चुंबकीय सामग्री: गुण, कार्य, प्रकार, अंतर और उनके अनुप्रयोग

विभिन्न प्रकार की सामग्रियां और पदार्थ भी हैं जो आवेशित कणों से बने होते हैं: जैसे; इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन. ये सामग्रियां किसी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा चुम्बकित होने पर कुछ प्रकार के चुंबकीय गुण दिखा सकती हैं, जिसे चुंबकीय सामग्री के रूप में जाना जाता है। इन सामग्रियों में चुंबकीय क्षेत्र में प्रेरित या स्थायी चुंबकीय क्षण होते हैं। इन सामग्रियों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करने के लिए, आमतौर पर सामग्री को एक मानकीकृत चुंबकीय क्षेत्र में स्थित किया जाता है, फिर चुंबकीय क्षेत्र को बदल दिया जाता है। आधुनिक प्रौद्योगिकी में, ये सामग्रियां एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं और ये महत्वपूर्ण घटक हैं ट्रान्सफ़ॉर्मर , मोटर्स, और जनरेटर। यह आलेख संक्षिप्त जानकारी प्रदान करता है चुंबकीय सामग्री .

चुंबकीय पदार्थ क्या हैं?

वे पदार्थ जो बाहरी रूप से लगाए गए चुंबकीय क्षेत्र से चुम्बकित होते हैं, चुंबकीय पदार्थ कहलाते हैं। जब भी ये पदार्थ चुंबक की ओर आकर्षित होते हैं तो उन्हें भी चुंबकत्व प्राप्त होता है। इन सामग्रियों के उदाहरण हैं; लोहा, कोबाल्ट और निकल।

इन सामग्रियों को चुंबकीय रूप से कठोर (या) चुंबकीय रूप से नरम सामग्रियों में वर्गीकृत किया गया है।

चुंबकीय रूप से कठोर सामग्रियों को एक बहुत मजबूत बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से चुंबकित किया जाता है जो एक विद्युत चुंबक द्वारा उत्पन्न होता है। इन सामग्रियों का उपयोग मुख्य रूप से स्थायी चुम्बक बनाने के लिए किया जाता है जो मिश्र धातुओं से बने होते हैं जिनमें आमतौर पर लोहा, निकल, एल्यूमीनियम, कोबाल्ट और समैरियम, नियोडिमियम और डिस्प्रोसियम जैसे दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की परिवर्तनशील मात्रा होती है।

चुंबकीय रूप से नरम सामग्री बहुत आसानी से चुंबकित होती है, हालांकि प्रेरित चुंबकत्व अस्थायी होता है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक स्थायी चुंबक को पेचकस या कील से दबाते हैं, तो यह अस्थायी रूप से चुंबकित हो जाएगा और अपना कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा क्योंकि बड़ी संख्या में लोहा परमाणुओं बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से एक समान दिशा में अस्थायी रूप से संरेखित होते हैं।

गुण

चुंबकीय सामग्री गुण भौतिकी की सबसे मौलिक अवधारणाओं में से एक हैं। तो, गुणों में मुख्य रूप से शामिल हैं; अनुचुम्बकत्व, लौहचुम्बकत्व, और प्रतिलौहचुम्बकत्व जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

अनुचुंबकत्व एक प्रकार का चुंबकत्व है जहां कुछ सामग्री बाहरी रूप से लागू चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कमजोर रूप से आकर्षित होती हैं। यह लागू चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के भीतर आंतरिक और प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। अनुचुम्बकत्व में, अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों को यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है।

लौहचुंबकत्व एक ऐसी घटना है जहां लोहे जैसा कोई पदार्थ चुम्बकित हो जाता है और उस चरण तक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के भीतर चुम्बकित रहता है। लौहचुंबकत्व में, सभी अयुग्मित इलेक्ट्रॉन जुड़े हुए हैं।

एंटीफेरोमैग्नेटिज्म एक प्रकार का चुंबकीय क्रम है जो मुख्य रूप से तब होता है जब आसन्न परमाणुओं (या) आयनों के चुंबकीय क्षण विपरीत दिशाओं में संरेखित होते हैं और परिणाम शून्य शुद्ध चुंबकीय क्षण होता है। तो यह व्यवहार मुख्य रूप से पड़ोसी आयनों या परमाणुओं के बीच विनिमय बातचीत के कारण होता है, जो सिस्टम की ऊर्जा को कम करने के लिए एंटीपैरलल संरेखण में मदद करता है। आमतौर पर, एंटीफेरोमैग्नेटिक सामग्री एक विशिष्ट तापमान के तहत चुंबकीय क्रम प्रदर्शित करती है जिसे कहा जाता है; नील तापमान. इस तापमान पर सामग्री अनुचुंबकीय हो जाएगी और यह अपने प्रतिलौहचुंबकीय गुणों को खो देती है।

चुंबकीय सामग्री कैसे काम करती है?

