आवेदन के मुख्य क्षेत्रों पर विचार करेंफेरोमैग्नेट्स, साथ ही उनके वर्गीकरण की विशेषताएं। से शुरू करने के लिए, ठोस पदार्थों को फेरोमैग्नेट्स कहा जाता है, जिसमें कम तापमान पर अनियंत्रित चुंबकीयकरण होता है। यह विरूपण, चुंबकीय क्षेत्र, तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रभाव में बदलता है।
तकनीक में फेरोमैग्नेट्स के उपयोग के बारे में बताया गया हैउनके भौतिक गुण। उनके पास एक चुंबकीय पारगम्यता है जो एक निर्वात की पारगम्यता से कई गुना अधिक है। इस संबंध में, सभी विद्युत उपकरण जो एक प्रकार की ऊर्जा को दूसरे में परिवर्तित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं, में विशेष तत्व होते हैं जो कि चुंबकीय प्रवाह को संचालित करने में सक्षम फेरोमैग्नेटिक सामग्री से बने होते हैं।
की विशिष्ट विशेषताएं क्या हैंferromagnets? इन पदार्थों के गुणों और उपयोग को आंतरिक संरचना की विशिष्टताओं द्वारा समझाया गया है। किसी पदार्थ के चुंबकीय गुणों और चुंबकत्व के प्राथमिक वाहक के बीच एक सीधा संबंध है, जिसकी भूमिका में परमाणु के अंदर इलेक्ट्रॉन घूम रहे हैं।
वृत्ताकार कक्षाओं में घूमते समय, वे बनाते हैंएक चुंबकीय क्षण के साथ प्राथमिक धाराएं और चुंबकीय द्विध्रुवीय। इसकी दिशा गिमलेट नियम से निर्धारित होती है। किसी पिंड का चुंबकीय क्षण सभी भागों का ज्यामितीय योग होता है। गोलाकार कक्षाओं में घूमने के अलावा, इलेक्ट्रॉन अपने स्वयं के अक्षों के चारों ओर भी घूमते हैं, जिससे स्पिन के क्षण बनते हैं। यह वे हैं जो फेरोमैग्नेट्स को चुम्बकित करने की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।
फेरोमैग्नेट्स के व्यावहारिक अनुप्रयोग के साथ जुड़ा हुआ हैउन में स्वतःस्फूर्त चुम्बकीय क्षेत्रों का गठन, जिसमें स्पिन क्षणों का उन्मुखीकरण समानांतर है। यदि फेरोमैग्नेट बाहरी क्षेत्र में स्थित नहीं है, तो व्यक्तिगत चुंबकीय क्षणों की अलग-अलग दिशाएं होती हैं, उनका योग शून्य होता है और कोई चुंबकीयकरण गुण नहीं होता है।
यदि पैरामैग्नेट्स गुणों से जुड़े हैंकिसी पदार्थ के व्यक्तिगत अणु या परमाणु, फिर क्रिस्टल संरचना की बारीकियों से फेरोमैग्नेटिक गुणों को समझाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, वाष्प अवस्था में, लोहे के परमाणु थोड़े डायनामैग्नेटिक होते हैं, और ठोस अवस्था में, यह धातु फेरोमैग्नेट होती है। प्रयोगशाला अध्ययनों के परिणामस्वरूप, तापमान और फेरोमैग्नेटिक गुणों के बीच एक संबंध सामने आया था।
उदाहरण के लिए, गूसलर मिश्र धातु में, जो लोहे के चुंबकीय गुणों के समान है, यह धातु अनुपस्थित है। क्यूरी बिंदु (एक निश्चित तापमान मान) तक पहुंचने पर, फेरोमैग्नेटिक गुण गायब हो जाते हैं।
उनकी विशिष्ट विशेषताओं के बीच, कोई भी न केवल चुंबकीय पारगम्यता के उच्च मूल्य को बाहर कर सकता है, बल्कि क्षेत्र की ताकत और चुंबकीयकरण के बीच संबंध भी बना सकता है।
