अलनिको

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एल्निको 5 से बना घोड़े की नाल का चुंबक, लगभग 1 इंच ऊँचा। धातु की पट्टी (नीचे) चुंबक रक्षक है, जिसे चुंबक के उपयोग में न होने पर ध्रुवों के पार रखा जाता है। यह चुम्बकत्व को संरक्षित रखने में मदद करता है।

अलनिको लौह मिश्र धातुओं का परिवार है जो लोहे के अलावा मुख्य रूप से अल्युमीनियम (अल), निकल (नी), और कोबाल्ट (सीओ) से बना है, इसलिए इसका संक्षिप्त नाम है[1] अल-नी-सह. इनमें तांबा और कभी-कभी टाइटेनियम भी शामिल होता है। अलनिको मिश्र धातुएँ लौहचुम्बकीय होती हैं, और इनका उपयोग स्थायी चुम्बक बनाने के लिए किया जाता है। 1970 के दशक में दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों के विकास से पहले, वे सबसे मजबूत प्रकार के स्थायी चुम्बक थे। इस परिवार में मिश्र धातुओं के अन्य व्यापारिक नाम हैं: अलनी, अल्कोमैक्स, हाइकोमैक्स, कोलुमैक्स और टिकोनल।[2]

अलनिको मिश्रधातु की संरचना आम तौर पर 8-12% अल, 15-26% नी, 5-24% सह, 6% Cu तक, 1% Ti तक, और शेष Fe है। अलनिको का विकास 1931 में शुरू हुआ, जब जापान में टी. मिशिमा ने पाया कि लोहा, निकल और एल्युमीनियम के मिश्र धातु में ज़बरदस्ती होती है। 

400 oersteds (32 kA/m), उस समय के सर्वोत्तम चुंबक स्टील्स से दोगुना।[3]


गुण

अलनीको मिश्रधातुओं को मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए चुम्बकित किया जा सकता है और उनमें उच्च सहसंयोजकता (विचुम्बकत्व का प्रतिरोध) होती है, जिससे मजबूत स्थायी चुम्बक बनते हैं। आमतौर पर उपलब्ध चुम्बकों में से केवल दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बक जैसे नियोडिमियम चुम्बक और समैरियम-कोबाल्ट चुंबक|समैरियम-कोबाल्ट ही अधिक मजबूत होते हैं। अलनिको मैग्नेट अपने ध्रुवों पर 1500 गॉस (यूनिट) (0.15 टेस्ला (इकाई) ) या पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत 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 आमतौर पर आइसोट्रोपिक प्रकारों की तुलना में पसंदीदा अभिविन्यास में अधिक चुंबकीय क्षमता होती है। अल्निको का अवशेष (बीr) 12,000 गॉस (यूनिट) (1.2 टेस्ला (यूनिट)) से अधिक हो सकता है, इसकी जबरदस्ती (एच)c) 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 मतलब यह है कि अलनीको बंद चुंबकीय सर्किट में मजबूत चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न कर सकता है, लेकिन विचुंबकीकरण के खिलाफ अपेक्षाकृत छोटा प्रतिरोध है। किसी भी स्थायी चुंबक के ध्रुवों पर क्षेत्र की ताकत बहुत हद तक आकार पर निर्भर करती है और आमतौर पर सामग्री की अवशेष ताकत से काफी कम होती है।

अलनिको मिश्रधातुओं में किसी भी चुंबकीय सामग्री की तुलना में उच्चतम क्यूरी तापमान होता है 800 °C (1,470 °F), हालांकि अधिकतम कामकाजी तापमान आम तौर पर आसपास तक ही सीमित होता है 538 °C (1,000 °F).[4] वे एकमात्र ऐसे चुंबक हैं जिनमें तापदीप्त|लाल-गर्म होने पर भी उपयोगी चुंबकत्व होता है।[5] यह गुण, साथ ही इसकी भंगुरता और उच्च गलनांक, एल्यूमीनियम और अन्य घटकों के बीच अंतरधात्विक बंधन के कारण ऑर्डर की ओर मजबूत प्रवृत्ति का परिणाम है। यदि इन्हें ठीक से संभाला जाए तो ये सबसे स्थिर चुम्बकों में से हैं। सिरेमिक मैग्नेट के विपरीत, अलनिको मैग्नेट विद्युत प्रवाहकीय होते हैं।

MMPA

Class

IEC

Code

Ref.