इन सामग्रियों में छोटे क्षेत्र होते हैं जहां चुंबकीय क्षण को एक विशिष्ट दिशा में निर्देशित किया जा सकता है जिसे चुंबकीय डोमेन कहा जाता है जो मुख्य रूप से सामग्रियों के विशिष्ट प्रदर्शन के लिए जिम्मेदार होते हैं। सामग्रियों की संपूर्ण ऊर्जा का योगदान अनिसोट्रॉपी ऊर्जा, विनिमय ऊर्जा और मैग्नेटोस्टैटिक ऊर्जा द्वारा किया जा सकता है। जब भी चुंबकीय सामग्री का आकार कम हो जाता है, तो यह सामग्री में विभिन्न डोमेन को बढ़ा देता है। इसलिए मैग्नेटो-स्टैटिक ऊर्जा में कमी के कारण, अधिक डोमेन दीवारें विनिमय और अनिसोट्रॉपी ऊर्जा में वृद्धि करेंगी। इस प्रकार, डोमेन का आकार चुंबकीय सामग्री की प्रकृति तय करेगा।

कुछ सामग्रियों के लिए चुंबकीय क्षण स्थिर नहीं है जिनमें महत्वपूर्ण सुपरपरमैग्नेटिज्म व्यास की तुलना में छोटे कण व्यास होते हैं। जब भी कण का व्यास सुपरपरमैग्नेटिज्म के महत्वपूर्ण व्यास और एकल डोमेन के बीच होगा, तो चुंबकीय क्षण स्थिर हो जाएगा।

चुंबकीय सामग्री के प्रकार

बाज़ार में विभिन्न प्रकार की चुंबकीय सामग्रियाँ उपलब्ध हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

पैरामैग्नेटिक सामग्री

ये सामग्रियां चुंबक की ओर दृढ़ता से आकर्षित नहीं होती हैं जैसे; टिन मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, और भी बहुत कुछ। इन सामग्रियों में छोटी सापेक्ष पारगम्यता है लेकिन एल्यूमीनियम की तरह सकारात्मक पारगम्यता है: 1.00000065। ये सामग्रियां केवल तभी चुम्बकित होती हैं जब वे बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र पर स्थित होती हैं और वे चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में कार्य करती हैं।

जब भी बाहरी रूप से एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्रदान किया जाता है, तो स्थायी चुंबकीय द्विध्रुव उन्हें लागू चुंबकीय क्षेत्र के लिए स्व-समानांतर में समायोजित करते हैं और सकारात्मक चुंबकीयकरण में वृद्धि करते हैं। यदि लागू चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर द्विध्रुवीय अभिविन्यास पूर्ण नहीं है, तो चुंबकत्व अत्यंत छोटा है।

प्रतिचुंबकीय सामग्री

ये पदार्थ चुम्बक के माध्यम से प्रतिकर्षित होते हैं जैसे पारा, जस्ता, सीसा, लकड़ी, तांबा, चाँदी, गंधक, बिस्मथ आदि, प्रतिचुम्बकीय पदार्थ कहलाते हैं। इन सामग्रियों की पारगम्यता एक से थोड़ी कम होती है। उदाहरण के लिए, तांबे की सामग्री की पारगम्यता 0.000005 है, बिस्मथ सामग्री की 0.00083 है और लकड़ी की सामग्री की पारगम्यता 0.9999995 है।

जब ये सामग्रियां बेहद मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में स्थित होती हैं, तो ये सामग्रियां थोड़ा चुंबकीय हो जाएंगी और लागू चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत दिशा में कार्य करेंगी। इस प्रकार की सामग्रियों में, कक्षीय क्रांति और नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के अक्षीय घूर्णन के कारण दो काफी कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं।

