காந்த மட்பாண்டங்கள், ஃபெரைமக்னடிசம் எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட வகை நிரந்தர காந்தமாக்கலை வெளிப்படுத்தும் ஆக்சைடு பொருட்கள். வணிக ரீதியாக தயாரிக்கப்பட்ட காந்த மட்பாண்டங்கள் பல்வேறு நிரந்தர காந்தம், மின்மாற்றி, தொலைத்தொடர்பு மற்றும் தகவல் பதிவு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த கட்டுரை முதன்மை காந்த பீங்கான் பொருட்களின் கலவை மற்றும் பண்புகளை விவரிக்கிறது மற்றும் அவற்றின் முக்கிய வணிக பயன்பாடுகளை ஆய்வு செய்கிறது.
ஃபெரைட்டுகள்: கலவை, கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள்
காந்த மட்பாண்டங்கள் ஃபெரைட்டுகளால் ஆனவை, அவை இரும்பு ஆக்சைடால் ஆன படிக தாதுக்கள் வேறு சில உலோகங்களுடன் இணைந்து உருவாக்கப்படுகின்றன. இரும்பு தவிர மற்ற உலோக கூறுகளை குறிக்கும் M (Fe x O y), M என்ற பொது வேதியியல் சூத்திரம் அவர்களுக்கு வழங்கப்படுகிறது. மிகவும் பழக்கமான ஃபெரைட் மாக்னடைட், இயற்கையாக நிகழும் ஃபெரஸ் ஃபெரைட் (Fe [Fe 2 O 4], அல்லது Fe 3 O 4) பொதுவாக லாட்ஸ்டோன் என அழைக்கப்படுகிறது. மாக்னடைட்டின் காந்த பண்புகள் பண்டைய காலங்களிலிருந்து திசைகாட்டிகளில் சுரண்டப்படுகின்றன.
ஃபெரைட்டுகளால் காட்சிப்படுத்தப்படும் காந்த நடத்தை ஃபெரிமேக்னடிசம் என்று அழைக்கப்படுகிறது; இரும்பு போன்ற உலோகப் பொருட்களால் காட்சிப்படுத்தப்படும் காந்தமயமாக்கலில் (ஃபெரோ காந்தவியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது) இது முற்றிலும் வேறுபட்டது. ஃபெரோ காந்தத்தில் ஒரு வகையான லட்டு தளம் மட்டுமே உள்ளது, மற்றும் இணைக்கப்படாத எலக்ட்ரான் “சுழல்கள்” (ஒரு காந்தப்புலத்தை ஏற்படுத்தும் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கங்கள்) ஒரு குறிப்பிட்ட களத்தில் ஒரு திசையில் வரிசையாக நிற்கின்றன. ஃபெரிமேக்னடிசத்தில், மறுபுறம், ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட லட்டு தளங்கள் உள்ளன, மேலும் எலக்ட்ரான் சுழல்கள் ஒருவருக்கொருவர் எதிர்க்கும் வகையில் ஒன்றுசேர்கின்றன-சில “ஸ்பின்-அப்” மற்றும் சில “ஸ்பின்-டவுன்” - கொடுக்கப்பட்ட டொமைனில். எதிரெதிர் சுழல்களின் முழுமையற்ற ரத்து நிகர துருவமுனைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, இது ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களைக் காட்டிலும் சற்றே பலவீனமாக இருந்தாலும், மிகவும் வலுவாக இருக்கும்.
ஃபெரைட்டுகளின் மூன்று அடிப்படை வகுப்புகள் காந்த பீங்கான் தயாரிப்புகளாக உருவாக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் படிக அமைப்பின் அடிப்படையில், அவை ஸ்பைனல்கள், அறுகோண ஃபெரைட்டுகள் மற்றும் கார்னெட்டுகள்.
ஸ்பைனல்கள்
ஸ்பைனல்கள் M (Fe 2 O 4) என்ற சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன, இங்கு M பொதுவாக மாங்கனீசு (Mn 2+), நிக்கல் (Ni 2+), கோபால்ட் (Co 2+), துத்தநாகம் (Zn 2+), தாமிரம் போன்ற ஒரு மாறுபட்ட கேஷன் ஆகும். (Cu 2+), அல்லது மெக்னீசியம் (Mg 2+). நேர்மறை கட்டணம் இல்லாததால் கூடுதல் அற்பமான இரும்பு கேஷன்களால் (Fe 3+) ஈடுசெய்யப்படும் வரை, எம் மோனோவெலண்ட் லித்தியம் கேஷன் (லி +) அல்லது காலியிடங்களையும் குறிக்கலாம். ஆக்ஸிஜன் அனான்கள் (O 2−) ஒரு நெருக்கமான நிரம்பிய க்யூபிக் படிக அமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, மேலும் உலோக கேஷன்கள் ஒரு அசாதாரண இரண்டு-லட்டு ஏற்பாட்டில் இடைவெளிகளை ஆக்கிரமிக்கின்றன. ஒவ்வொரு யூனிட் கலத்திலும், 32 ஆக்ஸிஜன் அயனிகளைக் கொண்ட, 8 கேஷன்கள் 4 ஆக்ஸிஜன்களால் (டெட்ராஹெட்ரல் தளங்கள்) ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் 16 கேஷன்கள் 6 ஆக்ஸிஜன்கள் (ஆக்டோஹெட்ரல் தளங்கள்) மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. இரண்டு சப்லட்டீஸ்களுக்கு இடையில் உள்ள காந்த சுழல்களின் முரண்பாடான சீரமைப்பு மற்றும் முழுமையற்ற ரத்து நிரந்தர காந்த தருணத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. ஸ்பைனல்கள் கட்டமைப்பில் கனமாக இருப்பதால், காந்தமயமாக்கலின் விருப்பமான திசையில்லாமல், அவை காந்தமாக “மென்மையானவை”; அதாவது, வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் பயன்பாட்டின் மூலம் காந்தமாக்கலின் திசையை மாற்றுவது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது.
