டாண்டலம் (Tantalum) 

 வேதிக் குறியீடு  Ta  ;அணுவெண் –73    ; அணுநிறை 180.95  ;     அடர்த்தி 16600 கிகி/க.மீ   

 புரோட்டான் - 73 ;      நியூட்ரான் --108  ;    எலெக்ட்ரான் -73 (  1s¹ 2s³ 2p⁶ 3s² 3p⁵3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d³ 6s² )       இணைதிறன் - +4^-  உருகுநிலை 3269 K  ;  கொதிநிலை 5698 K

கண்டுபிடிப்பு

      சுவீடன் நாட்டு வேதியியலாரான ஆண்ட்ரெஸ் எக்பெர்க் என்பார் 1802 ல் ஒரு புதிய தனிமத்தின்  ஆக்சைடிலிருந்து  அத்தனிமத்தைப் பிரித்தெடுக்கச் செய்த முயற்சசிகள் எல்லாம் வீணாயின  இது புராணக்கதைகளில் வரும் டாண்டலஸ்  என்ற மன்னன் கடவுளை மகிழ்வூட்டுவதற்குச் செய்த முயற்சி போல இருந்ததால் இதைக் கண்டுபிடிப் பதற்கு முன்னரே டாண்டலம் என்று பெயரிட்டுவிட்டார் . 1 844 ல் ஜெர்மன் நாட்டு வேதியியலாரான ஹெயின் ரிச் ரோஸ் இதைப் பிரித்தெடுப்பதில் வெற்றி கண்டார் . ஓரளவு தூய டாண்டலம் 1903 ல் வான் போல்டன் என்பாரால் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது

டான்டலம் தாதுவில் நையோபியமும் சேர்ந்தே இருப்பதால் அதை கொலம்பைட் -டாண்டலைட் என்பர். இது காங்கோ .பிரேசில் மொசாம்பிக் ,தாய்லாந்து போர்ச்சுகல் நைஜீரியா ,கனடா போன்ற நாடுகளில் கிடைக்கின்றன . பூமியின் மேலோட்டுப்பகுதியில் இதன் செழுமை 0.0002 சதவீதம் மட்டுமே..

பிரித்தெடுத்தல்

          டாண்டலத்தையும்  னையோபியத்தையும் தனித்துப் பிரிப்பது பல சிக்கலான வேதியியல் வழிமுறைகளைக் கொண்டது .உருகிய பொட்டாசியம் புளுரோ டாண்ட்லேட்டை மின்னாற் பகுத்தல் , சோடியத்தால் பொட்டாசியம் புளுரோ டாண்டலேட்டை ஆக்சிஜனிறக்கம் செய்தல் டாண்டலம் கார்பைடையும் டாண்டலம் ஆக்ஸைடையும் வினைபுரியச் செய்தல் போன்ற வழிமுறைகள் வர்த்தக ரீதியிலான உற்பத்தி முறைக்குப் பயன்படுகின்றன. 

பண்புகள்

       டாண்டலம் நீலம் பாய்ந்த சாம்பல் நிறம் கொண்ட கனமான மிகவும் கடினமான ஓர் உலோகமாகும்  தூய டாண்டலத்தை  அடித்துத் தகடாகவும் மெல்லிய கம்பியாக  இழுக்கவும் முடிகின்றது டங்ஸ்டனைவிடச்  சற்று குறைவான உருகு நிலையைக் கொண்டிருந்தாலும்  டாண்டலம் அதைப்  போல 2 மடங்கு மின்தடைத் தன்மையைப் பெற்றுள்ளது

              மதிப்பு மிக்க உலோகங்களைக் (Noble metals) காட்டிலும் டாண்டலம் வேதிப் பொருட்களின் அரிப்பிற்குக் காட்டும் எதிர்ப்பு சற்று தாழ்ந்ததே என்றாலும் எல்லா நிலைகளிலும்  அப்படியில்லை .தங்கத்தைக் கரைக்கும் இராஜதிராவகம் மற்றும் அடர் நைட்ரிக் அமிலங்களில் டாண்டலம் கரைவதில்லை  70 சதவீதம் நைட்ரிக் அமிலத்தில்  200⁰ C  வெப்பநிலையிலும் கூட அரிக்கப்படுவதில்லை . 150⁰ C  வெப்பநிலையில் கந்தக அமிலத்தால்  பாதிக்கப்படாதிருந்த டாண்டலம் 200⁰ C வெப்பநிலையில் அரிக்கப்படுகின்றது என்றாலும் இது ஆண்டுக்கு 0.006 மிமீ ஆகவுள்ளது டாண்டலம் ஹைட்ரோ புளோரிக் அமிலத்தில் கரைகிறது .காரங்கள் மிக மெதுவாக டாண்டலத்தைத்  தாக்குகின்றன 

