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दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक

1984
  • Karl J. Strnat (SmCo)
  • Masato Sagawa (NdFeB)
  • John Croat (NdFeB)
Testing rare-earth magnets in a solid state physics laboratory.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक मिश्र धातुओं से बने मजबूत स्थायी चुंबक होते हैं। दुर्लभ-पृथ्वी तत्व1970 और 1980 के दशक में विकसित, सबसे आम प्रकार के चुंबक नियोडिमियम (NdFeB) और समैरियम-कोबाल्ट (SmCo) हैं। ये सबसे मजबूत प्रकार के स्थायी चुंबक हैं, जो फेराइट या एल्निको चुंबकों की तुलना में काफी मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं, जिससे कई तकनीकों में लघुकरण और बेहतर प्रदर्शन संभव हो पाता है। ध्यान दें: "दुर्लभ-पृथ्वी तत्व" शब्द एक ऐतिहासिक गलत नामकरण है। ये तत्व पृथ्वी की परत में असाधारण रूप से दुर्लभ नहीं हैं। सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला सेरियम, तांबे के समान 25वां सबसे प्रचुर तत्व है। यहां तक ​​कि सबसे कम प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला स्थिर दुर्लभ पृथ्वी तत्व, ल्यूटेटियम, सोने से लगभग 200 गुना अधिक प्रचुर मात्रा में है। "दुर्लभ" लेबल इसलिए दिया गया क्योंकि इन्हें अलग करना मुश्किल था।

दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों की असाधारण शक्ति उनकी अद्वितीय क्रिस्टलीय संरचना और दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के गुणों से उत्पन्न होती है। लैंथेनाइड तत्व, जैसे कि नियोडिमियम और समैरियम, उच्च चुंबकीय अनिसोट्रॉपी रखते हैं। इसका अर्थ है कि उनके क्रिस्टल जालक में चुंबकत्व का एक पसंदीदा अक्ष होता है, जिससे एक बार संरेखित होने पर उनके चुंबकीय क्षणों की दिशा बदलना बहुत मुश्किल हो जाता है। यह गुण बहुत उच्च बलपूर्वकता (विचुम्बकन के प्रति प्रतिरोध) की ओर ले जाता है। संक्रमण धातुएँ मिश्र धातुलोहे या कोबाल्ट जैसी धातुएँ बहुत उच्च चुंबकीय संतृप्ति प्रदान करती हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रख सकती हैं। उच्च बलपूर्वकता और उच्च चुंबकीय संतृप्ति के संयोजन से बहुत उच्च अधिकतम ऊर्जा उत्पाद ([latex](BH)_{max}[/latex]) प्राप्त होता है, जो प्राथमिक है। योग्यता का आंकड़ा स्थायी चुम्बकों के लिए।

समेरियम-कोबाल्ट चुंबकों का विकास सर्वप्रथम 1970 के दशक के आरंभ में हुआ था और इनका क्यूरी तापमान अधिक होता है, जिससे ये उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। 1984 में जनरल मोटर्स और सुमितोमो स्पेशल मेटल्स द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित नियोडिमियम चुंबक और भी अधिक शक्तिशाली होते हैं, लेकिन इनका क्यूरी तापमान कम होता है, हालांकि आधुनिक मिश्र धातुओं ने इसमें सुधार किया है। दुर्लभ-पृथ्वी चुंबकों का विकास पदार्थ विज्ञान में एक क्रांतिकारी कदम था, जिसने छोटे, हल्के और अधिक शक्तिशाली विद्युत मोटरों, जनरेटरों और अन्य उपकरणों के निर्माण को संभव बनाया जो पहले अव्यावहारिक थे।

UNESCO Nomenclature: 2211
ठोस अवस्था भौतिकी

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों की खोज
  • पाउडर धातु विज्ञान और सिंटरिंग तकनीकों का विकास
  • की समझना ferromagnetism and magnetic anisotropy
  • एल्निको और फेराइट चुम्बकों का विकास

आवेदन

  • हार्ड डिस्क ड्राइव (वॉइस कॉइल मोटर्स)
  • इलेक्ट्रिक वाहन मोटर
  • wind turbine generators
  • हेडफ़ोन और लाउडस्पीकर
  • एमआरआई स्कैनर
  • तार रहित उपकरण
  • चुंबकीय क्लिप और खिलौने

पेटेंट:

  • US4496395
  • US4770723

संभावित नवाचार विचार

  • उच्च शक्ति घनत्व वाले मोटरों से लैस लघु ड्रोन
  • बाह्य चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा संचालित प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरण
  • कॉम्पैक्ट और कुशल चुंबकीय प्रशीतन इकाइयाँ
  • उच्च विश्वसनीयता प्रणालियों के लिए घर्षण रहित चुंबकीय गियर
  • गियरबॉक्स रहित डायरेक्ट-ड्राइव पवन टर्बाइन
  • पोर्टेबल चुंबकीय उत्तोलन प्लेटफार्म
  • high-performance एड़ी प्रवाह brakes for trains and roller coasters
  • हीट-असिस्टेड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग (HAMR) का उपयोग करके अगली पीढ़ी का डेटा स्टोरेज
  • चुंबकीय ब्रेकिंग का उपयोग करने वाली ऊर्जा पुनर्प्राप्ति प्रणालियाँ
  • शक्तिशाली, कॉम्पैक्ट मोटरों से युक्त उन्नत कृत्रिम अंग
इससे संबंधित: दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक, नेओद्यमिउम मगनेट, एनडीएफईबी, समैरियम-कोबाल्ट, एसएमसीओ, स्थायी चुंबक, बलपूर्वकता, चुंबकीय अनिसोट्रॉपी, ऊर्जा उत्पाद, सामग्री विज्ञान।

ऐतिहासिक संदर्भ

दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक

1980
1980
1980
1984
1985
1986
1990
1975
1980
1980
1980
1984
1986
1986
1991

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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