सिंटर्ड नियोडिमियम आयरन बोरॉन स्थायी चुंबक

दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक का सबसे लोकप्रिय प्रकार एक नियोडिमियम चुंबक है, जिसे एनडीएफईबी, एनआईबी या नियो चुंबक के रूप में भी जाना जाता है। नियोडिमियम, लोहा और बोरॉन को मिलाकर Nd2Fe14B टेट्रागोनल क्रिस्टलीय संरचना बनाई जाती है। नियोडिमियम मैग्नेट वर्तमान में बाजार में सबसे मजबूत स्थायी चुंबक हैं। इन्हें 1982 में जनरल मोटर्स और सुमितोमो स्पेशल मेटल्स द्वारा अलग से बनाया गया था। समसामयिक उत्पादों के कई अनुप्रयोगों में, जिनमें शक्तिशाली स्थायी चुम्बकों की आवश्यकता होती है, जैसे ताररहित उपकरणों में मोटर, हार्ड डिस्क ड्राइव और चुंबकीय फास्टनरों में, उन्होंने अन्य प्रकार के चुम्बकों की जगह ले ली है।

नियोडिमियम एक लौहचुम्बकीय धातु है (अधिक विशेष रूप से, यह प्रतिलौहचुम्बकीय गुण प्रदर्शित करता है), जिसका अर्थ है कि लोहे की तरह, इसे चुंबक बनाने के लिए चुम्बकित किया जा सकता है। हालाँकि, इसके बेहद कम क्यूरी तापमान के कारण - वह तापमान जिसके ऊपर इसका लौहचुंबकत्व गायब हो जाता है - 19 K (या 254 डिग्री - यह केवल अपने शुद्ध रूप में चुंबकीय है)। हालांकि, नियोडिमियम चुंबक लोहे जैसे संक्रमण धातुओं के यौगिकों से बने होते हैं क्यूरी का तापमान परिवेश के तापमान से बहुत अधिक है।

नियोडिमियम चुम्बकों की ताकत कई कारकों के कारण होती है। सबसे महत्वपूर्ण टेट्रागोनल Nd2Fe14B क्रिस्टल संरचना की अत्यधिक उच्च एकअक्षीय मैग्नेटोक्रिस्टलाइन अनिसोट्रॉपी है (HA 7 T - A/m की इकाइयों में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत H बनाम Am2 में चुंबकीय क्षण)। यह इंगित करता है कि पदार्थ का एक क्रिस्टल अधिमानतः एक निश्चित क्रिस्टल अक्ष के साथ चुम्बकित होता है, जबकि अन्य दिशाओं में चुम्बकत्व अत्यधिक चुनौतीपूर्ण होता है। नियोडिमियम चुंबक मिश्र धातु, अन्य चुंबकों की तरह, माइक्रोक्रिस्टलाइन अनाज से बना है जो विनिर्माण के दौरान एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में संरेखित होते हैं जैसे कि उनके चुंबकीय अक्ष एक ही दिशा में इंगित करते हैं। चुंबकत्व की दिशा बदलने के लिए क्रिस्टल जाली के प्रतिरोध के कारण, यौगिक में बहुत अधिक दृढ़ता, या विचुंबकीकरण के लिए प्रतिरोध होता है।

इस तथ्य के कारण कि नियोडिमियम परमाणु की इलेक्ट्रॉन संरचना में लोहे में (औसतन) 3 की तुलना में 4 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, नियोडिमियम परमाणु में संभावित रूप से एक महत्वपूर्ण चुंबकीय द्विध्रुव क्षण हो सकता है। चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित होता है जिन्हें संरेखित किया जाता है ताकि वे एक ही दिशा में घूम सकें। इसके परिणामस्वरूप मजबूत संतृप्ति चुंबकत्व (जेएस 1.6 टी या 16 केजी) और एनडी2एफई14बी संयोजन के लिए आमतौर पर 1.3 टेस्ला होता है। परिणामस्वरूप, इस चुंबकीय चरण में महत्वपूर्ण मात्रा में चुंबकीय ऊर्जा (BHmax 512 kJ/m3 या 64 MGOe) संग्रहीत करने की क्षमता होती है, क्योंकि उच्चतम ऊर्जा घनत्व Js2 के समानुपाती होता है। आयतन के हिसाब से, यह चुंबकीय ऊर्जा मान "सामान्य" चुम्बकों की तुलना में लगभग 18 गुना बड़ा है। समैरियम कोबाल्ट (एसएमसीओ) मैग्नेट, जो विपणन किए जाने वाले पहले प्रकार के दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक थे, में एनडीएफईबी मिश्र धातुओं की तुलना में इस विशेषता का स्तर कम था। नियोडिमियम मैग्नेट की चुंबकीय विशेषताएं वास्तव में मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना, निर्माण प्रक्रिया और संरचना से प्रभावित होती हैं।

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