మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ : లక్షణాలు, పని, రకాలు, తేడాలు & వాటి అప్లికేషన్లు

వివిధ రకాలైన పదార్థాలు & ఛార్జ్ చేయబడిన కణాలతో తయారు చేయబడిన పదార్థాలు కూడా ఉన్నాయి: వంటివి; ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు. ఈ పదార్థాలు అయస్కాంత పదార్థాలు అని పిలువబడే బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా అయస్కాంతీకరించబడినప్పుడు కొన్ని రకాల అయస్కాంత లక్షణాలను చూపుతాయి. ఈ పదార్థాలు అయస్కాంత క్షేత్రంలో ప్రేరేపిత లేదా శాశ్వత అయస్కాంత కదలికలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ పదార్ధాల అయస్కాంత లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి, సాధారణంగా, పదార్థం ప్రామాణికమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంటుంది, తర్వాత అయస్కాంత క్షేత్రం మార్చబడుతుంది. ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో, ఈ పదార్థాలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి మరియు ఇవి ముఖ్యమైన భాగాలు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు , మోటార్లు మరియు జనరేటర్లు. ఈ వ్యాసం సంక్షిప్త సమాచారాన్ని అందిస్తుంది అయస్కాంత పదార్థాలు .

మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ అంటే ఏమిటి?

బాహ్యంగా వర్తించే అయస్కాంత క్షేత్రానికి అయస్కాంతీకరించబడిన పదార్థాలను అయస్కాంత పదార్థాలు అంటారు. ఈ పదార్థాలు అయస్కాంతం వైపు ఆకర్షించబడినప్పుడల్లా అయస్కాంతీకరణను కూడా పొందుతాయి. ఈ పదార్థాల ఉదాహరణలు; ఐరన్, కోబాల్ట్ & నికిల్.

ఈ పదార్థాలు అయస్కాంతపరంగా కఠినమైన (లేదా) అయస్కాంతపరంగా మృదువైన పదార్థాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి.

అయస్కాంతంగా గట్టి పదార్థాలు చాలా బలమైన బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా అయస్కాంతీకరించబడతాయి, ఇది విద్యుదయస్కాంతం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఈ పదార్థాలు ప్రధానంగా శాశ్వత అయస్కాంతాలను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇవి సాధారణంగా మారగల ఇనుము, నికెల్, అల్యూమినియం, కోబాల్ట్ & సమారియం, నియోడైమియం & డిస్ప్రోసియం వంటి అరుదైన ఎర్త్ మూలకాలతో కూడిన మిశ్రమాల నుండి తయారు చేయబడతాయి.

ప్రేరేపిత అయస్కాంతత్వం తాత్కాలికమే అయినప్పటికీ అయస్కాంతపరంగా మృదువైన పదార్థాలు చాలా సులభంగా అయస్కాంతీకరించబడతాయి. ఉదాహరణకు, మీరు స్క్రూడ్రైవర్ లేదా గోరుతో శాశ్వత అయస్కాంతాన్ని స్ట్రోక్ చేస్తే, అది తాత్కాలికంగా అయస్కాంతీకరించబడుతుంది మరియు దాని బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది ఎందుకంటే ఇనుము పెద్ద సంఖ్యలో ఉంటుంది. పరమాణువులు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ఇదే దిశలో తాత్కాలికంగా సమలేఖనం చేయబడతాయి.

లక్షణాలు

అయస్కాంత పదార్థ లక్షణాలు భౌతికశాస్త్రం యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక భావనలలో ఒకటి. కాబట్టి, లక్షణాలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; పారా అయస్కాంతత్వం, ఫెర్రో అయస్కాంతత్వం మరియు యాంటీఫెరో మాగ్నెటిజం క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

పారా అయస్కాంతత్వం అనేది ఒక రకమైన అయస్కాంతత్వం, ఇక్కడ కొన్ని పదార్థాలు బాహ్యంగా వర్తించే అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా బలహీనంగా ఆకర్షించబడతాయి. ఇది అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క దిశలో అంతర్గత మరియు ప్రేరిత అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఏర్పరుస్తుంది. పారా అయస్కాంతత్వంలో, జతచేయని ఎలక్ట్రాన్లు యాదృచ్ఛికంగా అమర్చబడి ఉంటాయి.