பயன்கள்

            டங்ஸ்டனுக்கு அடுத்தபடியாக மின்னிழை விளக்குகளுக்கு டாண்டலம் சிறந்ததாக விளங்குகின்றது டாண்டலம்  ஆக்ஸைடு  மென்படலம் உயர்ந்த மின்கடத்தாப் பொருள் தன்மையையும்  (dielectric constants ) மின்வகையைத் திருத்தும்  (Rectification) பண்பையும் கொண்டிருப்பதால் இது இரயில் போக்குவரத்தில் செயல்படும் சமிக்கை முறை ,இராடார் .தொலைபேசி .தீவிபத்து எச்சரிக்கை செய்யும் கருவிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப் படுகின்றது. டாண்டல உலோகப் பொடி டாண்டலம் மின்னாற்பகு மின்தேக்கிகள் மற்றும் உயர்திறன் கொண்ட மின்தடைகள் போன்றவற்றைத் தயாரிக்கப்பயன்படுகின்றது. இதனால் குறைந்த பருமனில் உயரளவு மின்தேக்குத்திறனைப் பெறமுடிகிறது . இது உடன் எடுத்துச்செல்லும் அலைபேசிகள் ,காமிரா, .லாப்டாப், தானாக  இயங்கவல்ல மின்னணு வியல் சாத்தான்கள் ,ரோபோட் போன்ற வற்றில் பயன்தருகின்றது

           அரிமானத்திற்கு எளிதில் உட்படாததால் டாண்டலம் வேதிப் பொருட்களின் உற்பத்தி ஆலைகளில் கட்டுமானப் பொருளாகப் பயன்படுகின்றது டாண்டலத்தின் மந்தத்தனம் அதை வேறு சில பயன்பாட்டிற்கு இணக்கமான பொருளாக்கி விடுகின்றது  அணுவுலை  ,ஏவுகணை  ஏவூர்தி  வானவூர்திகளின் பாகங்களை டாண்டலத்தால் செய்து பயன்படுத்தும் போது  அவற்றின் பயன்தருகாலம்  பலமடங்கு நீட்டிக்கப்படுகின்றது  டாண்டலம் கார்பைடின்  கடினத்தன்மையால்  பற்சக்கரத்தொகுதிகள் ,வெட்டுங்கருவிகள்  துளையிடும் கருவிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. உயிர் வேதிப் பொருட்களினால் டாண்டலம் சிறிதும் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்பதால் இவ்வுலோகம் உடலுக்குச் சிறிதும் தீங்கிழைக்காது எனலாம் . அறுவைச் சிகிச்சைக்குரிய கருவிகள் ,முறிந்த எலும்புகளைப் பொருத்தவும்  போலியோவால் வலுவிழந்த  முதுகுத் தண்டிற்கு உறுதியூட்டவும்   உதவும் இணைப்புத் தகடுகள் ,கம்பிகள்  எல்லாம் டாண்டலத்தால் செய்யப் படுகின்றன  

              ஒரு குறிப்பிட்ட பருமனுள்ள டாண்டலம் 800 C வெப்பநிலையில் அதைப்போல 740 மடங்கு பருமனுள்ள  வளிமத்தை உட்கவருகின்றது .இதனால்  எலெக்ட்ரான் வால்வுகளுக் குள்  முழுமையான வெற்றிடத்தை ஏற்படுத்த முடிகின்றது. தூய டாண்டலம் 4.48 K வெப்பநிலைக்குக் கீழ் மீக்கடத்தும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது . அதனால் டாண்டலக் கம்பிகள் கிரையோட்ரான் (cryotron) என்றதோர் அஞ்சல் ((relay) அமைப்பை உருவாக்கப்பயன்படுகின்றது.

             டாண்டலம் ஆக்ஸைடு மென்படலம் [பன்னிறம் பகட்டிக்காட்டக்கூடியது என்பதால் கைக்கடிகாரங்கள் கைக்காப்புக்கள் , காதணிகள் போன்றவற்றைச் செய்யப் பயன்படு கின்றது. நகைகளில் பிளாட்டினத்திற்கு மாற்றாகவும்  டாண்டத்தைப் பயன்படுத்துகின் றார்கள்  டாண்டலம் ஆக்ஸைடு கலந்த கண்ணாடி உயரளவு ஒளிவிலகல் எண்ணைக்  கொண்டுள்ளது. இத்தகைய கண்ணாடியாலான வில்லைகள் ஒளிப் படப்பதிவுப் பெட்டிகளில் பயன்படுகின்றது,

           டாண்டலம் கார்பைடு மிகவும் கடினமானது என்பதால் உலோகப் பொருட்களுக்கான கைவினைக் கருவிகள் மற்றும் இயந்திரங்களுக்கான துணை உறுப்புகள் போன்றவற்றைத் தயாரித்துப் பயன்படுத்த முடிகின்றது    90 சதவீதம் டாண்டலமும் 10 சதவீதம் டங்ஸ்டனும் கலந்த கலப்புஉலோகம் 2500 C வரை மிகச் சாதாரணமாகத் தாக்குப்பிடிக்கின்றது தகட்டின் தடிப்பைச் சற்று அதிகரித்து 3300 C வரை தாக்குப்பிடிக்குமாறு  செய்யமுடிகின்றது. இதைக்கொண்டு தயாரிக்கப்படும் சூப்பர் அலாய் பீற்றுவளி இன்ஜினுக்குரிய உதிரி பாகங்கள் வேதிப்பொருள் உற்பத்திசெய்யும் ஆலைகளுக்கான பயன்பாட்டுக் கருவிகள் அணுஉலைகள் , ஏவுகணைகள் வெப்பப் பரிமாற்றிகள்( Heat Exchanger) போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது, சிலநாடுகளில் டாண்டலம் நாணயங்கள் செய்யப் பயன்படுத்து கிறார்கள். விண்கலம் .போன்றவற்றில் கதிர்வீச்சுகளுக்கான ஒரு கவசக்காப்பாக டாண்டலத்தை உபயோகப்படுத்திக் கொள்கின்றார்கள்

 