Chemical

Composition

(Balance Iron

for all alloys)

Magnetic Properties Physical Properties Thermal Properties
Max.

Energy

Product

(BH) max

Residual

Induction

Br

Coercive

Force

Hc

Intrinsic

Coercive

Force

Hci

Density Tensile

Strength

Transverse

Modulus of

Rupture

HRC Coefficient

of Thermal

Expansion

10−6 per °C

Electrical

Resistivity

"Ohm-cm

x 10-6"

(at 20 °C)

Reversible

Temp.

Coefficient

% Change per °C

Curie

Temp

Max

Service

Temp

Al Ni Co Cu Ti MGOe kJ/m3 gauss mT oersteds kA/m oersteads kA/m lbs/in3 g/cm3 psi Pa x 106 psi Pa x 106 Near

Br

Near

Max.

Energy

Prod.

Hear

Hc

°C °F °C °F
ISOTROPIC CAST ALNICO
Alnico 1 R1-0-1 12 21 5 3 - 1.4 11.1 7200 720 470 37 480 38 0.249 6.9 4000 28 14000 97 45 12.6 75
Alnico 2 R1-0-4 10 19 13 3 - 1.7 13.5 7500 750 560 45 580 46 0.256 7.1 3000 21 7000 48 45 12.4 65 -0.03 -0.02 -0.02 810 1490 450 840
Alnico 3 R1-0-2 12 25 - 3 - 1.35 10.7 7000 700 480 38 500 40 0.249 6.9 12000 83 23000 158 45 13.0 60
ANISOTROPIC CAST ALNICO
Alnico 5 R1-1-1 8 14 24 3 - 5.5 43.8 12800 1280 640 51 640 51 0.264 7.3 5400 37 10500 72 50 11.4 47 -0.02 -0.015 +0.01 860 1580 525 975
Alnico 5DG R1-1-2 8 14 24 3 - 6.5 57.7 13300 1330 670 53 670 53 0.264 7.3 5200 36 9000 62 50 11.4 47
Alnico 5-7 R1-1-3 8 14 24 3 - 7.5 59.7 13500 1350 740 59 740 59 0.264 7.3 5000 34 8000 55 50 11.4 47
Alnico 6 R1-1-4 8 16 24 3 1 3.9 31.0 10500 1050 780 62 800 64 0.265 7.3 23000 158 45000 310 50 11.4 50 -0.02 -0.015 +0.03 860 1580 525 975
Alnico 8 R1-1-5 7 15 35 4 5 5.3 42.2 8200 820 1650 131 1860 148 0.262 7.3 10000 59 30000 207 55 11.0 53 -0.025 -0.01 +0.01 860 1580 550 1020
Alnico 8HC R1-1-7 8 14 38 3 8 5.0 39.8 7200 720 1900 151 2170 173 0.262 7.3 10000 59 30000 207 55 11.0 54 -0.025 -0.01 +0.01 860 1580 550 1020
Alnico 9 R1-1-6 7 15 35 4 5 9.0 71.6 10600 1060 1500 119 1500 119 0.262 7.3 7000 48 8000 55 55 110. 53 -0.025 -0.01 +0.01 860 1580 550 1020
ISOTROPIC SINTERED ALNICO
Alnico 2 R1-0-4 10 19 13 3 - 1.5 11.9 7100 710 550 44 570 45 0.246 6.8 65000 448 70000 483 45 123.4 68
ANISOTROPIC SINTERED ALNICO
Alnico 5 R1-1-10 8 14 24 3 - 3.9 31.0 10900 1090 620 49 630 50 0.250 6.9 50000 345 55000 379 45 11.3 50
Alnico 6 R1-1-11 8 15 24 3 1 2.9 23.1 9400 940 790 63 820 65 0.250 6.9 55000 379 100000 689 45 11.4 54
Alnico 8 R1-1-12 7 15 35 4 5 4.0 31.8 7400 740 1500 119 1690 134 0.252 7.0 50000 345 55000 379 45 11.0 54
Alnico 8HC R1-1-13 7 14 38 3 8 4.5 35.8 6700 670 1800 143 2020 161 0.252 7.0 55000 379 45 11.0 54