लौहचुंबकीय सामग्री

इस प्रकार की सामग्रियां जो चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से दृढ़ता से आकर्षित होती हैं, लौहचुंबकीय सामग्री कहलाती हैं। इन सामग्रियों के उदाहरण हैं; निकल, लोहा, कोबाल्ट, स्टील, आदि। इन सामग्रियों में अत्यधिक उच्च पारगम्यता होती है जो कई सौ से लेकर हजारों तक होती है।

इन सामग्रियों के भीतर चुंबकीय द्विध्रुवों को बस अलग-अलग डोमेन में व्यवस्थित किया जाता है, जहां व्यक्तिगत द्विध्रुव व्यवस्था काफी हद तक सही होती है और जो मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर सकती है। आमतौर पर, इन डोमेन को यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है और प्रत्येक डोमेन का चुंबकीय क्षेत्र दूसरे के माध्यम से रद्द कर दिया जाता है और पूरी सामग्री चुंबक का व्यवहार नहीं दिखाती है।

जब भी इन सामग्रियों को एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र प्रदान किया जाता है, तो डोमेन बाहरी क्षेत्र का समर्थन करने के लिए खुद को पुन: व्यवस्थित करेंगे और एक बहुत मजबूत आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेंगे। बाहरी क्षेत्र की कटौती से, अधिकांश डोमेन चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में प्रतीक्षा करते हैं और संबद्ध होते रहते हैं।
इसलिए, इन सामग्रियों का चुंबकीय क्षेत्र बाहरी क्षेत्र के हटने पर भी बना रहता है। तो इस मुख्य गुण का उपयोग स्थायी चुम्बकों के उत्पादन के लिए किया जाता है जिनका हम दैनिक उपयोग करते हैं। स्थायी चुम्बक बनाने में उपयोग की जाने वाली सामग्रियाँ आमतौर पर अत्यधिक लौहचुम्बकीय होती हैं जैसे लोहा, निकल, नियोडिमियम, कोबाल्ट, आदि।

कृपया इसके लिए इस लिंक को देखें लौहचुंबकीय सामग्री .

चुंबकीय कच्चे माल

आमतौर पर, दुनिया भर में स्थायी चुंबक विभिन्न प्रकार की सामग्रियों से बनाए जाते हैं और प्रत्येक सामग्री की अलग-अलग विशेषताएं होती हैं। इन सामग्रियों में मुख्य रूप से शामिल हैं; एल्निको, लचीला रबर, फेराइट, समैरियम कोबाल्ट और नियोडिमियम जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

फेराइट

लौहचुंबकीय सामग्रियों का वह विशेष समूह जो लौहचुंबकीय और गैर-लौहचुंबकीय सामग्रियों के बीच मध्य स्थान रखता है, फेराइट्स के रूप में जाना जाता है। इन सामग्रियों में महीन लौहचुंबकीय सामग्री के कण होते हैं जिनमें उच्च पारगम्यता होती है और एक बंधनकारी राल के माध्यम से परस्पर जुड़े रहते हैं। फेराइट्स में, उत्पन्न चुंबकत्व बहुत पर्याप्त होता है, हालांकि उनकी चुंबकीय संतृप्ति लौहचुंबकीय सामग्रियों की तरह अधिक नहीं होती है।

इन सामग्रियों को उत्पन्न करना महंगा नहीं है जो उनकी चुंबकीय शक्ति से संबंधित है। ये दुर्लभ पृथ्वी सामग्रियों की तुलना में काफी कमजोर हैं, लेकिन फिर भी कई व्यावसायिक अनुप्रयोगों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन सामग्रियों में संक्षारण और विचुंबकीकरण के प्रतिरोध जैसी ताकत होती है।

Neodymium

नियोडिमियम एक बहुत ही दुर्लभ पृथ्वी तत्व है ((एनडी) और इसकी परमाणु संख्या 60 है। इसकी खोज वर्ष 1885 में ऑस्ट्रियाई रसायनज्ञ कार्ल एउर वॉन वेल्सबैक ने की थी। यह सामग्री बोरॉन, लौह और अन्य तत्वों के अंशों के माध्यम से मिश्रित होती है। जैसे; प्रेज़ियोडिमियम और डिस्प्रोसियम Nd2Fe14b नामक लौहचुंबकीय मिश्र धातु उत्पन्न करते हैं जो बहुत मजबूत चुंबकीय सामग्री है। नियोडिमियम मैग्नेट कई औद्योगिक और आधुनिक वाणिज्यिक उपकरणों में अन्य प्रकार की सामग्रियों की जगह लेते हैं।