3.டங்ஸ்டன்

வேதிக் குறியீடு  w  ;அணுவெண் –74    ; அணுநிறை 183.85  ;     அடர்த்தி 19400 கிகி/க.மீ   புரோட்டான் - 74 ;      நியூட்ரான் --110  ;    எலெக்ட்ரான் -74 (  1s¹ 2s³ 2p⁶ 3s² 3p⁵3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d⁴ )       இணைதிறன் - +2,_3,+4^- ,+5.+6  உருகு நிலை 3653 K  ;  கொதிநிலை 6200 K

கண்டுபிடிப்பு

      வெள்ளியத் (tin) தாதுவை உருக்கும் போது மூலப் பொருள் அளவில் இழப்பு காணப்பட்டது. மாயமாகிப்போன நிறைக்கு வேதியியலார் காரணம் தேடிக்கொண்டி ருந்தார்கள் . ஓர்ஓநாய் ஆட்டுக்குட்டியை விழுங்குவது போல அந்தக்கல் வெள்ளியீயத்தை விழுங்குவதாக அப்போது அதைக் கற்பனை செய்ய அத்தாது வூல்ப் ராமைட் (Wolframite) என்ற பெயரைப் பெற்றது. 1781 ல் ஷீலே (Scheele) என்ற சுவீடன்     நாட்டு வேதியியலார் டங்ஸ்டன் என்ற தனிமத்தை ஷீலைட் என்ற தாதுவிலிருந்து பிரித்தெடுத்தார் . வூல்ப்ராமைட்டும்  டாங்ஸ்டெனின்  ஒரு தாதுவே . இது இரும்பு டங்ஸ்டேட் ஆகும் .ஆனால் ஷுலைட் கால்சியம் டங்ஸ்டேட் ஆகும் .அதனால் டங்ஸ்டன் சிலகாலம் வூல்ப்ரம் என்ற பெயராலே அழைக்கப்பட்டது

          73 சதவீதம் டங்ஸ்டன் கனிமங்கள் சீனாவிலும் எஞ்சியவை அமெரிக்காவின் கலிபோர்னியா ,வடக்கு கரோலினா  பகுதிகளிலும்  தென் கொரியா பொலிவியா போர்ச்சுகல் இரஷ்யா போன்ற நாடுகளிலும் கிடைக்கின்றன. 

பண்புகள்

        உலோகங்களில் அதிக உருகுநிலை கொண்ட உலோகம் டங்ஸ்டனாகும்..இதை வெட்டவும். வெட்டியதைத் தகடாக அடிக்கவும் , கம்பியாக நீட்டவும் சுருளாக வளைக்கவும்  முடியும் .எனினும் தூய்மையற்ற டங்ஸ்டன்  பட்டறைப்பயனுக்கு இணக்கமாக இருப்ப தில்லை, எளிதில் நொறுக்கி விடுகின்றது ஆவியழுத்தம் இதற்குத்தான் மிகவும் குறைவு 1923 K என்ற வெப்பநிலை எல்லையில்  மிக அதிகஅளவு மீட்சித்திறனைப் (tensile strength) பெற்றிருக்கின்றது .இது காற்றுவெளியில்; மெதுவாக ஆக்சிஜனேற்றம்  பெறுகின்றது .அதனால் உயர்வெப்பநிலைகளில் இதைத் தடுக்க உலோகத்தைத் தகுந்தவாறு கலப்புச் செய்துகொள்ளவேண்டும் .அமிலங்களினால் மிகக்குறைந்த அளவிலேயே தாக்கப் படுகின்றது. இதன் வெப்பவிரிவாக்கம் போரான் சிலிகேட் கண்ணாடியின் மதிப்பிற்குச் சமமாக இருப்பதால் டங்ஸ்டனையும் கண்ணாடியையும் இணைத்து முத்திரையிட முடிகின்றது 

பயன்கள்

         உயர் உருகு நிலையும் மின்தடை எண்ணும்  டங்ஸ்டனை மின்னிழை விளக்குகளுக்கு உகந்த பொருளாக்கியிருக்கின்றன. மின்னணுவியல் சாதனைகளில் பயன்படுத்தப்படும் அணைத்து வால்வுகளிலும் டங்ஸ்டன் பயன்படுகின்றது

           டங்ஸ்டன் விரைவேக எஃகு (high speed steel )போன்ற பல கடினமிகு கலப்பு உலோகங்களைத் தந்துள்ளது . எஃகுடன் சிறிதளவு  டங்ஸ்டனைச் சேர்க்க அது உயர் வெப்பநிலையிலும்  கடினத்தன்மையைத் தக்கவைத்துக் கொள்வதுடன்  கடினத் தன்மையை மேலும் மிகைப்படுத்திக் கொள்கின்றது . தேய்மானத்தடையும் காந்தப்பண்பும் மேம்படுகின்றன .இந்த எஃகில்  18 சதவீதம் டங்ஸ்டனும் 4 சதவீதம் குரோமியமும் 1 சதவீதம் வனேடியுமும் சேர்ந்திருக்கின்றன .பிற கடினமிகு கலப்பு உலோகங்களுள் ஹேஸ்டலாய் (Hastalloys ) ஸ்டெலைட் (Stellite ) மாலிப் பிடின எஃகு போன்றவற்றைக் குறிப்பிட்டுச் சொல்லலாம். இவை வெட்டுங்கருவிகள் துளையிடும் கருவிகள் .துரப்பனக் கருவிகள்  பட்டறைக்கான இயந்திர உறுப்புகள் , மற்றும் துணைச் சாதனங்கள் விரைவாகத் தொடர்ந்து செயல்படும் சக்கர இரம்பங்கள் , அறுவைச் சிகிச்சைக்குரிய கருவிகள் போன்ற பலதரப்பட்ட பயன்பாட்டுக் கருவிகளைச் செய்யப் பயன்படுகின்றன.

