স্থায়ী চৌম্বকগুলি কীভাবে তাদের চৌম্বকীয়তা বজায় রাখে?

স্থায়ী চৌম্বকগুলি , যা হার্ড চৌম্বক হিসাবেও পরিচিত, এমন উপকরণ যা বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রয়োজন ছাড়াই দীর্ঘ সময় ধরে তাদের চৌম্বকীয়তা ধরে রাখে। চৌম্বকীয়তা বজায় রাখার এই ক্ষমতাটি তাদের অনন্য অভ্যন্তরীণ কাঠামো এবং চৌম্বকীয় উপকরণগুলি পরিচালিত শারীরিক নীতিগুলির ফলাফল। স্থায়ী চৌম্বকগুলি কীভাবে তাদের চৌম্বকীয়তা রাখে তা বোঝার জন্য তাদের পারমাণবিক এবং ডোমেন-স্তরের আচরণের পাশাপাশি তাদের নকশার পিছনে উপকরণ বিজ্ঞানের জন্য অনুসন্ধান প্রয়োজন।

পারমাণবিক স্তরের চৌম্বকীয়তা

পারমাণবিক স্তরে, বৈদ্যুতিনগুলির চলাচল থেকে চৌম্বকীয়তা দেখা দেয়। ইলেক্ট্রনগুলির দুটি ধরণের গতি থাকে: নিউক্লিয়াসের চারপাশে অরবিটাল গতি এবং তাদের নিজস্ব অক্ষের চারপাশে স্পিন গতি। উভয় গতি ক্ষুদ্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে, যা চৌম্বকীয় মুহুর্ত হিসাবে পরিচিত। বেশিরভাগ উপকরণগুলিতে, এই চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি এলোমেলোভাবে ওরিয়েন্টেড হয়, একে অপরকে বাতিল করে দেয় এবং এর ফলে কোনও নেট চৌম্বকীয়তা হয় না। যাইহোক, ফেরোম্যাগনেটিক উপকরণগুলিতে (যেমন আয়রন, নিকেল এবং কোবাল্ট), প্রতিবেশী পরমাণুর চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি একই দিকে সারিবদ্ধ করে, নেট চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সাথে অঞ্চলগুলি তৈরি করে।

চৌম্বকীয় ডোমেন

ফেরোম্যাগনেটিক উপকরণগুলিতে, পারমাণবিক চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলির প্রান্তিককরণ পুরো উপাদান জুড়ে অভিন্ন নয়। পরিবর্তে, উপাদানটি চৌম্বকীয় ডোমেন নামক ছোট অঞ্চলে বিভক্ত। প্রতিটি ডোমেনের মধ্যে, চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি একই দিকে একত্রিত হয়, ডোমেনটিকে নেট চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দেয়। যাইহোক, একটি অবিচ্ছিন্ন অবস্থায়, ডোমেনগুলি নিজেরাই এলোমেলোভাবে ওরিয়েন্টেড হয়, সুতরাং সামগ্রিকভাবে উপাদানগুলি নেট চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি প্রদর্শন করে না।

যখন কোনও বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি ফেরোম্যাগনেটিক উপাদানের জন্য প্রয়োগ করা হয়, তখন ক্ষেত্রের সাথে একত্রিত হওয়া ডোমেনগুলি আকারে বৃদ্ধি পায়, অন্যদিকে যেগুলি সঙ্কুচিত হয় না। এই প্রক্রিয়াটি ডোমেন প্রাচীর আন্দোলন হিসাবে পরিচিত। যদি বাহ্যিক ক্ষেত্রটি যথেষ্ট শক্তিশালী হয় তবে এটি সমস্ত ডোমেনগুলি একই দিকে সারিবদ্ধ হতে পারে, যার ফলে পুরো উপাদানটির জন্য নেট চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি হয়। বাহ্যিক ক্ষেত্রটি সরানো হয়ে গেলে, ডোমেনগুলি উপাদানের উচ্চ জবরদস্তির কারণে একত্রিত থাকে, যা ডেমাগনেটাইজড হওয়ার প্রতিরোধ। এই প্রান্তিককরণটি হ'ল স্থায়ী চৌম্বকগুলিকে চৌম্বকীয়তা ধরে রাখার ক্ষমতা দেয়।

হিস্টেরিসিস এবং জবরদস্তি

চৌম্বকীয়তা বজায় রাখার জন্য স্থায়ী চৌম্বকের ক্ষমতা তার হিস্টেরেসিস লুপের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যা এমন একটি গ্রাফ যা উপাদানগুলিতে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র শক্তি (এইচ) এবং চৌম্বকীয় ফ্লাক্স ঘনত্ব (বি) এর মধ্যে সম্পর্ক দেখায়। হিস্টেরেসিস লুপটি চিত্রিত করে যে কীভাবে উপাদানটি কোনও বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রকে প্রতিক্রিয়া জানায় এবং ক্ষেত্রটি অপসারণের পরে কীভাবে এটি চৌম্বকীয়তা ধরে রাখে।