ఫెర్రో అయస్కాంతత్వం అనేది ఇనుము వంటి పదార్థం అయస్కాంతీకరించబడిన ఒక దృగ్విషయం మరియు ఆ దశ కోసం బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంలో అయస్కాంతీకరించబడుతుంది. ఫెర్రో అయస్కాంతత్వంలో, జతచేయని ఎలక్ట్రాన్లు అన్నీ అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.

యాంటీఫెరో మాగ్నెటిజం అనేది ఒక రకమైన అయస్కాంత క్రమం, ఇది ప్రక్కనే ఉన్న పరమాణువుల (లేదా) అయాన్ల అయస్కాంత కదలికలు రివర్స్ దిశలలో సమలేఖనం చేయబడినప్పుడు మరియు సున్నా నికర అయస్కాంత కదలికలకు దారితీసినప్పుడు ప్రధానంగా సంభవిస్తుంది. కాబట్టి ఈ ప్రవర్తన ప్రధానంగా పొరుగు అయాన్లు లేదా పరమాణువుల మధ్య పరస్పర పరస్పర చర్య కారణంగా ఉంటుంది, ఇది సిస్టమ్ యొక్క శక్తిని తగ్గించడానికి యాంటీపరాలల్ అమరికకు సహాయపడుతుంది. సాధారణంగా, యాంటీఫెరో మాగ్నెటిక్ పదార్థాలు నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత కింద అయస్కాంత క్రమాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి; నీల్ ఉష్ణోగ్రత. ఈ ఉష్ణోగ్రతపై ఉన్న పదార్థం పారా అయస్కాంతంగా మారుతుంది మరియు దాని యాంటీఫెరో మాగ్నెటిక్ లక్షణాలను కోల్పోతుంది.

మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ ఎలా పని చేస్తాయి?

ఈ పదార్థాలు చిన్న ప్రాంతాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇక్కడ మాగ్నెటిక్ డొమైన్‌లు అని పిలువబడే నిర్దిష్ట దిశలో అయస్కాంత కదలికను నిర్దేశించవచ్చు, ఇవి ప్రధానంగా పదార్థాల ప్రత్యేక పనితీరుకు బాధ్యత వహిస్తాయి. పదార్థాల పూర్తి శక్తి కేవలం అనిసోట్రోపి శక్తి, మార్పిడి శక్తి & మాగ్నెటోస్టాటిక్ శక్తి ద్వారా అందించబడుతుంది. అయస్కాంత పదార్థం యొక్క పరిమాణం తగ్గినప్పుడల్లా, అది పదార్థంలోని వివిధ డొమైన్‌లను పెంచుతుంది. కాబట్టి మాగ్నెటో-స్టాటిక్ ఎనర్జీలో తగ్గింపు కారణంగా, ఎక్కువ డొమైన్ గోడలు మార్పిడి & అనిసోట్రోపి శక్తిని పెంచుతాయి. అందువలన, డొమైన్ పరిమాణం అయస్కాంత పదార్థం యొక్క స్వభావాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

క్లిష్టమైన సూపర్‌పారా అయస్కాంతత్వం వ్యాసంతో పోలిస్తే చిన్న కణ వ్యాసం కలిగిన కొన్ని పదార్థాలకు అయస్కాంత క్షణం స్థిరంగా ఉండదు. కణం యొక్క వ్యాసం సూపర్ పారా అయస్కాంతత్వం & సింగిల్ డొమైన్ యొక్క క్లిష్టమైన వ్యాసం మధ్య ఉన్నప్పుడు, అయస్కాంత క్షణం స్థిరంగా మారుతుంది.

మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ రకాలు

మార్కెట్‌లో వివిధ రకాల అయస్కాంత పదార్థాలు అందుబాటులో ఉన్నాయి, అవి క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

పారా అయస్కాంత పదార్థాలు

ఈ పదార్ధాలు ఒక అయస్కాంతానికి బలంగా ఆకర్షించబడవు; టిన్ మెగ్నీషియం, అల్యూమినియం మరియు మరెన్నో. ఈ పదార్థాలు చిన్న సాపేక్ష పారగమ్యతను కలిగి ఉంటాయి కానీ అల్యూమినియం పారగమ్యత వంటి సానుకూలత: 1.00000065. ఈ పదార్థాలు చాలా బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉన్నప్పుడు మాత్రమే అయస్కాంతీకరించబడతాయి & అవి అయస్కాంత క్షేత్ర దిశలో పని చేస్తాయి.

