நிரந்தர காந்தங்கள் தங்கள் காந்தத்தை எவ்வாறு பராமரிக்கின்றன?

 

நிரந்தர காந்தங்கள் , கடினமான காந்தங்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, அவை வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் தேவை இல்லாமல் நீண்ட காலத்திற்கு தங்கள் காந்தத்தை தக்கவைத்துக்கொள்ளும் பொருட்கள். காந்தத்தன்மையை பராமரிக்கும் இந்த திறன் அவற்றின் தனித்துவமான உள் அமைப்பு மற்றும் காந்தப் பொருட்களை நிர்வகிக்கும் இயற்பியல் கொள்கைகளின் விளைவாகும். நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தத்தன்மையை எவ்வாறு வைத்திருக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அவற்றின் அணு மற்றும் டொமைன்-நிலை நடத்தை மற்றும் அவற்றின் வடிவமைப்பிற்குப் பின்னால் உள்ள பொருட்களின் அறிவியலை ஆராய வேண்டும்.

 

அணு-நிலை காந்தத்தன்மை

 

அணு மட்டத்தில், எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திலிருந்து காந்தம் எழுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு வகையான இயக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன: கருவைச் சுற்றியுள்ள சுற்றுப்பாதை இயக்கம் மற்றும் அவற்றின் சொந்த அச்சில் சுழல் இயக்கம். இரண்டு இயக்கங்களும் காந்தத் தருணங்கள் எனப்படும் சிறிய காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன. பெரும்பாலான பொருட்களில், இந்த காந்தத் தருணங்கள் தோராயமாக நோக்குநிலை கொண்டவை, ஒன்றையொன்று ரத்து செய்து, நிகர காந்தத்தன்மையை ஏற்படுத்தாது. இருப்பினும், ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களில் (இரும்பு, நிக்கல் மற்றும் கோபால்ட் போன்றவை), அண்டை அணுக்களின் காந்தத் தருணங்கள் ஒரே திசையில் சீரமைக்கப்பட்டு, நிகர காந்தப்புலத்துடன் பகுதிகளை உருவாக்குகின்றன.

 

காந்த களங்கள்

 

ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களில், அணு காந்தத் தருணங்களின் சீரமைப்பு முழுப் பொருளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்காது. மாறாக, பொருள் காந்த களங்கள் எனப்படும் சிறிய பகுதிகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு டொமைனிலும், காந்தத் தருணங்கள் ஒரே திசையில் சீரமைக்கப்பட்டு, டொமைனுக்கு நிகர காந்தப்புலத்தைக் கொடுக்கும். இருப்பினும், ஒரு காந்தம் இல்லாத நிலையில், களங்கள் தாங்களாகவே தோராயமாக நோக்குநிலை கொண்டவை, எனவே பொருள் முழுவதுமாக நிகர காந்தப்புலத்தை வெளிப்படுத்தாது.

 

ஒரு ஃபெரோ காந்தப் பொருளுக்கு வெளிப்புற காந்தப்புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​புலத்துடன் சீரமைக்கப்பட்ட களங்கள் அளவு வளரும், அதே சமயம் சீரமைக்கப்படாதவை சுருங்குகின்றன. இந்த செயல்முறை டொமைன் சுவர் இயக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெளிப்புற புலம் போதுமான அளவு வலுவாக இருந்தால், அது அனைத்து களங்களையும் ஒரே திசையில் சீரமைக்கச் செய்யலாம், இதன் விளைவாக முழுப் பொருளுக்கும் நிகர காந்தப்புலம் கிடைக்கும். வெளிப்புற புலம் அகற்றப்பட்டவுடன், பொருளின் அதிக நிர்ப்பந்தம் காரணமாக களங்கள் சீரமைக்கப்படும், இது டிமேக்னடைஸ் ஆவதற்கு எதிர்ப்பு. இந்த சீரமைப்புதான் நிரந்தர காந்தங்களுக்கு காந்தத்தை தக்கவைக்கும் திறனை அளிக்கிறது.

 

ஹிஸ்டெரிசிஸ் மற்றும் கட்டாயப்படுத்துதல்

 

ஒரு நிரந்தர காந்தம் அதன் காந்தத்தை பராமரிக்கும் திறன் அதன் ஹிஸ்டெரிசிஸ் லூப்புடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது, இது பொருளில் உள்ள காந்தப்புல வலிமை (H) மற்றும் காந்தப் பாய்வு அடர்த்தி (B) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பைக் காட்டும் வரைபடம் ஆகும். வெளிப்புற காந்தப்புலத்திற்கு பொருள் எவ்வாறு பதிலளிக்கிறது மற்றும் புலம் அகற்றப்பட்ட பிறகு அது காந்தமயமாக்கலை எவ்வாறு தக்க வைத்துக் கொள்கிறது என்பதை ஹிஸ்டெரிசிஸ் லூப் விளக்குகிறது.

