরামিক মনোলিথ গঠিত.
5. Cerium সালফার-যুক্ত অপরিশোধিত তেল ভগ্নাংশে শোধনাগার অনুঘটক ক্র্যাকিং প্রক্রিয়া (FCC) সালফার ডাই অক্সাইড অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
6. Cerium পলিমার ইনিশিয়েটর হিসাবে ব্যবহার করে র্যাডিকাল তৈরি করছে।
7. একটি ক্ষার-প্রচারিত আয়রন অক্সাইড-ভিত্তিক অনুঘটক এবং সেরিয়াম যোগ করে ইথাইলবেনজিন থেকে স্টাইরিন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।
8. অ্যাক্রিলোনিট্রিল তৈরির জন্য প্রোপিলিনের অ্যামোক্সিডেশন একটি অনুঘটকভাবে সক্রিয় সেরিয়াম কমপ্লেক্সের উপর বাহিত হয়।
9. সেরিয়াম-ভিত্তিক অনুঘটক অক্সিজেন এবং ইলেক্ট্রন স্থানান্তর রেডক্স কাপেও ব্যবহৃত হয়।
10. সেরিয়াম ফ্লোরাইড চরম চাপ উন্নত করতে লুব্রিকেন্ট ফর্মুলেশনের একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
11. Cerium কার্বন আর্ক লাইটিং ইনপুট ব্যবহার করা হয় বৈদ্যুতিক শক্তি উজ্জ্বল দৃশ্যমান শক্তিতে রূপান্তরিত হয়.

ডাই এবং পিগমেন্টস

1. সিরিয়াম যোগ করার মাধ্যমে রঙ্গকগুলির ফটোস্টেবিলিটি বাড়ানো যেতে পারে, কারণ এটি রঙ্গক সরবরাহ করে লাইটফাস্টনেস এবং পরিষ্কার পলিমারগুলিকে সূর্যের আলোতে অন্ধকার হতে বাধা দেয়।
2. একটি অজৈব রঙ্গক হিসাবে প্রাণবন্ত লাল সেরিয়াম (III) সালফাইড (সেরিয়াম সালফাইড লাল), যা খুব উচ্চ তাপমাত্রা পর্যন্ত রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় থাকে।

ফসফর/লুমিনেসেন্স অ্যাপ্লিকেশন

1. Cerium একটি অপরিহার্য উপাদান হিসাবে a ডোপিং সিআরটি টিভি স্ক্রীন, ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্প এবং পরবর্তীতে ব্যবহৃত ফসফরের জন্য সাদা আলো-নির্গত ডায়োড.
2. সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত উদাহরণ হল cerium(III)-ডোপড ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (Ce: YAG) যা সবুজ থেকে হলুদ-সবুজ আলো (550-530 nm) নির্গত করে এবং একটি হিসাবে আচরণ করে সিন্টিলেটর.
3. Cerium- ফসফরাস ধারণকারী নির্দিষ্ট ক্যাথোড-রে টিউব অ্যাপ্লিকেশনে খুব দক্ষ নির্গমন সহ একটি হোস্ট জালি হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ইলেক্ট্রনিক্স

1. পাওয়ার সেলের (100A) একটি ইলেক্ট্রোলাইটে সেরিয়াম দিয়ে তৈরি একটি রিডো জোড়া থাকে।
2. Cerium-পরিবর্তিত ডোপড স্ট্রন্টিয়াম টাইটানেট হল একটি উপাদান কম্পোজিশনের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কোষের জন্য।
3. Ceria এর তেজস্ক্রিয় কনজেনারের বিকল্প হিসাবেও ব্যবহৃত হয়েছে থোরিয়া.

সেরিয়াম ক্লোরাইড ব্যবহার করে

সেরাস ক্লোরাইড হাইড্রেট CeCl₃ nH2O, সাধারণত n = 6 সহ, গরম করার সময়, সেরাস অক্সিক্লোরাইড, CeOCl গঠন করে। সেরিয়াম ক্লোরাইডের কিছু ব্যবহার নিয়ে আলোচনা করা যাক।

সেরিয়াম ক্লোরাইডের ব্যবহার হল-

1. জন্য অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত ফ্রিডেল-ক্র্যাফটস অ্যাসিলেশন এবং অ্যালকিলেশন প্রতিক্রিয়া।
2. আলফা, বিটা-অসম্পৃক্ত কার্বনাইল যৌগের লুচে হ্রাসের জন্য সংশ্লেষণ[13]।

এটি পানিতে অত্যন্ত দ্রবণীয়, এবং (যখন জলশূন্য) এটি ইথানল এবং অ্যাসিটোনে দ্রবণীয়। সেরিয়াম ক্লোরাইডের ব্যবহার সেরিয়াম (III) এর অন্য কোনো হ্যালাইডের তুলনায় রাসায়নিক সংশ্লেষণে সীমাবদ্ধ।

সেরিয়াম অক্সাইড ব্যবহার করে

বিশুদ্ধ সিইও₂ ফ্লোরাইটযুক্ত একটি খুব ফ্যাকাশে হলুদ (CaF₂) আট-সমন্বয় ক্যাটেশন এবং চার-সমন্বয় অ্যানয়ন বিশিষ্ট কাঠামো। আসুন সিইও এর ব্যবহার দেখি₂.

