খাঁটি নিকেল চৌম্বক

পর্যায় সারণীতে 28 তম রূপান্তর ধাতব উপাদান হিসাবে, নিকেলের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি একটি রহস্য হিসাবে রয়ে গেছে, বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের সন্ধানে দীর্ঘস্থায়ী। 18 শতকে এর সরকারী আবিষ্কারের পর থেকে নিকেলের অনন্য চৌম্বকীয় আচরণ পদার্থবিদদের প্রজন্মকে বিভ্রান্ত করেছে। এটি আয়রনের শক্তিশালী ফেরোম্যাগনেটিজম বা অ্যালুমিনিয়ামের সম্পূর্ণ প্যারাম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করে না। এই "অস্পষ্ট" চৌম্বকীয় সম্পত্তি, কোথাও কোথাও, বিজ্ঞানীদের এর অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়াটি বোঝাতে প্রায় দুই শতাব্দী নিয়েছে।

খাঁটি নিকেলের চৌম্বকীয় প্রকৃতি

খাঁটি নিকেল ঘরের তাপমাত্রায় দুর্বল ফেরোম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করে, 55 ইএমইউ/জি পর্যন্ত চৌম্বকীয় শক্তি এবং প্রায় 100 ওই এর একটি জবরদস্তি সহ। এই সম্পত্তিটি লোহার পুনর্নির্মাণ চৌম্বকীয়তা ধরে না রেখে স্থায়ী চৌম্বক দ্বারা আকৃষ্ট হওয়ার অনুমতি দেয়। এই "নরম চৌম্বকীয়" সম্পত্তিটি তার অনন্য বৈদ্যুতিন কাঠামো থেকে উদ্ভূত: নিকেল পরমাণুতে তাদের 3 ডি কক্ষপথের আটটি ইলেক্ট্রন রয়েছে, পাঁচটি স্পিন সহ পাঁচটি - আপ এবং তিনটি স্পিন - ডাউন সহ, যার ফলে নেট চৌম্বকীয় মুহুর্তটি সম্পূর্ণ বাতিল নয়। যখন বিপুল সংখ্যক নিকেল পরমাণু সামগ্রিক হয়, এই চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি বিনিময় মিথস্ক্রিয়াগুলির মাধ্যমে স্বতঃস্ফূর্তভাবে চৌম্বকীয় অঞ্চলগুলি (ডোমেন) গঠন করে। যাইহোক, একটি বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অভাবে, ডোমেনগুলি এলোমেলোভাবে একত্রিত হয় এবং কোনও ম্যাক্রোস্কোপিক চৌম্বকীয়তা প্রদর্শন করে না।

যখন কোনও বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, খাঁটি নিকেলের চৌম্বকীয়করণ তিনটি পর্যায় প্রদর্শন করে:

বিপরীতমুখী চৌম্বকীয়করণ (0-500 ওই): ডোমেন দেয়ালগুলি ধীরে ধীরে সরে যায় এবং চৌম্বকীয়করণের তীব্রতা বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সাথে রৈখিকভাবে সমানুপাতিক।

বারখাউসেন জাম্প (500-1000 ওই): ডোমেন দেয়ালগুলি হঠাৎ করে সরে যায়, যার ফলে চৌম্বকীয়করণের তীব্রতায় এক ধাপ পরিবর্তন হয়।

Near-saturation (>1000 ওই): সমস্ত ডোমেনগুলি মূলত সারিবদ্ধ হয় এবং চৌম্বকীয়করণের তীব্রতা বৃদ্ধি ধীর হয়।

এই বৈশিষ্ট্যটি খাঁটি নিকেলকে একটি বিকল্প চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে অত্যন্ত কম হিস্টেরেসিস ক্ষতি দেয়, একটি এডি বর্তমান ক্ষতির সহগের সাথে সিলিকন স্টিলের মাত্র একটি - তৃতীয়, এটি উচ্চ - ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় ডিভাইসের জন্য একটি আদর্শ উপাদান হিসাবে তৈরি করে।

চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে তিনটি মূল কারণ

চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিতে তাপমাত্রার প্রভাব

খাঁটি নিকেলের কুরির তাপমাত্রা 631 কে (358 ডিগ্রি)। এই তাপমাত্রার নীচে, এটি ফেরোম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করে, যদিও এই তাপমাত্রার উপরে, এটি প্যারাম্যাগনেটিজমে রূপান্তরিত করে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে চৌম্বকীয় সংবেদনশীলতা 20 ডিগ্রীতে 3.2 × 10 - 3 হয়, তবে 300 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হয়ে গেলে 1.8 × 10-4 এ দ্রুত নেমে যায়। এই তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা তাপীয় সেন্সরগুলিতে ব্যবহৃত হয়: নিকেল -ভিত্তিক থার্মিস্টরগুলি -50 ডিগ্রি থেকে 200 ডিগ্রি পর্যন্ত 0.1 ডিগ্রির পরিমাপের যথার্থতা অর্জন করতে পারে।