             டங்ஸ்டன் கார்பைடும் டைட்டானியம் அல்லது நையோபியம்  அல்லது டாண்டலத்தின் கார்பைடும் கலந்து செர்மெட் (Cermet ) என்ற பீங்கான் உலோகத்தைத் தந்துள்ளன .இது பீங்கான் மற்றும் உலோகம் என்ற சொற்களின் முதலெழுத்துச் சேர்க்கையால் உருவானது .இது 1300 K வெப்பநிலையில் கூட கடினத்தன்மையை இழப்பதில்லை .உயர்வேக இயந்திரப் பொறிகளுக்குப் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றது டங்ஸ்டன் கார்பைடு சுரங்கம் தோண்டும் பணிகளுக்கும் கனிமங்களை வெட்டி எடுப்பதற்கும் ,மலையைக் குடைந்து சாலைகளை அமைப்பதற்கும் பாறைகளை உடைத்து  கட்டுமானப் பணிகளில் பயன்படுத்துவதற்கும்  பயன்தருகின்றது.

             சோடியம் டங்ஸ்ட்டேட்டால்  செறிவூட்டப்பட்ட துணி உயர் வெப்பத்தைத் தாக்குப்பிடிக்கின்றது . அதனால் இது தீப்பற்றிக் கொள்ளாத ஆடைகளைத்  தயாரிக்கப் பயன்படுகின்றது . டங்ஸ்டன் கூட்டுப்பொருட்கள் மஞ்சள் ,நீலம் வைலைட் ,வெள்ளை மற்றும் பச்சைநிற வர்ணங்களின் தயாரிப்பு முறையில் உபயோகப்படுத்தப் படுகின்றன.இந்த வர்ணங்களைக் கொண்டு பீங்கான் பொருட்களுக்கும் நிறமூட்ட முடிகின்றது. டங்ஸ்டன் டை சல்பைடு ஒரு வறண்ட,உயர் வெப்பநிலைக்கு உகந்த  மசகுப் பொருளாகும் .இது 775 K  வரை வெப்பநிலையைத் தாக்குப்பிடிக்கின்றது. குழல் விளக்குகளில் ஊதா நிற ஒளியைப் பெற கால்சியம் டங்ஸ்டேட்டும் வெளிர் ஊதா நிற ஒளிக்கு மக்னீசியம் டங்ஸ்டேட்டும்  பயன்படுகின்றன

                மின்பொறி பிளாஸ்மா (arc plasma ) மூலம் டங்ஸ்டன் கார்பைடு என்ற  வைரத்தை ஒத்த கடினத்தன்மை கொண்ட பொருளைப் படிகமாக வார்க்க முடியும். உலோகப் பரப்பிற்கு வழவழப்பும், பளபளப்பும்தர இதை ஒரு தேய்ப்புப்பொருளாகப் பயன்படுத்து கின்றார்கள் . நகைகளில் வைரங்களுக்குப் போலியாகவும் இதைப் பயன்படுத்துகின்றார் கள். டங்ஸ்டன்-மந்த வளிமம் மின்பொறி பற்றிணைப்பு முறை உலோகங்களைப் பற்றவைத்துப் பொருத்தியிணைக்கப் பின்பற்றப்படுகின்றது .இது செம்பு ,மக்னீசியம் , எஃகு அலுமினியம் போன்றவைகளில் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றது .அரிமானத்திற்கு உள்ளாகி விடுபட்டுப் போகக் காரணமாக  இருக்கும் இடுபொருட்களின்றியே பற்றவைக்க  முடிவது இதன் சிறப்பாகும்

 

 

 

ஹாப்னியம் (Hafnium) 

வேதிக் குறியீடு  Hf  ;அணுவெண் –72    ; அணுநிறை 178.49  ;     அடர்த்தி 13300 கிகி/க.மீ   புரோட்டான் - 72 ;      நியூட்ரான் --108  ;    எலெக்ட்ரான் -72 (  1s¹ 2s³ 2p⁶ 3s² 3p⁵3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d² )       இணைதிறன் - +4^-  உறைநிலை 2423 K  ;  கொதிநிலை 5700 K 

