स्थायी मैग्नेट , जिसे हार्ड मैग्नेट के रूप में भी जाना जाता है, ऐसी सामग्री है जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता के बिना लंबे समय तक अपने चुंबकत्व को बनाए रखती है। चुंबकत्व को बनाए रखने की यह क्षमता उनकी अद्वितीय आंतरिक संरचना और चुंबकीय सामग्री को नियंत्रित करने वाले भौतिक सिद्धांतों का परिणाम है। यह समझना कि कैसे स्थायी मैग्नेट अपने चुंबकत्व को अपने परमाणु और डोमेन-स्तरीय व्यवहार के साथ-साथ उनके डिजाइन के पीछे सामग्री विज्ञान की खोज की आवश्यकता है।
परमाणु-स्तरीय चुंबकत्व
परमाणु स्तर पर, चुंबकत्व इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन से उत्पन्न होता है। इलेक्ट्रॉनों में दो प्रकार की गति होती है: नाभिक के चारों ओर कक्षीय गति और अपने स्वयं के अक्ष के चारों ओर स्पिन गति। दोनों गतियों में छोटे चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं, जिन्हें चुंबकीय क्षणों के रूप में जाना जाता है। अधिकांश सामग्रियों में, ये चुंबकीय क्षण बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं, एक दूसरे को रद्द करते हैं और परिणामस्वरूप कोई शुद्ध चुंबकत्व नहीं होता है। हालांकि, फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों (जैसे कि आयरन, निकेल, और कोबाल्ट) में, पड़ोसी परमाणुओं के चुंबकीय क्षण एक ही दिशा में संरेखित करते हैं, एक शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र के साथ क्षेत्र बनाते हैं।
चुंबकीय डोमेन
फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में, परमाणु चुंबकीय क्षणों का संरेखण पूरी सामग्री में समान नहीं है। इसके बजाय, सामग्री को छोटे क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है जिसे चुंबकीय डोमेन कहा जाता है। प्रत्येक डोमेन के भीतर, चुंबकीय क्षणों को एक ही दिशा में संरेखित किया जाता है, जिससे डोमेन को एक शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र मिलता है। हालांकि, एक असंबद्ध अवस्था में, डोमेन स्वयं बेतरतीब ढंग से उन्मुख होते हैं, इसलिए एक पूरे के रूप में सामग्री एक शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र का प्रदर्शन नहीं करती है।
जब एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को एक फेरोमैग्नेटिक सामग्री पर लागू किया जाता है, तो क्षेत्र के साथ गठबंधन किए जाने वाले डोमेन आकार में बढ़ते हैं, जबकि वे जो संरेखित नहीं होते हैं। इस प्रक्रिया को डोमेन वॉल मूवमेंट के रूप में जाना जाता है। यदि बाहरी क्षेत्र पर्याप्त मजबूत है, तो यह सभी डोमेन को एक ही दिशा में संरेखित करने का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पूरी सामग्री के लिए शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र होता है। एक बार बाहरी क्षेत्र को हटा देने के बाद, सामग्री की उच्च जबरदस्ती के कारण डोमेन संरेखित रहते हैं, जो कि डिमैग्नेटेड बनने का प्रतिरोध है। यह संरेखण वह है जो स्थायी मैग्नेट को चुंबकत्व को बनाए रखने की क्षमता देता है।
हिस्टैरिसीस और जबरदस्ती
अपने चुंबकत्व को बनाए रखने के लिए एक स्थायी चुंबक की क्षमता इसके हिस्टैरिसीस लूप से निकटता से संबंधित है, जो एक ग्राफ है जो सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति (एच) और चुंबकीय प्रवाह घनत्व (बी) के बीच संबंध को दर्शाता है। हिस्टैरिसीस लूप दिखाता है कि सामग्री एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करती है और यह क्षेत्र को हटाने के बाद कैसे चुंबकीयकरण को बनाए रखता है।