2018 तक, अलनिको मैग्नेट की कीमत लगभग 44 USD/kg (US$20/lb) या US$4.30/BH है।max.[6]

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प्रारंभिक माइक्रोवेव ओवन में मैग्नेट्रान ट्यूब में अल्निको 5 चुंबक का उपयोग किया जाता है। लगभग 3 इंच (8 सेमी) लंबा।

वर्गीकरण

Alnico मैग्नेट को पारंपरिक रूप से चुंबकीय सामग्री उत्पादक संघ (MMPA) द्वारा निर्दिष्ट संख्याओं का उपयोग करके वर्गीकृत किया जाता है, उदाहरण के लिए, alnico 3 या alnico 5। ये 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 मजबूत चुंबक का संकेत नहीं देती है।)[7] ये 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 मैग्नेट को किलोओर्स्टेड्स के साथ-साथ आईईसी वर्गीकरण प्रणाली के रूप में नामित करती है।[7]


विनिर्माण प्रक्रिया

File:Jensen ad for Alnico 5 speakers.jpg
1945 में अलनिको 5 ध्वनि-विस्तारक यंत्र के लिए जेन्सेन रेडियो मैन्युफैक्चरिंग कंपनी द्वारा विज्ञापन। जैसा कि सचित्र है, अलनिको 5 ने दिए गए फ्लक्स का उत्पादन करने के लिए आवश्यक चुंबक के आकार और वजन में नाटकीय कमी की अनुमति दी, 1930 में 90 औंस से 4.6 औंस तक।

अलनिको मैग्नेट का निर्माण कास्टिंग (धातुकर्म) या सिंटरिंग प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है।[8] कास्ट अलनीको का उत्पादन राल बंधित रेत सांचों का उपयोग करके पारंपरिक तरीकों से किया जाता है। सिंटर्ड अल्निको मैग्नेट पाउडर धातु निर्माण विधियों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। सिंटरिंग अलनिको जटिल ज्यामिति के लिए उपयुक्त है।[9] उत्पादित अधिकांश अलनीको अनिसोट्रोपिक है, जिसका अर्थ है कि अनाज की चुंबकीय दिशा दिशा में उन्मुख होती है। अनिसोट्रोपिक अल्निको मैग्नेट 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 गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है - इसके बिना अल्निको की जबरदस्ती लगभग 10 Oe है, जो तकनीकी लोहे के बराबर है, जो नरम चुंबकीय सामग्री है। ताप उपचार के बाद अलनीको मिश्रित सामग्री बन जाता है, जिसे वर्षा सख्त करने वाली सामग्री कहा जाता है - इसमें लोहा और कोबाल्ट युक्त होता है[10] precipitates in rich-NiAl matrix.

File:Alnico magnet assortment.jpg
1956 में अलनिको मैग्नेट का वर्गीकरण। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान विकसित अलनिको 5 ने कॉम्पैक्ट स्थायी चुंबक मोटर्स और लाउडस्पीकरों की नई पीढ़ी को जन्म दिया।

अल्निको की अनिसोट्रॉपी अवक्षेपित कण न्यूक्लिएशन के दौरान बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को लागू करके वांछित चुंबकीय अक्ष के साथ उन्मुख होती है, जो ठंडा होने पर होती है 900 °C (1,650 °F) को 800 °C (1,470 °F), क्यूरी बिंदु के पास। बाहरी क्षेत्र के बिना सहज चुंबकत्व के कारण विभिन्न अभिविन्यासों की स्थानीय अनिसोट्रॉपियाँ होती हैं। अवक्षेप संरचना चुम्बकत्व परिवर्तनों के विरुद्ध बाधा है, क्योंकि यह कुछ चुम्बकत्व अवस्थाओं को प्राथमिकता देती है, जिन्हें सामग्री को किसी भी मध्यवर्ती अवस्था में लाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, कमजोर चुंबकीय क्षेत्र केवल मैट्रिक्स चरण के चुंबकत्व को बदलता है और प्रतिवर्ती होता है।