ఒక బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం బాహ్యంగా అందించబడినప్పుడల్లా, శాశ్వత అయస్కాంత ద్విధ్రువాలు వాటిని అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రానికి స్వీయ-సమాంతరంగా సర్దుబాటు చేస్తాయి మరియు సానుకూల అయస్కాంతీకరణకు పెరుగుతాయి. ద్విధ్రువ విన్యాసాన్ని దరఖాస్తు చేసిన అయస్కాంత క్షేత్రానికి సమాంతరంగా ఉంటే పూర్తి కాకపోతే, అయస్కాంతీకరణ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

డయామాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్

ఈ పదార్ధాలు పాదరసం, జింక్, సీసం, కలప, రాగి, వెండి, సల్ఫర్, బిస్మత్ మొదలైన అయస్కాంతం ద్వారా తిప్పికొట్టబడతాయి, వీటిని డయామాగ్నెటిక్ పదార్థాలు అంటారు. ఈ పదార్థాలు ఒక పారగమ్యత కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, రాగి పదార్థం యొక్క పారగమ్యత 0.000005, బిస్మత్ పదార్థం 0.00083 & కలప పదార్థం 0.9999995.

ఈ పదార్థాలు చాలా బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉన్నప్పుడు, ఈ పదార్థాలు కొద్దిగా అయస్కాంతీకరించబడతాయి & అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రానికి వ్యతిరేక దిశలో పనిచేస్తాయి. ఈ రకమైన పదార్థాలలో, కక్ష్య విప్లవం & కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్ల అక్షసంబంధ భ్రమణ కారణంగా రెండు బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు ఏర్పడతాయి.

ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్

అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా బలంగా ఆకర్షించబడే ఈ రకమైన పదార్థాలను ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు అంటారు. ఈ పదార్థాల ఉదాహరణలు; నికెల్, ఇనుము, కోబాల్ట్, ఉక్కు మొదలైనవి. ఈ పదార్థాలు చాలా ఎక్కువ పారగమ్యతను కలిగి ఉంటాయి, ఇది అనేక వందల నుండి వేల వరకు ఉంటుంది.

ఈ పదార్ధాలలోని అయస్కాంత ద్విధ్రువాలు వ్యక్తిగత ద్విధ్రువ అమరిక గణనీయంగా ఉన్న చోట వేర్వేరు డొమైన్‌లుగా అమర్చబడి ఉంటాయి మరియు అవి బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేయగలవు. సాధారణంగా, ఈ డొమైన్‌లు యాదృచ్ఛికంగా అమర్చబడి ఉంటాయి & ప్రతి డొమైన్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం మరొక దాని ద్వారా రద్దు చేయబడుతుంది మరియు మొత్తం పదార్థం అయస్కాంతం యొక్క ప్రవర్తనను చూపదు.

ఈ పదార్ధాలకు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం అందించబడినప్పుడల్లా, డొమైన్‌లు బాహ్య క్షేత్రానికి మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు చాలా బలమైన అంతర్గత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి తమను తాము తిరిగి మార్చుకుంటాయి. బాహ్య క్షేత్రాన్ని తగ్గించడం ద్వారా, చాలా డొమైన్‌లు అయస్కాంత క్షేత్రం దిశలో వేచి ఉండి, అనుబంధంగా కొనసాగుతాయి.
అందువల్ల, బాహ్య క్షేత్రం నిష్క్రమించినప్పుడల్లా ఈ పదార్థాల అయస్కాంత క్షేత్రం కొనసాగుతుంది. కాబట్టి ఈ ప్రధాన ఆస్తి మనం రోజూ ఉపయోగించే శాశ్వత అయస్కాంతాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. శాశ్వత అయస్కాంతాలను తయారు చేయడంలో ఉపయోగించే పదార్థాలు సాధారణంగా ఐరన్, నికెల్, నియోడైమియం, కోబాల్ట్ మొదలైన అధిక ఫెర్రో అయస్కాంతాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

దయచేసి ఈ లింక్‌ని చూడండి ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ .

మాగ్నెటిక్ ముడి పదార్థాలు

సాధారణంగా, ప్రపంచవ్యాప్తంగా శాశ్వత అయస్కాంతాలు వివిధ రకాల పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి మరియు ప్రతి పదార్ధం విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ పదార్థాలు ప్రధానంగా ఉన్నాయి; అల్నికో, ఫ్లెక్సిబుల్ రబ్బరు, ఫెర్రైట్, సమారియం కోబాల్ట్ & నియోడైమియం క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

ఫెర్రైట్స్

ఫెర్రో మాగ్నెటిక్ & నాన్-ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల మధ్య మధ్యస్థ స్థానాన్ని ఆక్రమించే ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల ప్రత్యేక సమూహాన్ని ఫెర్రైట్‌లు అంటారు. ఈ పదార్థాలు చక్కటి ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థ కణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి అధిక పారగమ్యతను కలిగి ఉంటాయి & బైండింగ్ రెసిన్ ద్వారా పరస్పరం ఉంచబడతాయి. ఫెర్రైట్‌లలో, ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల వలె వాటి అయస్కాంత సంతృప్తత ఎక్కువగా లేనప్పటికీ, ఉత్పత్తి చేయబడిన అయస్కాంతీకరణ చాలా సరిపోతుంది.

ఈ పదార్థాలు వాటి అయస్కాంత బలానికి సంబంధించిన ఉత్పత్తికి ఖరీదైనవి కావు. అరుదైన ఎర్త్ మెటీరియల్స్‌తో పోలిస్తే ఇవి చాలా బలహీనంగా ఉన్నాయి, అయితే అవి ఇప్పటికీ అనేక వాణిజ్య అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఈ పదార్థాలు తుప్పు & డీమాగ్నెటైజేషన్‌కు నిరోధకత వంటి శక్తిని కలిగి ఉంటాయి.

నియోడైమియం

నియోడైమియం అనేది చాలా అరుదైన భూమి మూలకం ((Nd) మరియు దాని పరమాణు సంఖ్య 60 ఇది కేవలం 1885లో ఆస్ట్రియన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త కార్ల్ ఔర్ వాన్ వెల్స్‌బాచ్ ద్వారా కనుగొనబడింది. ఈ పదార్ధం బోరాన్, ఇనుము మరియు ఇతర మూలకాల జాడల ద్వారా మిళితం చేయబడింది. చాలా బలమైన అయస్కాంత పదార్థం అయిన Nd2Fe14b అని పిలువబడే ఫెర్రో అయస్కాంత మిశ్రమాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రసోడైమియం & డైస్ప్రోసియం. నియోడైమియం అయస్కాంతాలు అనేక పారిశ్రామిక & ఆధునిక వాణిజ్య ఉపకరణాలలో ఇతర రకాల పదార్థాలను భర్తీ చేస్తాయి.

ఆల్నికో

అల్యూమినియం, నికెల్ & కోబాల్ట్ యొక్క ఎక్రోనిం 'అల్నికో', ఇక్కడ ఈ మూడు ప్రధాన మూలకాలు ఆల్నికో మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్‌ను రూపొందించడంలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి. అరుదైన భూమి అయస్కాంతాలతో పోలిస్తే ఈ అయస్కాంతాలు చాలా బలమైన శాశ్వత అయస్కాంతాలు. ఆల్నికో అయస్కాంతాలను లోపల శాశ్వత అయస్కాంతాలతో భర్తీ చేయవచ్చు మోటార్లు , లౌడ్ స్పీకర్లు & జనరేటర్లు.