সেরিয়াম অক্সাইডের ব্যবহার নিচে তালিকাভুক্ত করা হলো-

• অনুঘটন
• শক্তি এবং জ্বালানী
• অপটিক্স
• ঢালাই

এটি সিইও প্রদানকারী স্টোইচিওমেট্রি থেকে বড় বিচ্যুতি প্রদর্শন করতে পারে_2x, যেখানে x 0.3 পর্যন্ত হতে পারে। অক্সাইডের রঙ শুধুমাত্র স্টোইচিওমেট্রির জন্যই নয়, অন্যান্য ল্যান্থানাইডের উপস্থিতির জন্যও সংবেদনশীল। আসুন নিবন্ধের নিম্নলিখিত অংশে সেরিয়াম অক্সাইডের ব্যবহারগুলিতে ফোকাস করি।

অনুঘটন

• জলে, একটি গ্যাস স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া সিইও₂ একটি ভিন্নধর্মী অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• এর হ্রাসকৃত ডেরিভেটিভ Cerium(III) অক্সাইড হাইড্রোজেন নিঃসরণের সাথে পানিকে হ্রাস করে।
• সিইও_x উপকরণ একটি অক্সিডেশন অনুঘটক জন্য ceria ব্যবহারের ভিত্তি. 
• সিইও₂ এর দেয়ালে ব্যবহৃত হয় স্ব-পরিষ্কার ওভেন হাইড্রোকার্বন অক্সিডেশন অনুঘটক হিসাবে উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষ্কারের প্রক্রিয়ার সময়।
• নিম্ন ক্রম সেরিয়াম অক্সাইড a হিসাবে ব্যবহৃত হয় অনুঘটকের রূপান্তরকারী CO এর অক্সিডেশনের জন্য এবং কোন_x নির্গমন।
• সিইও₂ উচ্চ প্রতিসরণকারী সূচকের কারণে চীনামাটির বাসন এনামেলের জন্য ওভার-লেপা হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
• সিইও₂-ডোপড জিরকোনিয়া ধাতব পৃষ্ঠের তাপীয় বাধা স্প্রে আবরণেও ব্যবহৃত হয়।
• সিরিয়াম অক্সাইড হিসাবে এফসিসি অনুঘটক ডোপ্যান্ট করে একটি নিষ্ক্রিয় ম্যাট্রিক্সে এমবেড করা স্ফটিক জিওলাইট এবং সংযোজন ধারণ করে।

শক্তি এবং জ্বালানী

• সেরিয়াম অক্সাইড হিসেবে ব্যবহৃত হয় a মিশ্র পরিবাহীউল্লেখযোগ্য আয়নিক এবং ইলেকট্রনিক পরিবাহনের কারণে।
• জন্য আগ্রহের উপাদান কঠিন অক্সাইড জ্বালানী কোষ জিরকোনিয়াম অক্সাইডের তুলনায় (SOFCs)।
• সার্জারির  সেরিয়াম(IV) অক্সাইড–সেরিয়াম(III) অক্সাইড চক্র একটি দুই ধাপ জল বিভাজন যে প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করা হয়েছে হাইড্রোজেন উত্পাদন.

অপটিক্স

• এর পাতলা পৃষ্ঠ আবরণ সেরিয়াম অক্সাইড কর্মক্ষমতা উন্নত করতে অপটিক্যাল উপাদান প্রয়োগ করা হয়.
• সিইও₂ ব্যবহার করতে পাওয়া যায় ইনফ্রারেড ফিল্টার, অনুঘটক রূপান্তরকারী একটি অক্সিডাইজিং প্রজাতি হিসাবে.

ঢালাই

• এটি থোরিয়ামের বিকল্প হিসাবে টাংস্টেন আর্ক উইল্ডিংয়ে ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

Cerium রাসায়নিকভাবে দুটি স্থিতিশীল ভ্যালেন্স অবস্থা, Ce দ্বারা চিহ্নিত করা হয়³⁺, cerous, এবং ceric Ce⁴⁺, যার জন্য আয়নিক ব্যাসার্ধ যথাক্রমে 114 pm এবং 97 pm। প্রকৃতপক্ষে, সেরিক আয়ন একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট কিন্তু যখন লিগ্যান্ড অক্সিজেনের সাথে যুক্ত হয়, তখন এটি সম্পূর্ণরূপে স্থিতিশীল হয় এবং সেরিক অক্সাইড হল সর্বাধিক ব্যবহৃত সেরিয়ামের রূপ।