व्यक्ति के चुंबकीय क्षणों की परस्पर क्रियाफेरोमैग्नेट के परमाणु शक्तिशाली आंतरिक चुंबकीय क्षेत्रों के निर्माण में योगदान करते हैं जो एक दूसरे के समानांतर रेखा बनाते हैं। एक शक्तिशाली बाहरी क्षेत्र अभिविन्यास में परिवर्तन की ओर जाता है, जो चुंबकीय गुणों में वृद्धि की ओर जाता है।
वैज्ञानिकों ने स्पिन प्रकृति की स्थापना की हैferromagnetism। ऊर्जा परतों पर इलेक्ट्रॉनों को वितरित करते समय, पाउली अपवर्जन सिद्धांत को ध्यान में रखा जाता है। इसका सार यह है कि उनमें से केवल एक निश्चित संख्या प्रत्येक परत पर हो सकती है। पूरी तरह से भरे खोल पर स्थित सभी इलेक्ट्रॉनों के कक्षीय और स्पिन चुंबकीय क्षणों के परिणामस्वरूप मूल्य शून्य के बराबर हैं।
फेरोमैग्नेटिक रासायनिक तत्वगुण (निकल, कोबाल्ट, लोहा) आवर्त सारणी के संक्रमणकालीन तत्व हैं। उनके परमाणुओं में, इलेक्ट्रॉनों के साथ गोले को भरने के लिए एल्गोरिथ्म का उल्लंघन किया जाता है। सबसे पहले, वे ऊपरी परत (एस-ऑर्बिटल) पर गिरते हैं, और केवल पूरी तरह से भर जाने के बाद, इलेक्ट्रॉन नीचे स्थित शेल (डी-ऑर्बिटल) पर गिरते हैं।
फेरोमैग्नेट्स का बड़े पैमाने पर उपयोग, जिनमें से मुख्य लोहा है, संरचना में परिवर्तन द्वारा समझाया जाता है जब यह बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करता है।
इस तरह के गुण केवल उन लोगों के पास हो सकते हैंऐसे पदार्थ जिनके परमाणु में आंतरिक अपूर्ण शैल होते हैं। लेकिन यहां तक कि यह स्थिति फेरोमैग्नेटिक विशेषताओं के बारे में बात करने के लिए पर्याप्त नहीं है। उदाहरण के लिए, क्रोमियम, मैंगनीज और प्लैटिनम में भी परमाणुओं के अंदर अधूरे गोले होते हैं, लेकिन वे पैरामैग्नेट हैं। सहज चुंबकत्व के उद्भव को एक विशेष क्वांटम प्रभाव द्वारा समझाया गया है, जिसे शास्त्रीय भौतिकी का उपयोग करके समझाना मुश्किल है।
इस तरह के एक सशर्त उपखंड हैसामग्री दो प्रकारों में: कठिन और नरम फेरोमैग्नेट्स। हार्ड सामग्री का उपयोग सूचनाओं के भंडारण के लिए चुंबकीय डिस्क, टेप के निर्माण से जुड़ा हुआ है। नरम फेरोमैग्नेट्स विद्युत चुम्बक, ट्रांसफार्मर कोर के निर्माण में अपरिहार्य हैं। इन पदार्थों की रासायनिक संरचना की ख़ासियत से दो प्रजातियों के बीच के अंतर को समझाया गया है।
आइए कुछ एप्लिकेशन उदाहरणों पर करीब से नज़र डालें।आधुनिक तकनीक की विभिन्न शाखाओं में फेरोमैग्नेट्स। शीतल चुंबकीय सामग्री का उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में इलेक्ट्रिक मोटर्स, ट्रांसफार्मर और जनरेटर बनाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, रेडियो संचार और प्रवाह प्रौद्योगिकी में इस प्रकार के फेरोमैग्नेट्स के उपयोग पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।
स्थायी मैग्नेट बनाने के लिए कठोर प्रकार की आवश्यकता होती है। बाहरी क्षेत्र को बंद करने के मामले में, फेरोमैग्नेट्स अपने गुणों को बनाए रखते हैं, क्योंकि प्राथमिक धाराओं का उन्मुखीकरण गायब नहीं होता है।
