நிரந்தர காந்தங்கள் , கடினமான காந்தங்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, அவை வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் தேவை இல்லாமல் நீண்ட காலத்திற்கு அவற்றின் காந்தத்தை தக்க வைத்துக் கொள்ளும் பொருட்கள். காந்தத்தை பராமரிப்பதற்கான இந்த திறன் அவற்றின் தனித்துவமான உள் கட்டமைப்பு மற்றும் காந்தப் பொருட்களை நிர்வகிக்கும் இயற்பியல் கொள்கைகளின் விளைவாகும். நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தத்தை எவ்வாறு வைத்திருக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவற்றின் அணு மற்றும் டொமைன்-நிலை நடத்தை மற்றும் அவற்றின் வடிவமைப்பின் பின்னால் உள்ள பொருட்கள் அறிவியலைப் பற்றி ஆராய வேண்டும்.
அணு-நிலை காந்தவியல்
அணு மட்டத்தில், எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திலிருந்து காந்தவியல் எழுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு வகையான இயக்கத்தைக் கொண்டுள்ளன: கருவைச் சுற்றி சுற்றுப்பாதை இயக்கம் மற்றும் அவற்றின் சொந்த அச்சில் சுழல் இயக்கம். இரண்டு இயக்கங்களும் காந்த தருணங்கள் என அழைக்கப்படும் சிறிய காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன. பெரும்பாலான பொருட்களில், இந்த காந்த தருணங்கள் தோராயமாக நோக்குநிலை கொண்டவை, ஒருவருக்கொருவர் ரத்துசெய்கின்றன, இதன் விளைவாக நிகர காந்தம் இல்லை. இருப்பினும், ஃபெரோ காந்த பொருட்களில் (இரும்பு, நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் போன்றவை), அண்டை அணுக்களின் காந்த தருணங்கள் ஒரே திசையில் இணைகின்றன, நிகர காந்தப்புலத்துடன் பகுதிகளை உருவாக்குகின்றன.
காந்த களங்கள்
ஃபெரோ காந்த பொருட்களில், அணு காந்த தருணங்களின் சீரமைப்பு முழு பொருளிலும் ஒரே மாதிரியாக இல்லை. அதற்கு பதிலாக, பொருள் காந்த களங்கள் எனப்படும் சிறிய பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு களத்திலும், காந்த தருணங்கள் ஒரே திசையில் சீரமைக்கப்பட்டு, களத்திற்கு நிகர காந்தப்புலத்தை அளிக்கின்றன. இருப்பினும், ஒரு அசைக்க முடியாத நிலையில், களங்கள் தோராயமாக நோக்குடையவை, எனவே ஒட்டுமொத்த பொருள் நிகர காந்தப்புலத்தை வெளிப்படுத்தாது.
ஃபெரோ காந்தப் பொருளுக்கு வெளிப்புற காந்தப்புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, புலத்துடன் சீரமைக்கப்பட்ட களங்கள் அளவு அதிகரிக்கும், அதே நேரத்தில் சீரமைக்கப்படாதவை சுருங்குகின்றன. இந்த செயல்முறை டொமைன் சுவர் இயக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெளிப்புற புலம் போதுமானதாக இருந்தால், அது அனைத்து களங்களும் ஒரே திசையில் சீரமைக்க காரணமாக இருக்கலாம், இதன் விளைவாக முழு பொருளுக்கும் நிகர காந்தப்புலம் ஏற்படுகிறது. வெளிப்புற புலம் அகற்றப்பட்டவுடன், பொருளின் அதிக வற்புறுத்தல் காரணமாக களங்கள் சீரமைக்கப்பட்டுள்ளன, இது வார்ப்படி செய்யப்படுவதற்கான எதிர்ப்பாகும். இந்த சீரமைப்பு தான் நிரந்தர காந்தங்களுக்கு காந்தத்தைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதற்கான திறனைக் கொடுக்கிறது.
ஹிஸ்டெரெசிஸ் மற்றும் வற்புறுத்தல்
அதன் காந்தத்தை பராமரிப்பதற்கான ஒரு நிரந்தர காந்தத்தின் திறன் அதன் ஹிஸ்டெரெசிஸ் லூப்புடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது, இது காந்தப்புல வலிமை (எச்) மற்றும் பொருளில் உள்ள காந்தப் பாய்வு அடர்த்தி (பி) ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான உறவைக் காட்டும் ஒரு வரைபடமாகும். வெளிப்புற காந்தப்புலத்திற்கு பொருள் எவ்வாறு பதிலளிக்கிறது என்பதையும், புலம் அகற்றப்பட்ட பிறகு அது எவ்வாறு காந்தமயமாக்கலை தக்க வைத்துக் கொள்கிறது என்பதையும் ஹிஸ்டெரெசிஸ் லூப் விளக்குகிறது.