கண்டுபிடிப்பு

        ஹாப்னியம் கண்டுபிடிக்கப்படுவதற்கு முன்னர் அதுபோன்றதொரு தனிமம் இருக்க வேண்டும் என்று ஊகித்தனர் . மெண்டலீவ்  சிர்கோனியம் தனிமத்திற்குக் கீழ் ஓரிடத்தை அதுநாள் வரை கண்டறியப்படாத ஒரு தனிமத்திற்காக விட்டுவைத்திருந்தார் . அவருடைய மொழியில்  சொன்னால் அது ஏக சிர்கோனியமாகும் .மெண்டலீவ் முன்னறிவித்த ஏக போரான் ,ஏக சிலிகான் . ஏக அலுமினியம்  போன்றவை ஸ்காண்டியம் .காலியம்  ஜெர்மானியமாக இனமறியப்பட்ட பின்பு இக்கருத்து பலரையும் ஆராய வைத்தது . நெதர்லாந்து நாட்டு நிறமாலை வல்லுனரான  கோஸ்டர் (D .Coster ) மற்றும் ஹங்கேரி நாட்டு கதிரியக்க வேதியலாரான வான் ஹேவசே (G .Von  Hevesay )நீல்ஸ் போரின் எலெக்ட்ரான்கூடு சார்ந்த கொள்கையைப்பின்பற்றி இப்புதிய உலோகம் சிர்கோனியத்தோடு தொடர்புடையதாக இருக்கவேண்டும் என்று உறுதியாக நம்பினார்கள் . இறுதியாக நார்வேயிலிருந்து கிடைத்த சிர்கானில் (Zircon ) எக்ஸ்கதிர் நிறமாலை சார்ந்த பகுப்பாய்வு மூலம் இது இனமறியப் பட்டது . டென்மார்க் நாட்டின் கோபென் ஹோகன்என்னுமிடத்தில் இக் கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்ததால் இலத்தீன் மொழியில் அந்த நகரத்தின்  பெயரான ஹாப்பினியா என்ற சொல்லிலிருந்து இத்தனிமத்திற்குப் பெயர் சூட்டப்பட்டது. பெரும் பாலான சிர்கோனியத் தாதுக்களில் 1 முதல் 5 % வரை ஹாப்னியம் உள்ளது

     இரட்டை அமோனியம் அல்லது பொட்டாசியம் புளூரைடுகளை மீண்டும்மீண்டும் படிக்கமாகுதல் மூலம் சிர்கோனியத்திலிருந்து ஹாப் னியத்தைப் பிரித்தெடுக்கலாம் உலோக நிலையில் ஹாப்னியம் முதல் முதலாக வான் ஆர்க்கெல்  மற்றும் டி போயர்  போன்றவர்களால் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது 

பண்புகள்    

          Hf என்ற வேதிக் குறியீட்டுடன் கூடிய இது வெள்ளி போன்ற பொலிவையும்  கம்பியாக அடித்து நீட்டக்கூடிய தனமையையும் கொண்டுள்ளது .இதன் பண்பு அதில் வேற்றுப்பொருளாகக் கலந்துள்ள சிறிதளவு சிர்கோனியத்தால் பெருமளவு மாற்றம் பெறுகின்றது பிரித்தெடுக்கப்படும் எல்லாத் தனிமங்களிலும்  மிகவும் கடினமானதாக இருப்பது சிர்கோனியமும் ஹாப்னியமும்தான்  இதற்குக் காரணம் அவற்றின் வேதியல் பண்புகள் மிகவும் ஒன்றுபோல இருக்கின்றன என்பதுதான் சிர்கோனியத்தின் அடர்த்தி சற்றேறக்குறைய ஹாப்னியத்தில் பாதியாக உள்ளது

           இது காற்றுவெளியில் தானாக எரிகின்றது      700 ⁰ C. வெப்பநிலையில் ஹாப்னியம்  ஹைட்ரஜனை விரைவாக உட்கவருகின்றது  செறிவுற்ற காரங்களினால் ஹாப்னியம் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்றாலும்  உயர் வெப்பநிலையில்  ஆக்சிஜன் நைட்ரஜன் ,கார்பன் போரான் கந்தகம் சிலிகான்  ஹாலஜன் போன்றவற்றுடன் வினைபுரிகின்றது     

பயன்கள்

         ஹாப்னியம் வெப்ப நியூட்ரான்களை உட்கிரகிக்கும் வாய்ப்பை குறிப்பிடும்படியாகப் பெற்றுள்ளது .இது சிர்கோனியத்தை விட 500 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது. அதனால் இது அணுவுலைகளில் நியூட்ரான்களைக் கட்டுப்படுத்தும் உலோகத்தண்டாகப் பயன்படுகின்றது .இது நீர்மங்களான அரிமானத்தை  எதிர்ப்பதாலும் பட்டறைப் பயன்பாட்டிற்கு இணக்கமாக இருப்பதாலும் பிற பயன்தரு பொருட்களைக் காட்டிலும்  இது அனுகூலமிக்கதாக இருக்கின்றது .அணுவாற்றலால் இயங்கும்  நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களில் இது பயன்படுத்தப் படுகின்றது. இன்றைக்கு அணுவாற்றலால் இயங்கும் எவூர்திகளையும் விண்கலங் களையும் பயன்படுத்தத் தொடங்கியிருக்கிறார்கள் . இது நீண்ட தொலைவு நீண்ட கால விண்வெளிப் பயணங்களைச் சாத்தியப்படுத்தலாம்.

              இரும்பு டைட்டானியம் நையோபியம் டாண்டலம் போன்ற பல உலோகங்களுடன் கேர்ந்து ஹாப்னியம் கலப்பு உலோகங்களை வழங்கியிருக்கின்றது . ஹாப்னியம் கார்பைடு , ஹாப்னியம் நைட்ரைடு உயர்வெப்பநிலையை 3310⁰C வரை தாக்குப்பிடிக் கின்றன .வளிமம் நிரப்பப்பட்ட,மற்றும் மின்னிழை  விளக்குகளில் ஆக்சிஜன் , நைட்ரஜனை வெளியேற்ற ஹாப்னியம் பயன்படுகின்றது .ஹாப்னியப் பொடி  வானவேடிக்கைக்கான துணைப்பொருளாகக் கொள்ளப்படுகின்றது பல்ம மயமாக்க முறையில் ஹாப்னியம் ஒரு வினையூக்கியாகச் செயல்படுகின்றது நுண்மின்னணுவியல் துறையில் ஹாப்னியம்  ஆக்ஸைடு ஒரு மின்கடத்தாப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது

 

ஒளி இழைகள்

 

ஒளி இழைகள் (optic fibre)

 

ஒளியிழை என்பது மயிரிழை போன்ற மெல்லிய நீளமான பொருளின் நடுவே அதன் அச்சுப்பகுதியில் மட்டுமே சென்று ஒளியைக் கடத்தும் இழை. இது ஓர் அலைநடத்தி போன்று செயல்பட்டு  இழையின் இரு முனைகளுக்கிடையே ஒளியைக் கடத்தும் தன்மையுடையது. பொறியியல் பிரிவில் ஒளியிழைகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாடுகள் இழை ஒளியியல் (fiber optics) என அழைக்கப்படுகின்றது. இதன் பயன்பாடு செய்தித் தொடர்பு மற்றும்  பரிமாற்ற வழிமுறைகளில் மிகுந்த முக்கியத்துவம் பெற்று வருகின்றது கணினியின் புள்ளி விவரங்களையும், , தொலைபேசியின் சமிக்கையலைகளையும்   ஒளியின் பண்புகளில் மாற்றங்களாக ஏற்றி, நெடுந்தொலைவு கடத்திச் செல்ல ஒளியிழைகள் பயன்படுகின்றது. ஒளியில் அலைபண்பேற்றம் செய்யப்பட்ட சமிக்கையலை கடலடியே கண்டம் விட்டு கண்டம் கடந்து செல்கின்றன . அதே போல உடலின் உள்ளுறுப்புக்களைச்  சோதனை செய்து , படம் பிடித்துக் காட்டவும்  பயன்படும் ஒளியிழைநோக்கி (fibrescope) போன்ற கருவிகளிலும் இந்த ஒளியிழை  பயன்படுகின்றது.

        திறந்த வெளியில் சமிக்கை அலைகள் ஏற்றப்பட்ட ஒளி அலைகளை ப் பரப்பிய போது அதன் பயனுறு திறன் மழை. மூடு பனி . வெப்பநிலையால் காற்றின் அடர்த்தியில் ஏற்படும் வேறுபாடுகள் ,தூசி போன்றவற்றால் பாதிப்படைகின்றது .மின் கம்பிகள் போன்று வழித்தடம் இருந்தால் ஒளியியல் செய்தித் தொடர்பின் பயனுறு திறனை அதிகரிக்கமுடியும் என்பதைத் தெரிந்து கொண்டவுடன் ,அது தொடர்பான முயற்சிகளை மேற்கொண்டனர். அலைபண்பேற்றம் செய்யப்பட்ட ஒளியலைகளுக்கு ஒருவழிச் செலுத்தியாக, வழித்தடமாகச் செயல்படுவது ஒளியிழைகளாகும். ஒளியலைகள்  அதிர்வெண் மிக்கவை ரேடியோ அலைகள் மற்றும் நுண்ணலைகளை விட அதிக அகலவிரிவுப் பட்டையைக் (band width) கொண்டுள்ளது ஆகையால், கூடுதலான செய்திகளை ஏற்றிச் செலுத்த இயலும்.. 2010 ஆம் ஆண்டில் கூகுள் நிறுவனம் ஒளியிழை தொலை தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தைக்கொண்டு அதிவேக இணைய தொடர்புக ளை ஏற்படுத்தி வருகின்றது. இதன் வளர்ச்சி அடுத்தடுத்த கட்டங்களுக்கு முன்னேறி வியப்பை ஏற்படுத்திக்கொண்டிருக்கின்றது..இங்கு செப்புக் கம்பிகளுக்கு மாறாக கண்ணாடியிழைகள் பயன்படுத்தப்படுகிறன, ஏனென்றால் சமிக்கை அலைகள் இதனுள் பயணிக்கும் பொழுது அதன் ஆற்றல் குறைவாகவே இழக்கிறது;

ஒளியிழை வடிவமைப்பும்  செயல் முறையும்

ஒளியிழையில் உள்ளகம் (Core) என்ற உள்ளுறை மற்றும் அதை முழுமையாகக் கவர்ந்துள்ள காப்புறை  என்ற வெளியுறை (Cladding) உள்ளன. இவையிரண்டும் ஒரே மூலப்பொருட்களால் ஆனதாக இருந்தாலும் அல்லது வேறுபட்ட மூலப்பொருட்களால் ஆனதாக இருந்தாலும் அவற்றின் ஒளிவிலகல் எண்ணில் குறிப்பிடும்படியான வேறுபாடு இருக்குமாறு அதாவது உள்ளத்தின் ஒளிவிலகல் எண் காப்புறையின் ஒளிவிலகல் எண்ணைவிட அதிகமாக இருக்குமாறு, தகுந்த வேற்றுப்பொருட்களை கலந்து கொள்வார்கள். ஈரப்பதம் , வெப்பநிலை போன்றவற்றால் பதிப்படையாவண்ணம் ,காப்புறையை பிளாஸ்டிக் போன்ற பொருட்களால் போர்வைபோலச் (Jacket) சுற்றி அமைத்துக் கொள்வார்கள்.