उपयोग

File:CowMagnet.jpg
अलनिको गाय चुंबक, तेज धातु के तार और अन्य लोहे की वस्तुओं को बांधने के लिए उपयोग किया जाता है जो जानवर द्वारा निगला जा सकता है और अन्यथा पाचन तंत्र को नुकसान पहुंचा सकता है

अलनिको मैग्नेट का व्यापक रूप से औद्योगिक और उपभोक्ता अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां मजबूत स्थायी मैग्नेट की आवश्यकता होती है। उदाहरण हैं विद्युत मोटर , इलेक्ट्रिक गिटार पिकअप, माइक्रोफोन, सेंसर, लाउडस्पीकर, मैग्नेट्रोन ट्यूब और गाय मैग्नेट। कई अनुप्रयोगों में उन्हें दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जिनके मजबूत क्षेत्र (बीr) और बड़े ऊर्जा उत्पाद (बी·एचmax) किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए छोटे आकार के चुम्बकों का उपयोग करने की अनुमति दें।

अल्निको मैग्नेट के उच्च तापमान प्रतिरोध के कारण कई उपयोग होते हैं जिन्हें कम प्रतिरोधी मैग्नेट द्वारा नहीं भरा जा सकता है, जैसे कि मॅग्नेटिक स्टीरर में।

संदर्भ

  1. ↑ Hellweg, Paul (1986). The Insomniac's Dictionary. Facts On File Publications. p. 115. ISBN 978-0-8160-1364-7.
  2. ↑ Brady, George Stuart; Clauser, Henry R.; Vaccari, John A. (2002). Materials Handbook: An Encyclopedia for Managers. McGraw-Hill Professional. p. 577. ISBN 978-0-07-136076-0.
  3. ↑ Cullity, B. D.; C. D. Graham (2008). Introduction to Magnetic Materials. Wiley-IEEE. p. 485. ISBN 978-0-471-47741-9.
  4. ↑ Arnold-Alnico Magnets. Arnoldmagnetics.com. Retrieved on 2011-07-30.
  5. ↑ Hubert, Alex; Rudolf Schäfer (1998). Magnetic domains: the analysis of magnetic microstructures. Springer. p. 557. ISBN 978-3-540-64108-7.
  6. ↑ Frequently Asked Questions Archived 2019-03-12 at the Wayback Machine. Magnetsales.com. Retrieved on 2011-07-30.
  7. ↑ 7.0 7.1 "स्थायी चुंबक सामग्री के लिए मानक विशिष्टताएँ (एमएमपीए मानक संख्या 0100-00)" (PDF). Magnetic Materials Producers Association. Retrieved 9 September 2015.
  8. ↑ Campbell, Peter (1996). स्थायी चुंबक सामग्री और उनका अनुप्रयोग. UK: Cambridge University Press. pp. 35–38. Bibcode:1996pmma.book.....C. ISBN 978-0-521-56688-9.
  9. ↑ [1]. thomas-skinner.com. Thomas & Skinner, Inc. High Performance Magnetic Materials. Extracted from website 01 August 2019
  10. ↑ Chu, W.G; Fei, W.D; Li, X.H; Yang, D.Z; Wang, J.L (2000). "Evolution of Fe-Co rich particles in Alnico 8 alloy thermomagnetically treated at 800 °C". Materials Science and Technology. 16 (9): 1023–1028. doi:10.1179/026708300101508810. S2CID 137015369.


अग्रिम पठन

  • MMPA 0100-00, Standard Specifications for Permanent Magnet Materials
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