अलनिको

एल्युमीनियम, निकेल और कोबाल्ट का संक्षिप्त नाम 'अलनिको' है जहां इन तीन मुख्य तत्वों का उपयोग ज्यादातर अलनिको चुंबकीय सामग्री बनाने में किया जाता है। ये चुम्बक दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों की तुलना में बहुत मजबूत स्थायी चुम्बक होते हैं। अलनीको चुम्बकों को स्थायी चुम्बकों से बदला जा सकता है मोटर्स , लाउडस्पीकर और जनरेटर।

समैरियम कोबाल्ट

इन चुम्बकों को 1970 के दशक की शुरुआत में अमेरिकी वायु सेना सामग्री प्रयोगशाला द्वारा विकसित किया गया था। समैरियम कोबाल्ट या स्मोको एक चुंबकीय सामग्री है जो असामान्य पृथ्वी तत्वों जैसे मिश्र धातु से बना है; समैरियम, कठोर धातु कोबाल्ट, लौह अंश, हेफ़नियम, तांबा, प्रेसियोडीमियम और ज़िरकोनियम। समैरियम कोबाल्ट मैग्नेट नियोडिमियम की तरह दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट हैं क्योंकि समैरियम नियोडिमियम जैसे समान दुर्लभ पृथ्वी समूह तत्व का एक तत्व है।

चुंबकीय सामग्री बनाम गैर-चुंबकीय सामग्री

इन दोनों सामग्रियों के बीच अंतर पर नीचे चर्चा की गई है।

तुलना

विभिन्न चुंबकीय सामग्रियों के बीच तुलना पर नीचे चर्चा की गई है।

अनुप्रयोग

चुंबकीय सामग्री का अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इनका उपयोग बिजली का उपयोग करने वाले उपकरणों में बिजली बनाने और वितरित करने के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग ऑडियो, वीडियोटेप और कंप्यूटर डिस्क पर डेटा भंडारण के लिए किया जाता है।
• इन सामग्रियों का उपयोग जीवन, उत्पादन, राष्ट्रीय रक्षा विज्ञान और प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से किया जाता है।
• इनका उपयोग बिजली प्रौद्योगिकी के भीतर विभिन्न ट्रांसफार्मर और मोटरों, इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के भीतर विभिन्न चुंबकीय घटकों और माइक्रोवेव ट्यूबों, संचार प्रौद्योगिकी के भीतर तीव्रता और फिल्टर, राष्ट्रीय रक्षा प्रौद्योगिकी के भीतर विद्युत चुम्बकीय बंदूकें, घरेलू उपकरणों और चुंबकीय खानों के निर्माण में किया जाता है।
• इनका उपयोग खनिज और भूवैज्ञानिक अन्वेषण, महासागर अन्वेषण और ऊर्जा, सूचना, अंतरिक्ष और जीव विज्ञान के भीतर नई प्रौद्योगिकियों में व्यापक रूप से किया जाता है।
• ये सामग्रियां इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी क्षेत्र और अन्य विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
• ये इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग आदि में लागू होते हैं।
• इनका उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर, ट्रांसफार्मर और जनरेटर जैसे इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।
• इनका उपयोग चुंबकीय भंडारण उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है जैसे; फ़्लॉपी डिस्क, हार्ड डिस्क ड्राइव और चुंबकीय टेप।
• इस प्रकार की सामग्रियों का उपयोग चुंबकीय सेंसर उत्पादन में किया जाता है जैसे; हॉल इफ़ेक्ट सेंसर, चुंबकीय क्षेत्र सेंसर और मैग्नेटोरेसिस्टिव सेंसर।
• ये चिकित्सा उपकरणों में लागू होते हैं जैसे; एमआरआई मशीनें, पेसमेकर और इम्प्लांटेबल दवा वितरण प्रणाली।
• इनका उपयोग चुंबकीय पृथक्करण विधियों में किया जाता है, जिनका उपयोग चुंबकीय कणों को गैर-चुंबकीय कणों से अलग करने के लिए किया जाता है।
• इन सामग्रियों का उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा के उत्पादन में किया जाता है जैसे; पनबिजली संयंत्र और पवन टरबाइन।

इस प्रकार, यह है चुंबकीय का एक सिंहावलोकन सामग्री, प्रकार, अंतर, सामग्री तुलना और उसके अनुप्रयोग। यहां आपके लिए एक प्रश्न है कि चुंबक क्या है?