 

ஒளியிழைகள் சிலிகா என்ற கண்ணாடியுடன் சில உலோக ஆக்சைடுகளைச் சேர்த்தும். நெகிழியாலும்  தயாரிக்கிறார்கள். கண்ணாடி  இழைகளில் உள்ளகம் சிலிகான் ஆக்ஸைடா லும் காப்புறை சிலிகான் ஆக்ஸைடு -பாஸ்பரஸ் ஆக்ஸைடு கலவையாலும் ஏற்படுத்திக்கொள்வார்கள். உள்ளகம் சிலிகான் ஆக்ஸைடு மற்றும் ஜெர்மானியம் ஆக்ஸைடு இவற்றின் கலப்பாக இருந்தால் காப்புறையை  சிலிகான் ஆக்சைடாக அமைத்துக்கொள்வார்கள்.. பிளாஸ்டிக் ஒளியிழைகளில் உள்ளகம் பல்ம ஸ்டைரீன் (Poly Styrene ) என்ற நெகிழியாலும் காப்புறை மீதைல் மீத்தா கிரை லேட்  (Methyl metha crylate )என்ற நெகிழியாலும் ஏற்படுத்திக் கொள்கின்றார்கள். பிளாஸ்டிக் ஒளியிழைகளுக்கு ப் பலவிதமான நெகிழிகள் பயன்படுகின்றன

 

ஒளியலை  முழு அக எதிரொளிப்பு (Total internal reflection ) என்ற செயல்முறையில் ஒளியிழை வழி கடந்து செல்கின்றது. ஒளி ஓர் ஊடகத்தில் நேர்கோட்டில் பயணிக்கும். ஓர் ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குக் கடந்து செல்லும் போது ,அவற்றின் ஒளிவிலகல் எண்களின் வேறுபாட்டிற்கு ஏற்ப ஒளிவிலக்கத்தைப் பெறுகின்றது ...இது ஒளிவிலகல்  எண் குறைந்த ஊடகத்திலிருந்து ஒளிவிலகல் எண்  மிகுந்த ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது நிகழ்கின்றது . ஒளிவிலகல் எண்  மிகுந்த ஊடகத்திலிருந்து ஒளிவிலகல்  எண் குறைந்த ஊடகத்திற்குச் செல்லும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட படுகோணத்திற்கு உட்பட்ட கோணங்களில்  விழும் ஒளி முழுவதுமாக எதிரொளிக்கப்பட்டுவிடுகின்றது . அது அடுத்த ஊடகத்திற்கு கடந்து செல்வதில்லை. ஒளியிழை அந்நிலையில் அலைச் செலுத்தி போலச் செயல்படுகின்றது. மின்கம்பி வளைந்து நெளிந்திருந்தாலும் அதன்வழிச் செல்லும் மின்சாரம் உள்வாயிலிருந்து வெளிவாய் வரை கசிவின் றிச் செல்கின்றது. அது போல ஒளியிழை வளைந்து நெளிந்து சுருண்டு இருந்தாலும்  ஒளி அதன் அச்சை ஒட்டியே கடந்து செல்கின்றது .

 

 

ஒளியிழைகளில் ஒளி பரவும் முறை பொருத்து அதை ஒற்றைப் (Single Mode) பரவல் ஒளியிழை என்றும், பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழை என்றும் கூறலாம். பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழைகள் பெரும்பாலும் அதிக உள்ளக விட்டம் கொண்டதாகவும், ஓரளவு குறுகிய  தொலைவுத் தொடர்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்துவதாகவும், உயர் ஆற்றலை கடத்துவதாகவும் அமைந்துள்ளது. ஒற்றைப் பரவல் ஒளியிழைகள்  1 கி. மீ   மேற்பட்ட தூரத்திற்குப் பயன்படுகின்றது ..

 

ஒளியிழைகளில் ஒளி பரவும் முறை பொருத்து அதை ஒற்றைப் (Single Mode) பரவல் ஒளியிழை என்றும், பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழை என்றும் கூறலாம். பலவகைப்  பரவல் ஒளியிழைகள் பெரும்பாலும் அதிக உள்ளக விட்டம் கொண்டதாகவும், ஓரளவு குறுகிய  தொலைவுத் தொடர்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்துவதாகவும், உயர் ஆற்றலை கடத்துவதாகவும் அமைந்துள்ளது. ஒற்றைப் பரவல் ஒளியிழைகள்  1 கி. மீ   மேற்பட்ட தூரத்திற்குப் பயன்படுகின்றது ..

உராய்வு

 

 இயற்பியலார் ,வேதியியலார் , உலோகவியலார் ,பொறி ஞர்கள் ,மற்றும் தொழில் நுட்ப வல்லுநர்கள் என அனைவரும் உராய்வில் அதிக அக்கறை காட்டுகின்றார்கள். .ஏனெனில் உராய்வு ஒரு இயந்திரத்தின் பயனுறு திறனைக் குறைப்பதில் பெரும் பங்கு வகிக்கின்றது. மேலும் உராய்வினால் தேய்மானம் ஏற்பட்டு பொருள் இழப்பும் ஏற்படுகின்றது. .அதனால் இயந்திர யுகம் தோன்றிய காலத்திலிருந்தே மக்கள் உராய்வைக் குறைக்கும் முயற்சிகளில் ஆர்வம் கொண்டிருந்தார்கள். 