 

ஹிஸ்டெரிசிஸ் லூப்பின் ஒரு முக்கிய அம்சம் வற்புறுத்தல் ஆகும், இது பொருளின் காந்தமயமாக்கலை பூஜ்ஜியமாகக் குறைக்கத் தேவையான தலைகீழ் காந்தப்புலத்தின் அளவு. நிரந்தர காந்தங்கள் அதிக வற்புறுத்தலைக் கொண்டிருக்கின்றன, அதாவது அவற்றை காந்தமாக்குவதற்கு வலுவான தலைகீழ் புலம் தேவைப்படுகிறது. இந்த உயர் வற்புறுத்தல் என்பது பொருளின் படிக அமைப்பு மற்றும் குறைபாடுகள் அல்லது அசுத்தங்கள் இருப்பதால் டொமைன் சுவர்களை 'பின்' செய்து, அவற்றை எளிதாக மறுசீரமைப்பதைத் தடுக்கிறது.

 

பொருள் கலவை மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு

 

ஒரு நிரந்தர காந்தம் அதன் காந்தத்தை தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறன் அதன் பொருள் கலவை மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. பொதுவான நிரந்தர காந்தப் பொருட்களில் ஃபெரைட்டுகள், அல்னிகோ (அலுமினியம்-நிக்கல்-கோபால்ட்) மற்றும் நியோடைமியம்-இரும்பு-போரான் (NdFeB) மற்றும் சமாரியம்-கோபால்ட் (SmCo) போன்ற அரிய-பூமி காந்தங்கள் அடங்கும். இந்த பொருட்கள் அதிக காந்த அனிசோட்ரோபியைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அவற்றின் காந்த தருணங்கள் குறிப்பிட்ட படிக திசைகளில் சீரமைக்க விரும்புகின்றன. இந்த அனிசோட்ரோபி, ஒரு நுண்ணிய நுண்ணிய கட்டமைப்புடன் இணைந்து, களங்களை இடத்தில் பூட்ட உதவுகிறது, வெளிப்புற புலம் இல்லாவிட்டாலும் காந்தம் அதன் காந்தத்தை தக்கவைத்துக்கொள்வதை உறுதி செய்கிறது.

 

சுற்றுச்சூழல் காரணிகள்

 

நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் காந்தத்தை பராமரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, சில சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் அவற்றின் செயல்திறனை பாதிக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, அதிக வெப்பநிலை, வெப்ப ஆற்றல் காந்த களங்களின் சீரமைப்பை சீர்குலைத்து, காந்தத்தன்மையை இழக்க வழிவகுக்கும். இந்த வெப்பநிலை வாசல் கியூரி வெப்பநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதற்கு மேல் பொருள் அதன் ஃபெரோ காந்த பண்புகளை இழக்கிறது. இயந்திர அதிர்ச்சி, அரிப்பு மற்றும் வலுவான வெளிப்புற காந்தப்புலங்களின் வெளிப்பாடு ஆகியவை காலப்போக்கில் ஒரு காந்தத்தின் செயல்திறனைக் குறைக்கலாம்.

 

முடிவுரை

 

நிரந்தர காந்தங்கள் அவற்றின் கட்டமைப்பிற்குள் காந்த களங்களின் சீரமைப்பு, அதிக வற்புறுத்தல் மற்றும் இந்த களங்களை இடத்தில் பூட்டக்கூடிய பொருள் பண்புகள் ஆகியவற்றின் காரணமாக அவற்றின் காந்தத்தன்மையை பராமரிக்கின்றன. அணு-நிலை காந்த தருணங்கள், டொமைன் நடத்தை மற்றும் பொருள் அறிவியல் ஆகியவற்றின் இடைவினையானது நிரந்தர காந்தங்கள் தங்கள் காந்தப்புலத்தை நீண்ட காலத்திற்கு தக்கவைத்துக்கொள்ள முடியும் என்பதை உறுதி செய்கிறது. இருப்பினும், அவற்றின் செயல்திறன் சுற்றுச்சூழல் காரணிகளால் பாதிக்கப்படலாம், குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கான சரியான பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது. தொழில்நுட்பம் வளர்ச்சியடையும் போது, ​​புதிய காந்தப் பொருட்களின் வளர்ச்சி இன்னும் அதிக நிர்ப்பந்தம் மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மையுடன் பல்வேறு தொழில்களில் நிரந்தர காந்தங்களுக்கான சாத்தியங்களை விரிவுபடுத்துகிறது.