अलनिको

अलनिको लौह मिश्र धातुओं का समूह है जो लोहे के अतिरिक्त मुख्य रूप से अल्युमीनियम (एएल), निकल (एनआई), और कोबाल्ट (सीओ) से बना है, इसलिए इसका संक्षिप्त नाम एएल-एनआई-सीओ है इनमें तांबा और कभी-कभी टाइटेनियम भी सम्मिलित होता है। अलनिको मिश्र धातुएँ लौहचुम्बकीय होती हैं, और इनका उपयोग स्थायी चुम्बक बनाने के लिए किया जाता है। 1970 के दशक में विरल-पृथ्वी चुम्बकों के विकास से पहले, वह सबसे सशक्त एक प्रकार के स्थायी चुम्बक थे। इस समूह में मिश्र धातुओं के अन्य व्यापारिक नाम अलनी, अल्कोमैक्स, हाइकोमैक्स, कोलुमैक्स और टिकोनल हैं। इस प्रकार अलनिको मिश्रधातु की संरचना सामान्यतः 8-12% एएल, 15-26% एनआई, 5-24% सीओ, 6% सीयू तक, 1% टीआई तक, और शेष एफइ है। अलनिको का विकास 1931 में प्रारंभ हुआ था, जब जापान में टी. मिशिमा ने पाया कि लोहा, निकल और एल्युमीनियम के  मिश्र धातु में 400 Oe की प्रबलता थी, जो उस समय के सर्वश्रेष्ठ चुंबक स्टील्स से दोगुनी थी।

गुण
अलनीको मिश्रधातुओं को सशक्त चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए चुम्बकित किया जा सकता है और उनमें उच्च सहसंयोजकता (विचुम्बकत्व का प्रतिरोध) होती है, जिससे सशक्त स्थायी चुम्बक बनते हैं। सामान्यतः उपलब्ध चुम्बकों में से केवल विरल-पृथ्वी चुम्बक जैसे नियोडिमियम चुम्बक और समैरियम-कोबाल्ट चुंबक या समैरियम-कोबाल्ट ही अधिक सशक्त होते हैं। अलनिको चुंबक अपने ध्रुवों पर 1500 गॉस (यूनिट) (0.15 टेस्ला (इकाई) ) या पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति का लगभग 3000 गुना अधिक चुंबकीय क्षेत्र शक्ति उत्पन्न करते हैं। अल्निको के कुछ ब्रांड समदैशिक हैं और इन्हें किसी भी दिशा में कुशलतापूर्वक चुम्बकित किया जा सकता है। अन्य प्रकार, जैसे कि अलनीको 5 और अलनीको 8, चुंबकीय अनिसोट्रॉपी हैं, जिनमें से प्रत्येक में चुम्बकत्व, या अभिविन्यास की पसंदीदा दिशा होती है। अनिसोट्रोपिक मिश्र धातुओं में सामान्यतः आइसोट्रोपिक प्रकारों की तुलना में पसंदीदा अभिविन्यास में अधिक चुंबकीय क्षमता होती है। अल्निको का अवशेष (Br) 12,000 गॉस (यूनिट) (1.2 टेस्ला (यूनिट)) से अधिक हो सकता है, इसकी दाब (Hc) 1000 ओर्स्टेड (80 kA/m) तक हो सकता है, इसका अधिकतम ऊर्जा उत्पाद ((BH)max) 5.5 MG·Oe (44 T·A/m) तक हो सकता है। इसका कारण यह है कि अलनीको बंद चुंबकीय परिपथ में सशक्त चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न कर सकता है, किन्तु विचुंबकीकरण के विपरीत अपेक्षाकृत छोटा प्रतिरोध है। किसी भी स्थायी चुंबक के ध्रुवों पर क्षेत्र की शक्ति अधिक सीमा तक आकार पर निर्भर करती है और सामान्यतः पदार्थ की अवशेष शक्ति से अधिक कम होती है।

इस प्रकार अलनिको मिश्रधातुओं में किसी भी चुंबकीय पदार्थ की तुलना में उच्चतम क्यूरी तापमान 800 C होता है, चूंकि अधिकतम कार्य तापमान सामान्यतः 538 C निकट तक ही सीमित होता है वह एकमात्र ऐसे चुंबक हैं जिनमें तापदीप्त लाल-गर्म होने पर भी उपयोगी चुंबकत्व होता है। यह गुण, साथ ही इसकी भंगुरता और उच्च गलनांक, एल्यूमीनियम और अन्य घटकों के मध्य अंतरधात्विक बंधन के कारण ऑर्डर की ओर सशक्त प्रवृत्ति का परिणाम है। यदि इन्हें सही से संभाला जाए तो यह सबसे स्थिर चुम्बकों में से एक हैं। इस प्रकार सिरेमिक चुंबक के विपरीत, अलनिको चुंबक विद्युत प्रवाहकीय होते हैं।

इस प्रकार 2018 तक, अलनिको चुंबक का मूल्य लगभग 44 USD/kg (US$20/lb) या US$4.30/BHmax. है।