यह संपत्ति है जो फेरोमैग्नेट्स के उपयोग की व्याख्या करती है। संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि ऐसी सामग्रियां आधुनिक तकनीक का आधार हैं।
बिजली के मापने वाले उपकरणों, टेलीफोन, लाउडस्पीकर, चुंबकीय कम्पास और ध्वनि रिकॉर्डिंग उपकरणों के निर्माण में स्थायी मैग्नेट की आवश्यकता होती है।
फेरोमैग्नेट्स के उपयोग को ध्यान में रखते हुए,फेराइट्स पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। वे उच्च आवृत्ति रेडियो इंजीनियरिंग में व्यापक हैं, क्योंकि वे अर्धचालक और फेरोमैग्नेट के गुणों को मिलाते हैं। यह फेराइट्स से है जो वर्तमान में चुंबकीय टेप और फिल्मों, कोर ऑफ इंडक्टर्स, डिस्क से बना है। वे प्रकृति में पाए जाने वाले लौह ऑक्साइड हैं।
ब्याज में फेरोमैग्नेट्स का उपयोग होता हैइलेक्ट्रिक मशीन, साथ ही हार्ड ड्राइव में रिकॉर्डिंग की तकनीक। आधुनिक अनुसंधान इंगित करता है कि कुछ तापमानों पर, कुछ फेरोमैग्नेट पैरामैग्नेटिक विशेषताओं को प्राप्त कर सकते हैं। यही कारण है कि इन पदार्थों को खराब अध्ययन माना जाता है और भौतिकविदों के लिए विशेष रुचि रखते हैं।
स्टील कोर वर्तमान ताकत को बदलने के बिना कई बार चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाने में सक्षम है।
फेरोमैग्नेट्स का उपयोग महत्वपूर्ण रूप से संभव बनाता हैविद्युत ऊर्जा की बचत करें। यही कारण है कि फेरोमैग्नेटिक गुणों वाली सामग्री का उपयोग जनरेटर, ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रिक मोटर्स के कोर के लिए किया जाता है।
चुंबकीय की ताकत की निर्भरता की यह घटनाक्षेत्र और बाह्य क्षेत्र से चुंबकत्व का सदिश। यह संपत्ति फेरोमैग्नेट्स के साथ-साथ लोहे, निकल, कोबाल्ट से बने मिश्र धातुओं में भी प्रकट होती है। एक समान घटना न केवल दिशा और परिमाण में एक क्षेत्र परिवर्तन के मामले में देखी जाती है, बल्कि इसके रोटेशन के मामले में भी देखी जाती है।
चुंबकीय पारगम्यता भौतिक हैएक मान जो एक निश्चित वातावरण में एक वैक्यूम में प्रेरण के अनुपात को दर्शाता है। यदि कोई पदार्थ अपना चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, तो उसे चुंबकित माना जाता है। एम्पीयर की परिकल्पना के अनुसार, गुणों की भयावहता परमाणु में "मुक्त" इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति पर निर्भर करती है।
हिस्टैरिसीस लूप एक वक्र हैप्रेरण के आकार में परिवर्तन पर एक बाहरी क्षेत्र में स्थित फेरोमैग्नेट के चुंबकत्व के आकार में परिवर्तन की निर्भरता। उपयोग किए गए शरीर को पूरी तरह से विघटित करने के लिए, आपको बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा बदलने की आवश्यकता है।
चुंबकीय प्रेरण के एक निश्चित मूल्य पर, जिसे बलपूर्वक बल कहा जाता है, नमूने का चुंबकीयकरण शून्य मान पर ले जाता है।