স্ফটিক কাঠামোর রুপিং প্রভাব

ঘরের তাপমাত্রায় খাঁটি নিকেলের কেন্দ্রিক কিউবিক (এফসিসি) কাঠামো এটিকে অ্যানিসোট্রপিক চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা দেয়। যখন [100] স্ফটিক দিক বরাবর চৌম্বকীয়করণ করা হয়, তখন চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা 1.2 × 10 - 6 ঘন্টা/এম পৌঁছায়, যখন [111] দিকটি কেবল 0.8 × 10-6 ঘন্টা/এম। দিকনির্দেশক সলিডাইফিকেশন প্রযুক্তি দ্বারা প্রস্তুত একক-স্ফটিক নিকেল চৌম্বকীয় ডিভাইসগুলির শক্তি রূপান্তর দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে 1.5: 1 পর্যন্ত চৌম্বকীয় অ্যানিসোট্রপি অনুপাত অর্জন করতে পারে।

অ্যালোয়িং বর্ধনের পথ

পার্মলয় (নি - ফে) গঠনের জন্য 30% লোহা যুক্ত করা খাঁটি নিকেলের তুলনায় 10^5, 1000 গুণ ক্রমে এর প্রাথমিক চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা বাড়িয়ে তুলতে পারে। নিকেল - কোবাল্ট অ্যালোয় 5% কোবাল্ট যুক্ত করা এর জবরদস্তি 100 ওই থেকে 2 ওইতে হ্রাস করে, এটি চৌম্বকীয় রেকর্ডিং উপকরণগুলির জন্য শীর্ষ পছন্দ হিসাবে তৈরি করে। এই অ্যালোয়িং কৌশলটি নিকেল - ভিত্তিক চৌম্বকীয় উপকরণগুলিকে নরম চৌম্বক থেকে স্থায়ী চৌম্বক পর্যন্ত পুরো বর্ণালীটি cover াকতে সক্ষম করে।

চৌম্বকীয় ড্রাইভের চারটি কাটা - প্রান্ত অ্যাপ্লিকেশন

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য চৌম্বকীয় ield ালিং

সুপারকন্ডাক্টিং কুইটগুলিতে, খাঁটি নিকেল পাতলা ছায়াছবি দ্বারা গঠিত ফ্লাক্স ট্র্যাপগুলি চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের শব্দটি 40 ডিবি দ্বারা হ্রাস করতে পারে, কোয়ান্টাম স্টেট রিটেনশন টাইমসকে 100 μ এর বেশি করে সক্ষম করে। আইবিএমের কোয়ান্টাম কম্পিউটারে নিকেল - ভিত্তিক চৌম্বকীয় ield াল ব্যবহার করে কোয়ান্টাম গেট অপারেশনগুলির বিশ্বস্ততা 99.2% থেকে 99.97% এ উন্নীত হয়েছে। নতুন শক্তিতে একটি চৌম্বকীয় মূল বিপ্লব

টেসলা মডেল 3 এর মোটর স্টেটর একটি নিকেল - আয়রন নরম চৌম্বকীয় খাদ ব্যবহার করে। 20kHz অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে, লোহার ক্ষতিটি traditional তিহ্যবাহী সিলিকন স্টিলের শীটগুলির জন্য 2.5W/কেজি থেকে 0.8W/কেজি থেকে হ্রাস করা হয়, যার ফলে মোটর দক্ষতা 98.5% এবং পরিসরে 15% বৃদ্ধি পায়।

বায়োমেডিসিনে চৌম্বকীয় নেভিগেশন

50nm এর ব্যাসযুক্ত নিকেল ন্যানো পার্টিকেলগুলি একটি বিকল্প চৌম্বকীয় ক্ষেত্রে স্থানীয়করণের তাপীয় প্রভাব তৈরি করে, টিউমার কোষগুলির সুনির্দিষ্ট তাপীয় বিমোচনকে সক্ষম করে। ক্লিনিকাল ট্রায়ালগুলি দেখিয়েছে যে এই চৌম্বকীয় তরল হাইপারথার্মিয়া থেরাপির লিভার ক্যান্সারের জন্য 72% নিরাময়ের হার রয়েছে এবং traditional তিহ্যবাহী রেডিওথেরাপির চেয়ে সাধারণ টিস্যুতে কম ক্ষতি হয়।

আঠারো শতকে নিকেলের চৌম্বকীয়তা আবিষ্কার থেকে একবিংশ শতাব্দীতে নিকেল - ভিত্তিক কোয়ান্টাম চৌম্বক নির্মাণ পর্যন্ত, খাঁটি নিকেলের চৌম্বকত্ব সম্পর্কে মানবতার বোঝাপড়া আরও গভীরভাবে অব্যাহত রয়েছে। বর্তমানে, বিজ্ঞানীরা নিকেলের টপোলজিকাল চৌম্বকীয় কাঠামোকে হেরফের করে শূন্য - শক্তি চৌম্বকীয় সঞ্চয়স্থান অর্জনের সম্ভাবনাটি অন্বেষণ করছেন। শিল্পে, 3 ডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি নিকেল - ভিত্তিক চৌম্বকীয় ডিভাইসগুলির একটি বাস্তবতা তৈরি করেছে।