वर्गीकरण
अलनिको चुंबक को पारंपरिक रूप से चुंबकीय पदार्थ उत्पादक संघ (एमएमपीए) द्वारा निर्दिष्ट संख्याओं का उपयोग करके वर्गीकृत किया जाता है, उदाहरण के लिए, अल्निको 3 या अल्निको 5 है। यह वर्गीकरण रासायनिक संरचना और चुंबकीय गुणों को दर्शाते हैं। (वर्गीकरण संख्याओं का चुंबक के गुणों से कोई सीधा संबंध नहीं है; उदाहरण के लिए, उच्च संख्या आवश्यक रूप से सशक्त चुंबक का संकेत नहीं देती है।)

यह वर्गीकरण संख्याएँ, जबकि अभी भी उपयोग में हैं, एमएमपीए द्वारा नई प्रणाली के पक्ष में अस्वीकृत कर दी गई हैं, जो मेगागॉस-ऑर्स्टेड्स और कोर्किविटी में अधिकतम ऊर्जा उत्पाद के आधार पर एलनिको चुंबक को किलोओर्स्टेड्स के साथ-साथ आईईसी वर्गीकरण प्रणाली के रूप में नामित करती है।

विनिर्माण प्रक्रिया
इस प्रकार अलनिको चुंबक का निर्माण कास्टिंग (धातुकर्म) या सिंटरिंग प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है। कास्ट अलनीको का उत्पादन राल बंधित रेत सांचों का उपयोग करके पारंपरिक विधियों से किया जाता है। सिंटर्ड अल्निको चुंबक पाउडर धातु निर्माण विधियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। सिंटरिंग अलनिको सम्मिश्र ज्यामिति के लिए उपयुक्त है।

उत्पादित अधिकांश अलनीको अनिसोट्रोपिक है, जिसका अर्थ है कि अनाज की चुंबकीय दिशा दिशा में उन्मुख होती है। इस प्रकार अनिसोट्रोपिक अल्निको चुंबक महत्वपूर्ण तापमान से ऊपर गर्म करने और चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में ठंडा करने से उन्मुख होते हैं। आइसोट्रोपिक और अनिसोट्रोपिक अल्निको दोनों को इष्टतम चुंबकीय गुणों को विकसित करने के लिए उचित ताप उपचार की आवश्यकता होती है - इसके बिना अल्निको की दाब लगभग 10 Oe है, जो तकनीकी लोहे के समान है, जो नरम चुंबकीय पदार्थ है। ताप उपचार के पश्चात् अलनीको मिश्रित पदार्थ बन जाता है, जिसे वर्षा सख्त करने वाला पदार्थ कहा जाता है - इसमें लोहा होता है और कोबाल्ट युक्त रिच-एनआईएएल मैट्रिक्स में अवक्षेपित होता है।

अल्निको की अनिसोट्रॉपी अवक्षेपित कण न्यूक्लिएशन के समय बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को लागू करके वांछित चुंबकीय अक्ष के साथ उन्मुख होती है, जो क्यूरी बिंदु के निकट 900 C को 800 C तक ठंडा होने पर होती है। बाहरी क्षेत्र के बिना सहज चुंबकत्व के कारण विभिन्न अभिविन्यासों की स्थानीय अनिसोट्रॉपियाँ होती हैं। इस प्रकार अवक्षेप संरचना चुम्बकत्व परिवर्तनों के विरुद्ध बाधा है, क्योंकि यह कुछ चुम्बकत्व अवस्थाओं को प्राथमिकता देती है, जिन्हें पदार्थ को किसी भी मध्यवर्ती अवस्था में लाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, अशक्त चुंबकीय क्षेत्र केवल मैट्रिक्स चरण के चुंबकत्व को परिवर्तित करता है और प्रतिवर्ती होता है।

उपयोग
अलनिको चुंबक का व्यापक रूप से औद्योगिक और उपभोक्ता अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां सशक्त स्थायी चुंबक की आवश्यकता होती है। उदाहरण विद्युत मोटर, इलेक्ट्रिक गिटार पिकअप, माइक्रोफोन, सेंसर, लाउडस्पीकर, मैग्नेट्रोन ट्यूब और काऊ चुंबक हैं। विभिन्न अनुप्रयोगों में उन्हें विरल-पृथ्वी चुम्बकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जिनके सशक्त क्षेत्र (Br) और बड़े ऊर्जा उत्पाद (BHmax) किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए छोटे आकार के चुम्बकों का उपयोग करने की अनुमति देता है।

अलनीको चुंबक का उच्च तापमान प्रतिरोध विभिन्न उपयोगों की ओर ले जाता है जिन्हें कम प्रतिरोधी चुंबक जैसे चुंबकीय उत्तेजक हॉटप्लेट द्वारा नहीं पूर्ण किया जा सकता है।

अग्रिम पठन

 * एमएमपीए 0100-00, Standard Specifications for Permanent Magnet Materials