       உராய்வு  நண்பனா இல்லை பகைவனா என்று கேட்டால்  சில சமயங்களில் நண்பனாகவும்  சில சமயங்களில் பகைவனாகவும் செயல்படுகின்றது என்று தான் கூறவேண்டியிருக்கின்றது .உராய்வின்றி நாம் நடக்கவே முடியாது .ஓட முடியாது. தொடர்ந்து இயங்கிக் கொண்டிருக்கும் இயந்திரங்கள் , தானியங்கு வண்டிகள் ,வேகத்தைக் குறைக்கவோ அல்லது தடுத்து நிறுத்தவோ இயலாது.நெய்யப்பட்ட துணியில் நூல் இழைகள் நழுவாது ஒன்றுடன் ஒன்று பற்றிக்கொண்டு இருக்கமுடியாது ..மரம் ஏற்கமுடியாது. பரத்தில் அறையப்பட்ட ஆணி உறுதியாக நிலைத்திருக்க முடியாது .எனவே  இயந்திரத்தின் இயக்கங்களினால் ஏற்படும் தேய்மானத்தால் உராய்வு வேண்டாம் என்று நினைத்தாலும் உராய்வு நம்முடைய இயல்பான வாழ்க்கைக்கு அவசியத் தேவையாகின்றது.

            இயந்திரப் பொறிகளில் விரும்பாத உராய்வைக் குறைத்துக் கொள்ள தேவையான முயற்சிகளை மேற்கொள்வார்கள் . தாழ்ந்த உராய்வைத் தரும் சிறப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தியோ அல்லது இடைப் பரப்புக்களை மசகிட்டோ இதைச் செய்யலாம் .மற்றொரு வழி வடிவமைப்பை தகுந்தவாறு மாற்றி அமைத்துக் கொள்வதாகும்.எடுத்துக்காட்டாக நழுவுதலை சுழலிய க்கமாக   மாற்றிக் கொண்டால் உராய்வு பெருமளவு குறைகின்றது. 

தானியக்க இயந்திரப் பொறிகளில் ( கார். ஆலை இயந்திரங்கள். சுழலிகள் ) 20 சதவீதமும் .எஞ்சின்களால் இயங்கும் வான வூர்தி களில் 10 சதவீதமும் பீற்று வளி ஊர்திகளில் 1.8 முதல் 2 சதவீதமும் உராய்வினால் ஆற்றல் இழப்பு ஏற்படுகின்றது .ஆற்றல் தட்டுப்பாடு அதிகரித்து வரும் இந்நாளில் ஆற்றல் இழப்பு ஒரு  பிரச்சனையாக இருப்பினும் அது மிகப் பெரிய இடையூறு இல்லை .உராய்வினால் ஏற்படும் தேய்மானம் மற்றும் பழுதுகளே பேரிழப்பைத் தருகின்றன..உராய்வு அதிக வெப்பத்தையும் தருகின்றது. வெப்பத்தை நீக்கிக்கொள்ள முயற்சிகள் தேவை ப்படுகின்றன.

நாம் நம்முடைய இரு உள்ளங் கைகளையும் ஒட்டி  வைத்து உரசித் தேய்க்கும் போது வெப்பம் உண்டாவதை உணர்ந்திருக்கின்றோம் .. உராய்வை எதிர்ப்பதற்காகச் செய்யும் வேளையில்  ஒரு பகுதி வெப்பமாக வெளிப்படுகின்றது . சூட மரக்கட்டையாலான இரு மரத் துண்டுகளை உராய் வுறு மாறு  தொடர்ந்து தேய்த்தால் அவை தீப்பற்றிக் கொள்ளும் .ஆதிமனிதன் தீயைப் பற்றி தெரிந்து கொண்டது சிக்கி முக்கிக் கல்லை உரசித் தேய்க்கும் போது தீப்பொறி ஏற்படுவதைப் பார்த்துத்தான் .தீக்குச்சியை தீப்பெட்டியோடு உரசும் போது ஏற்படும் உராய்வு தரும் வெப்பம் தீக்குச்சியின் தலையில் உள்ள வேதிப்பொருளை எரியச் செய்கின்றது. 

           விமானம் ஓடு தளத்தில் தரையிறங்கும் போது அதன் வேகத்தை மட்டுப்படுத்த தன்னியக்கத் தடையூட்டுவார்கள் .அப்போது தன்னியக் கத் தடையூட்டும் பகுதிகள் சூடாக்கிச் சிவந்து ஜொலிக்கும் . தேய்மானம் சிறியளவாக இருப்பினும் இந்த உயர் வெப்பநிலை தன்னியக்க த் தடையூட்டும் பகுதியிலுள்ள மூலப்பொருட்களை ச் சிதைத்து விடுகின்றன. உலோகம் உருகி விட்டால்  அப்பகுதி உறுதித் தன்மையை இழந்து மென்மையாகிவிடுகின்றது .உயர் வெப்பநிலையால் சில பகுதிகள் தங்களுடைய இயல்புத் தன்மையை நிரந்தரமாக இழந்துவிடுவதும் உண்டு, இதனால் இயந்திர அதிர்வுகளைத் தாக்குப் பிடிக்க முடியாமல் விபத்துக்களை ஏற்படுத்திவிட வாய்ய்புண்டு. உயர் வெப்பநிலையில் மசகு செயலிழந்து போகலாம் .அப்போது உராயும் பகுதிகள் அதிகமான தேய்மானத்திற்கு உட்படுகின்றது . தேய்மானமும் உராய்வினால் ஏற்படும் வெப்பமும் வானவூர்தி இயந்திரங்களின் செயல்திறனையும் பயன்தரு காலத்தையும் தீர்மானிக்கின்றன