அறுகோண ஃபெரைட்டுகள்
அறுகோண ஃபெரைட்டுகள் என்று அழைக்கப்படுபவை M (Fe 12 O 19) என்ற சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன, இங்கு M பொதுவாக பேரியம் (பா), ஸ்ட்ரோண்டியம் (Sr) அல்லது ஈயம் (Pb) ஆகும். படிக அமைப்பு சிக்கலானது, ஆனால் இது ஒரு தனித்துவமான சி அச்சு அல்லது செங்குத்து அச்சுடன் அறுகோணமாக விவரிக்கப்படலாம். இது அடிப்படை கட்டமைப்பில் காந்தமயமாக்கலின் எளிதான அச்சு. காந்தமயமாக்கலின் திசையை மற்றொரு அச்சுக்கு எளிதாக மாற்ற முடியாது என்பதால், அறுகோண ஃபெரைட்டுகள் “கடினமானது” என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன.
கார்னட் ஃபெரைட்டுகள்
கார்னட் ஃபெரைட்டுகள் சிலிகேட் தாது கார்னட்டின் கட்டமைப்பையும் M 3 (Fe 5 O 12) என்ற வேதியியல் சூத்திரத்தையும் கொண்டிருக்கின்றன, இங்கு M என்பது யட்ரியம் அல்லது ஒரு அரிய-பூமி அயனி ஆகும். டெட்ராஹெட்ரல் மற்றும் ஆக்டோஹெட்ரல் தளங்களுக்கு கூடுதலாக, ஸ்பைனல்களில் காணப்படுவது போன்றவை, கார்னெட்டுகளில் டோடெகாஹெட்ரல் (12-ஒருங்கிணைந்த) தளங்கள் உள்ளன. நிகர ஃபெரிமேக்னடிசம் மூன்று வகையான தளங்களுக்கிடையேயான முரண்பாடான சுழல் சீரமைப்பின் சிக்கலான விளைவாகும். கார்னெட்டுகளும் காந்த ரீதியாக கடினமானது.
பீங்கான் ஃபெரைட்டுகளின் செயலாக்கம்
பாரம்பரிய கலவை, கணக்கிடுதல், அழுத்துதல், துப்பாக்கி சூடு மற்றும் படிகளை முடித்தல் ஆகியவற்றால் பீங்கான் ஃபெரைட்டுகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. கேஷன் கலவை மற்றும் வாயு வளிமண்டலத்தின் கட்டுப்பாடு அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக, நி (Fe 2 O 4) அல்லது Mn (Fe 2 O 4) க்கு Zn (Fe 2 O 4) ஐ ஓரளவு மாற்றுவதன் மூலம் ஸ்பைனல் ஃபெரைட்டுகளின் செறிவு காந்தமயமாக்கலை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம். துத்தநாக கேஷன்கள் டெட்ராஹெட்ரல் ஒருங்கிணைப்பை விரும்புகின்றன மற்றும் கூடுதல் Fe 3+ ஐ ஆக்டோஹெட்ரல் தளங்களுக்கு கட்டாயப்படுத்துகின்றன. இதன் விளைவாக சுழல்கள் குறைவாக ரத்து செய்யப்படுவதோடு அதிக செறிவு காந்தமயமாக்கலும் ஏற்படுகிறது.
ஃபெரைட் உற்பத்திக்கு மேம்பட்ட செயலாக்கம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் காப்ரெசிபிட்டேஷன், ஃப்ரீஸ்-உலர்த்துதல், ஸ்ப்ரே வறுத்தல் மற்றும் சோல்-ஜெல் செயலாக்கம் ஆகியவை அடங்கும்.. வேதியியல் நீராவி படிவு (சி.வி.டி), திரவ-கட்ட எபிடாக்ஸி (எல்பிஇ) மற்றும் துளையிடல் ஆகியவற்றால் ஃபெரைட்டுகளை மெல்லிய படங்களாக பொருத்தமான அடி மூலக்கூறுகளில் வைக்கலாம். (இந்த முறைகள் படிகத்தில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன: படிக வளர்ச்சி: உருகுவதிலிருந்து வளர்ச்சி.)
பயன்பாடுகள்
நிரந்தர காந்தங்கள்
கடினமான காந்த ஃபெரைட்டுகள் நிரந்தர காந்தங்களாகவும் குளிர்சாதன பெட்டி சீல் கேஸ்கட்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை மைக்ரோஃபோன்கள் மற்றும் ஸ்பீக்கர் கேஸ்கட்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நிரந்தர காந்தங்களுக்கான மிகப்பெரிய சந்தை கம்பியில்லா சாதனங்களுக்கான சிறிய மோட்டார்கள் மற்றும் ஆட்டோமொபைல் பயன்பாடுகளில் உள்ளது.