यह हिस्टैरिसीस लूप और मूल्य का आकार हैमोटे बलों ने आंशिक चुम्बकण को बनाए रखने के लिए किसी पदार्थ की क्षमता का निर्धारण किया, फेरोमैग्नेट्स के व्यापक उपयोग की व्याख्या की। संक्षेप में, एक विस्तृत हिस्टैरिसीस लूप के साथ हार्ड फेरोमैग्नेट्स के आवेदन के क्षेत्र ऊपर वर्णित हैं। टंगस्टन, कार्बन, एल्यूमीनियम, क्रोम स्टील्स में एक उच्च बल है, इसलिए, विभिन्न आकृतियों के स्थायी मैग्नेट उनके आधार पर बनाए जाते हैं: पट्टी, घोड़े की नाल के आकार का।
एक छोटे से बल के साथ नरम सामग्री के बीच, हम लोहे के अयस्कों, साथ ही साथ लोहे-निकल मिश्र धातुओं पर ध्यान देते हैं।
फेरोमैग्नेट्स के चुंबकीयकरण उत्क्रमण की प्रक्रिया के साथ जुड़ा हुआ हैस्वतःस्फूर्त चुंबकत्व के क्षेत्र में परिवर्तन। इसके लिए, काम का उपयोग किया जाता है जो बाहरी क्षेत्र द्वारा किया जाता है। इस मामले में उत्पन्न गर्मी की मात्रा हिस्टैरिसीस लूप के क्षेत्र के लिए आनुपातिक है।
वर्तमान में प्रौद्योगिकी की सभी शाखाओं मेंफेरोमैग्नेटिक गुणों वाले पदार्थों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। ऊर्जा संसाधनों में महत्वपूर्ण बचत के अलावा, ऐसे पदार्थों के उपयोग के लिए धन्यवाद, तकनीकी प्रक्रियाओं को सरल करना संभव है।
उदाहरण के लिए, शक्तिशाली स्थिरांक से लैसमैग्नेट वाहनों को बनाने की प्रक्रिया को बहुत सरल कर सकता है। शक्तिशाली इलेक्ट्रोमैग्नेट्स, जो वर्तमान में घरेलू और विदेशी ऑटोमोबाइल संयंत्रों में उपयोग किए जाते हैं, यह सबसे श्रम-गहन तकनीकी प्रक्रियाओं को पूरी तरह से स्वचालित करना संभव बनाता है, साथ ही साथ नए वाहनों की विधानसभा प्रक्रिया को काफी तेज करता है।
रेडियो इंजीनियरिंग में, फेरोमैग्नेट्स उच्चतम गुणवत्ता और सटीकता के उपकरण प्राप्त करना संभव बनाते हैं।
वैज्ञानिकों ने चुंबकीय नैनोकणों के निर्माण के लिए एक-चरण तकनीक बनाने में सफलता हासिल की है जो दवा और इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं।
कई अध्ययनों के परिणामस्वरूप,सर्वोत्तम अनुसंधान प्रयोगशालाओं में आयोजित, सोने की एक पतली परत के साथ लेपित कोबाल्ट और लोहे के नैनोकणों के चुंबकीय गुणों को स्थापित करना संभव था। मानव शरीर के वांछित हिस्से में एंटी-कैंसर ड्रग्स या रेडियोन्यूक्लाइड परमाणुओं को स्थानांतरित करने की उनकी क्षमता पहले से ही पुष्टि की गई है, और चुंबकीय अनुनाद छवियों के विपरीत को बढ़ाने के लिए।
इसके अलावा, ऐसे कणों का उपयोग चुंबकीय मेमोरी उपकरणों को अपग्रेड करने के लिए किया जा सकता है, जो कि नवीन चिकित्सा प्रौद्योगिकी के निर्माण में एक नया कदम होगा।
रूसी वैज्ञानिकों की एक टीम विकसित करने में कामयाब रहीऔर बेहतर चुंबकीय विशेषताओं के साथ सामग्री बनाने के लिए उपयुक्त संयुक्त कोबाल्ट-लोहे के नैनोकणों को प्राप्त करने के लिए क्लोराइड के जलीय समाधानों की कमी के लिए विधि का परीक्षण करना। वैज्ञानिकों द्वारा किए गए सभी शोधों का उद्देश्य पदार्थों के फेरोमैग्नेटिक गुणों को बढ़ाना, उत्पादन में उनके उपयोग का प्रतिशत बढ़ाना है।