हिस्टैरिसीस लूप की एक प्रमुख विशेषता यह है कि यह सामग्री के चुंबकत्व को शून्य करने के लिए आवश्यक रिवर्स चुंबकीय क्षेत्र की मात्रा है। स्थायी मैग्नेट में उच्च जबरदस्ती होती है, जिसका अर्थ है कि उन्हें एक मजबूत रिवर्स फ़ील्ड की आवश्यकता होती है ताकि उन्हें डिमैग्नेटाइज किया जा सके। यह उच्च जबरदस्ती सामग्री की क्रिस्टल संरचना और दोषों या अशुद्धियों की उपस्थिति का परिणाम है जो जगह में डोमेन की दीवारों को 'पिन ' 'पिन ', उन्हें आसानी से पुन: सक्रिय करने से रोकती है।
सामग्री रचना और सूक्ष्म निर्माण
अपने चुंबकत्व को बनाए रखने के लिए एक स्थायी चुंबक की क्षमता भी इसकी भौतिक संरचना और माइक्रोस्ट्रक्चर से प्रभावित होती है। सामान्य स्थायी चुंबक सामग्री में फेराइट्स, अलिको (एल्यूमीनियम-निकेल-कोबाल्ट), और दुर्लभ-पृथ्वी मैग्नेट जैसे कि नियोडिमियम-आयरन-बोरोन (एनडीएफईबी) और सामरी-कोबाल्ट (एसएमसीओ) शामिल हैं। इन सामग्रियों में उच्च चुंबकीय अनिसोट्रॉपी है, जिसका अर्थ है कि उनके चुंबकीय क्षण विशिष्ट क्रिस्टलोग्राफिक दिशाओं के साथ संरेखित करना पसंद करते हैं। यह अनिसोट्रॉपी, एक ठीक-ठीक दाने वाले माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ संयुक्त, डोमेन को जगह में लॉक करने में मदद करता है, यह सुनिश्चित करता है कि चुंबक बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में भी अपने चुंबकत्व को बनाए रखता है।
वातावरणीय कारक
जबकि स्थायी मैग्नेट अपने चुंबकत्व को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, कुछ पर्यावरणीय कारक उनके प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं। उच्च तापमान, उदाहरण के लिए, थर्मल ऊर्जा को चुंबकीय डोमेन के संरेखण को बाधित करने के लिए, जिससे चुंबकत्व का नुकसान हो सकता है। इस तापमान सीमा को क्यूरी तापमान के रूप में जाना जाता है, जिसके ऊपर सामग्री अपने फेरोमैग्नेटिक गुणों को खो देती है। यांत्रिक झटका, जंग, और मजबूत बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में समय के साथ एक चुंबक के प्रदर्शन को भी नीचा दिखाया जा सकता है।
निष्कर्ष
स्थायी मैग्नेट अपनी संरचना, उच्च जबरदस्ती, और भौतिक गुणों के भीतर चुंबकीय डोमेन के संरेखण के कारण अपने चुंबकत्व को बनाए रखते हैं जो इन डोमेन को जगह में लॉक करते हैं। परमाणु-स्तरीय चुंबकीय क्षणों, डोमेन व्यवहार और सामग्री विज्ञान का परस्पर क्रिया यह सुनिश्चित करती है कि स्थायी मैग्नेट लंबे समय तक अपने चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रख सकते हैं। हालांकि, उनके प्रदर्शन को पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित किया जा सकता है, विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सही सामग्री और डिजाइन का चयन करने के महत्व को उजागर किया जा सकता है। प्रौद्योगिकी अग्रिमों के रूप में, विभिन्न उद्योगों में स्थायी मैग्नेट के लिए संभावनाओं का विस्तार करने के लिए उच्चतर जबरदस्ती और थर्मल स्थिरता के साथ नई चुंबकीय सामग्रियों का विकास जारी है।
एसडीएम मैग्नेटिक्स चीन में सबसे एकीकृत चुंबक निर्माताओं में से एक है। मुख्य उत्पाद: स्थायी चुंबक, नियोडिमियम मैग्नेट, मोटर स्टेटर और रोटर, सेंसर रिज़ॉलवर्ट और मैग्नेटिक असेंबली।