ஹிஸ்டெரெசிஸ் வளையத்தின் ஒரு முக்கிய அம்சம் வற்புறுத்தல் ஆகும், இது பொருளின் காந்தமயமாக்கலை பூஜ்ஜியமாகக் குறைக்க தேவையான தலைகீழ் காந்தப்புலத்தின் அளவு. நிரந்தர காந்தங்கள் அதிக வற்புறுத்தலைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அவற்றை நீக்குவதற்கு வலுவான தலைகீழ் புலம் தேவைப்படுகிறது. இந்த உயர் வற்புறுத்தல் என்பது பொருளின் படிக அமைப்பு மற்றும் குறைபாடுகள் அல்லது அசுத்தங்களின் இருப்பின் விளைவாகும், இது டொமைன் சுவர்களை 'முள் ' இடத்தில் உள்ளது, அவை எளிதில் மறுசீரமைப்பதைத் தடுக்கிறது.
பொருள் கலவை மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு
ஒரு நிரந்தர காந்தத்தின் காந்தத்தை தக்க வைத்துக் கொள்ளும் திறன் அதன் பொருள் அமைப்பு மற்றும் நுண் கட்டமைப்பால் பாதிக்கப்படுகிறது. பொதுவான நிரந்தர காந்தப் பொருட்களில் ஃபெரைட்டுகள், ஆல்னிகோ (அலுமினிய-நிக்கல்-கோபால்ட்), மற்றும் நியோடைமியம்-இரும்பு-போரோன் (என்.டி.எஃப்.இ.பி) மற்றும் சமரியம்-கோபால்ட் (எஸ்.எம்.சி.ஓ) போன்ற அரிய பூமி காந்தங்கள் அடங்கும். இந்த பொருட்கள் அதிக காந்த அனிசோட்ரோபியைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அவற்றின் காந்த தருணங்கள் குறிப்பிட்ட படிக திசைகளுடன் இணைக்க விரும்புகின்றன. இந்த அனிசோட்ரோபி, நேர்த்தியான நுண் கட்டமைப்புடன் இணைந்து, களங்களை பூட்ட உதவுகிறது, வெளிப்புற புலம் இல்லாத நிலையில் கூட காந்தம் அதன் காந்தத்தை தக்க வைத்துக் கொள்வதை உறுதிசெய்கிறது.
சுற்றுச்சூழல் காரணிகள்
நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தத்தை பராமரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தாலும், சில சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் அவற்றின் செயல்திறனை பாதிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, அதிக வெப்பநிலை வெப்ப ஆற்றலை காந்த களங்களின் சீரமைப்புக்கு இடையூறு விளைவிக்கும், இது காந்தவியல் இழப்புக்கு வழிவகுக்கும். இந்த வெப்பநிலை வாசல் கியூரி வெப்பநிலை என அழைக்கப்படுகிறது, அதற்கு மேலே பொருள் அதன் ஃபெரோ காந்த பண்புகளை இழக்கிறது. இயந்திர அதிர்ச்சி, அரிப்பு மற்றும் வலுவான வெளிப்புற காந்தப்புலங்களுக்கு வெளிப்பாடு ஆகியவை காலப்போக்கில் ஒரு காந்தத்தின் செயல்திறனைக் குறைக்கக்கூடும்.
முடிவு
அவற்றின் கட்டமைப்பிற்குள் காந்த களங்களின் சீரமைப்பு, அதிக வற்புறுத்தல் மற்றும் இந்த களங்களை பூட்டிய பொருள் பண்புகள் காரணமாக நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தத்தை பராமரிக்கின்றன. அணு-நிலை காந்த தருணங்கள், டொமைன் நடத்தை மற்றும் பொருள் அறிவியல் ஆகியவற்றின் இடைவெளி நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தப்புலத்தை நீண்ட காலத்திற்கு தக்கவைக்க முடியும் என்பதை உறுதி செய்கிறது. இருப்பினும், அவற்றின் செயல்திறன் சுற்றுச்சூழல் காரணிகளால் பாதிக்கப்படலாம், குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கான சரியான பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறும்போது, அதிக வற்புறுத்தல் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையுடன் புதிய காந்தப் பொருட்களின் வளர்ச்சி பல்வேறு தொழில்களில் நிரந்தர காந்தங்களுக்கான சாத்தியங்களை விரிவுபடுத்துகிறது.
எஸ்.டி.எம் காந்தவியல் சீனாவின் மிகவும் ஒருங்கிணைந்த காந்த உற்பத்தியாளர்களில் ஒன்றாகும். முக்கிய தயாரிப்புகள்: நிரந்தர காந்தம், நியோடைமியம் காந்தங்கள், மோட்டார் ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டார், சென்சார் ரிப்பர்ட் மற்றும் காந்த கூட்டங்கள்.