হিস্টেরেসিস লুপের একটি মূল বৈশিষ্ট্য হ'ল জবরদস্তি, যা উপাদানটির চৌম্বকীয়করণকে শূন্যে হ্রাস করার জন্য প্রয়োজনীয় বিপরীত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের পরিমাণ। স্থায়ী চৌম্বকগুলির উচ্চ জবরদস্তি থাকে, যার অর্থ তাদের ডেমাগনেটাইজ করার জন্য তাদের একটি শক্তিশালী বিপরীত ক্ষেত্র প্রয়োজন। এই উচ্চ জবরদস্তি উপাদানটির স্ফটিক কাঠামোর ফলাফল এবং ত্রুটিগুলি বা অমেধ্যগুলির উপস্থিতি যা 'পিন ' ডোমেন দেয়ালগুলি জায়গায় সহজেই পুনরায় সাজানো থেকে বিরত রাখে।

উপাদান রচনা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার

তার চৌম্বকীয়তা ধরে রাখতে স্থায়ী চৌম্বকের ক্ষমতাও এর উপাদান রচনা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার দ্বারা প্রভাবিত হয়। সাধারণ স্থায়ী চৌম্বকীয় উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ফেরাইটস, অ্যালনিকো (অ্যালুমিনিয়াম-নিকেল-কোবাল্ট), এবং বিরল-পৃথিবী চৌম্বক যেমন নিওডিয়ামিয়াম-আয়রন-বোরন (এনডিএফইবি) এবং সামেরিয়াম-কোবাল্ট (এসএমসিও)। এই উপকরণগুলির উচ্চ চৌম্বকীয় অ্যানিসোট্রপি রয়েছে, যার অর্থ তাদের চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি নির্দিষ্ট স্ফটিকের দিকনির্দেশগুলির সাথে সারিবদ্ধ হতে পছন্দ করে। এই অ্যানিসোট্রপি, একটি সূক্ষ্ম দানাযুক্ত মাইক্রোস্ট্রাকচারের সাথে মিলিত, ডোমেনগুলি স্থানে লক করতে সহায়তা করে, এটি নিশ্চিত করে যে চৌম্বকটি কোনও বাহ্যিক ক্ষেত্রের অভাবে এমনকি তার চৌম্বকীয়তা ধরে রাখে।

পরিবেশগত কারণগুলি

স্থায়ী চৌম্বকগুলি তাদের চৌম্বকীয়তা বজায় রাখার জন্য ডিজাইন করা হলেও কিছু পরিবেশগত কারণগুলি তাদের কার্য সম্পাদনকে প্রভাবিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ তাপমাত্রা তাপীয় শক্তি চৌম্বকীয় ডোমেনগুলির প্রান্তিককরণ ব্যাহত করতে পারে, যার ফলে চৌম্বকীয়তার ক্ষতি হয়। এই তাপমাত্রার থ্রেশহোল্ডটি কুরি তাপমাত্রা হিসাবে পরিচিত, যার উপরে উপাদানটি তার ফেরোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্যগুলি হারায়। যান্ত্রিক শক, জারা এবং শক্তিশালী বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির সংস্পর্শে সময়ের সাথে সাথে চৌম্বকটির কার্যকারিতাও হ্রাস করতে পারে।

উপসংহার

স্থায়ী চৌম্বকগুলি তাদের কাঠামো, উচ্চ জবরদস্তি এবং এই ডোমেনগুলি স্থানে লক করে এমন উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে চৌম্বকীয় ডোমেনগুলির প্রান্তিককরণের কারণে তাদের চৌম্বকীয়তা বজায় রাখে। পারমাণবিক স্তরের চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি, ডোমেন আচরণ এবং উপাদান বিজ্ঞানের ইন্টারপ্লে নিশ্চিত করে যে স্থায়ী চৌম্বকগুলি দীর্ঘ সময় ধরে তাদের চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি ধরে রাখতে পারে। যাইহোক, তাদের কর্মক্ষমতা পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে, নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সঠিক উপাদান এবং নকশা নির্বাচন করার গুরুত্ব তুলে ধরে। প্রযুক্তির অগ্রগতি হিসাবে, আরও উচ্চতর জবরদস্তি এবং তাপ স্থিতিশীলতার সাথে নতুন চৌম্বকীয় উপকরণগুলির বিকাশ বিভিন্ন শিল্পে স্থায়ী চৌম্বকগুলির সম্ভাবনাগুলি প্রসারিত করে চলেছে।