సమారియం కోబాల్ట్

ఈ అయస్కాంతాలను 1970ల ప్రారంభంలో U.S. ఎయిర్ ఫోర్స్ మెటీరియల్స్ లాబొరేటరీ అభివృద్ధి చేసింది. సమారియం కోబాల్ట్ లేదా SmCo అనేది అసాధారణమైన భూమి మూలకాల మిశ్రమంతో తయారు చేయబడిన ఒక అయస్కాంత పదార్థం; సమారియం, హార్డ్ మెటల్ కోబాల్ట్, ఇనుము జాడలు, హాఫ్నియం, రాగి, ప్రసోడైమియం & జిర్కోనియం. సమారియం కోబాల్ట్ అయస్కాంతాలు నియోడైమియం వంటి అరుదైన భూమి అయస్కాంతాలు ఎందుకంటే సమారియం నియోడైమియం వంటి అరుదైన భూమి సమూహ మూలకం యొక్క మూలకం.

మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్ Vs నాన్-మాగ్నెటిక్ మెటీరియల్స్

ఈ రెండు పదార్థాల మధ్య తేడాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

పోలిక

వివిధ అయస్కాంత పదార్థాల మధ్య పోలిక క్రింద చర్చించబడింది.

అప్లికేషన్లు

ది అయస్కాంత పదార్థాల అప్లికేషన్లు కింది వాటిని చేర్చండి.

• విద్యుత్తును వినియోగించే ఉపకరణాలలో విద్యుత్తును సృష్టించడానికి మరియు పంపిణీ చేయడానికి ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
• అవి ఆడియో, వీడియో టేప్ & కంప్యూటర్ డిస్క్‌లలో డేటా నిల్వ కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
• ఈ పదార్థాలు జీవితం, ఉత్పత్తి, జాతీయ రక్షణ శాస్త్రం & సాంకేతికతలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
• పవర్ టెక్నాలజీలో వివిధ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు & మోటార్లు, ఎలక్ట్రానిక్ టెక్నాలజీలో వివిధ మాగ్నెటిక్ భాగాలు & మైక్రోవేవ్ ట్యూబ్‌లు, కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీలో ఇంటెన్సిఫైయర్‌లు & ఫిల్టర్‌లు, విద్యుదయస్కాంత తుపాకులు, గృహోపకరణాలు & జాతీయ రక్షణ సాంకేతికతలో మాగ్నెటిక్ గనుల తయారీలో ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
• ఇవి ఖనిజ & భౌగోళిక అన్వేషణ, సముద్ర అన్వేషణ & శక్తి, సమాచారం, అంతరిక్షం & జీవశాస్త్రంలో కొత్త సాంకేతికతలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
• ఎలక్ట్రానిక్ టెక్నాలజీ ఫీల్డ్ & ఇతర సైన్స్ & టెక్నాలజీ రంగాలలో ఈ పదార్థాలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.
• ఎలక్ట్రానిక్స్, మెడిసిన్, ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మొదలైన వాటిలో ఇవి వర్తిస్తాయి.
• ఇవి ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు & జనరేటర్ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ & ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల తయారీలో ఉపయోగించబడతాయి.
• ఇవి అయస్కాంత నిల్వ పరికరాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడతాయి; ఫ్లాపీ డిస్క్‌లు, హార్డ్ డిస్క్ డ్రైవ్‌లు & మాగ్నెటిక్ టేప్.
• ఈ రకమైన పదార్థాలు మాగ్నెటిక్ సెన్సార్ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడతాయి; హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు, మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెన్సార్లు & మాగ్నెటోరేసిస్టివ్ సెన్సార్లు.
• ఇవి వైద్య పరికరాలలో వర్తిస్తాయి; MRI యంత్రాలు, పేస్‌మేకర్‌లు & ఇంప్లాంటబుల్ డ్రగ్ డెలివరీ సిస్టమ్‌లు.
• ఇవి అయస్కాంత విభజన పద్ధతులలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి అయస్కాంతేతర కణాల నుండి అయస్కాంత కణాలను డిస్‌కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.
• ఈ పదార్థాలు పునరుత్పాదక శక్తి ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడతాయి; జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు & గాలి టర్బైన్లు.

అందువలన, ఇది అయస్కాంతం యొక్క అవలోకనం పదార్థాలు, రకాలు, తేడాలు, పదార్థాల పోలిక మరియు దాని అప్లికేషన్లు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, అయస్కాంతం అంటే ఏమిటి?