مقناطیسی مواد: خواص، کام، اقسام، فرق اور ان کی درخواستیں

مختلف قسم کے مواد اور مادے بھی ہیں جو چارج شدہ ذرات سے بنتے ہیں: جیسے؛ الیکٹران اور پروٹون. یہ مواد کسی قسم کی مقناطیسی خصوصیات دکھا سکتے ہیں جب وہ کسی بیرونی مقناطیسی فیلڈ کے ذریعہ مقناطیسی ہوتے ہیں جسے مقناطیسی مواد کہا جاتا ہے۔ یہ مواد مقناطیسی میدان میں متحرک یا مستقل مقناطیسی لمحات رکھتے ہیں۔ ان مواد کی مقناطیسی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے، عام طور پر، مواد معیاری مقناطیسی میدان میں واقع ہوتا ہے، پھر مقناطیسی میدان کو تبدیل کیا جاتا ہے۔ جدید ٹیکنالوجی میں، یہ مواد کلیدی کردار ادا کرتے ہیں اور یہ اس کے لیے اہم اجزاء ہیں۔ ٹرانسفارمرز ، موٹرز، اور جنریٹرز۔ یہ مضمون مختصر معلومات فراہم کرتا ہے۔ مقناطیسی مواد .

مقناطیسی مواد کیا ہیں؟

وہ مواد جو بیرونی طور پر لاگو مقناطیسی میدان میں مقناطیسی ہوتے ہیں انہیں مقناطیسی مواد کہا جاتا ہے۔ جب بھی وہ مقناطیس کی طرف راغب ہوتے ہیں تو یہ مادے مقناطیسیت بھی حاصل کرتے ہیں۔ ان مواد کی مثالیں ہیں؛ آئرن، کوبالٹ اور نکل۔

ان مواد کو مقناطیسی طور پر سخت (یا) مقناطیسی طور پر نرم مواد میں درجہ بندی کیا گیا ہے۔

مقناطیسی طور پر سخت مواد کو ایک بہت مضبوط بیرونی مقناطیسی فیلڈ کے ذریعے مقناطیسی کیا جاتا ہے جو ایک برقی مقناطیس سے پیدا ہوتا ہے۔ یہ مواد بنیادی طور پر مستقل میگنےٹ بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں جو عام طور پر لوہے، نکل، ایلومینیم، کوبالٹ اور نایاب زمینی عناصر جیسے سماریئم، نیوڈیمیم اور ڈیسپروسیم کی قابل تغیر مقدار پر مشتمل مرکب دھاتوں سے بنائے جاتے ہیں۔

مقناطیسی طور پر نرم مواد بہت آسانی سے مقناطیسی ہوتے ہیں حالانکہ حوصلہ افزائی مقناطیسی عارضی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر آپ سکریو ڈرایور یا کیل سے مستقل مقناطیس کو مارتے ہیں، تو یہ عارضی طور پر مقناطیسی ہو جائے گا اور اس کا کمزور مقناطیسی میدان پیدا ہو جائے گا کیونکہ بڑی تعداد میں لوہے کی ایٹم بیرونی مقناطیسی میدان کے ذریعے عارضی طور پر ایک جیسی سمت میں منسلک ہیں۔

پراپرٹیز

مقناطیسی مواد کی خصوصیات طبیعیات کے سب سے بنیادی تصورات میں سے ایک ہیں۔ لہذا، خصوصیات میں بنیادی طور پر شامل ہیں؛ paramagnetism، ferromagnetism، اور antiferromagnetism جن پر ذیل میں بحث کی گئی ہے۔

پیرا میگنیٹزم مقناطیسیت کی ایک قسم ہے جہاں کچھ مواد کو مقناطیسی فیلڈ کے ذریعہ کمزور طور پر اپنی طرف متوجہ کیا جاتا ہے جو بیرونی طور پر لاگو ہوتا ہے۔ یہ لاگو مقناطیسی فیلڈ کی سمت میں داخلی اور حوصلہ افزائی مقناطیسی فیلڈز بناتا ہے۔ پیرا میگنیٹزم میں، جوڑا نہ بنائے گئے الیکٹران تصادفی طور پر ترتیب دیئے جاتے ہیں۔

فیرو میگنیٹزم ایک ایسا رجحان ہے جہاں لوہے جیسا مواد مقناطیسی ہو جاتا ہے اور اس مرحلے کے لیے بیرونی مقناطیسی میدان کے اندر مقناطیسی رہتا ہے۔ فیرو میگنیٹزم میں، جوڑا نہ بنائے گئے الیکٹران تمام جڑے ہوئے ہیں۔

Antiferromagnetism ایک قسم کی مقناطیسی ترتیب ہے جو بنیادی طور پر اس وقت ہوتی ہے جب ملحقہ ایٹموں کے (یا) آئنوں کے مقناطیسی لمحات الٹی سمتوں میں سیدھ میں آتے ہیں اور اس کے نتیجے میں صفر خالص مقناطیسی لمحات ہوتے ہیں۔ لہذا یہ رویہ بنیادی طور پر پڑوسی آئنوں یا ایٹموں کے درمیان تبادلہ تعامل کی وجہ سے ہے، جو نظام کی توانائی کو کم کرنے کے لیے متوازی سیدھ میں مدد کرتا ہے۔ عام طور پر، Antiferromagnetic مواد ایک مخصوص درجہ حرارت کے تحت مقناطیسی ترتیب کو ظاہر کرتے ہیں؛ نیلے درجہ حرارت۔ اس درجہ حرارت پر مواد پیرا میگنیٹک بن جائے گا اور یہ اپنی antiferromagnetic خصوصیات کھو دے گا۔

مقناطیسی مواد کیسے کام کرتا ہے؟

ان مواد میں چھوٹے چھوٹے علاقے ہوتے ہیں جہاں مقناطیسی لمحے کو ایک مخصوص سمت میں ہدایت کی جا سکتی ہے جسے مقناطیسی ڈومین کہتے ہیں جو بنیادی طور پر مواد کی خصوصی کارکردگی کے لیے ذمہ دار ہوتے ہیں۔ مواد کی مکمل توانائی صرف انیسوٹروپی انرجی، ایکسچینج انرجی اور میگنیٹو سٹیٹک انرجی کے ذریعے دی جا سکتی ہے۔ جب بھی مقناطیسی مواد کا سائز کم ہوتا ہے، تو یہ مواد میں مختلف ڈومینز کو بڑھاتا ہے۔ لہذا مقناطیسی جامد توانائی کے اندر کمی کی وجہ سے، مزید ڈومین کی دیواریں تبادلے اور انیسوٹروپی توانائی میں اضافہ کریں گی۔ اس طرح، ڈومین کا سائز مقناطیسی مواد کی نوعیت کا فیصلہ کرے گا۔

مقناطیسی لمحہ کچھ ایسے مادوں کے لیے مستحکم نہیں ہوتا ہے جن کے ذرہ قطر اہم سپرپیرامگنیٹزم قطر کے مقابلے میں چھوٹا ہوتا ہے۔ جب بھی ذرہ کا قطر سپر پیرا میگنیٹزم اور سنگل ڈومین کے اہم قطر کے درمیان ہو گا، تب مقناطیسی لمحہ مستحکم ہو جائے گا۔

مقناطیسی مواد کی اقسام

مارکیٹ میں مختلف قسم کے مقناطیسی مواد دستیاب ہیں جن پر ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

پیرا میگنیٹک مواد

یہ مواد مقناطیس کی طرف مضبوطی سے متوجہ نہیں ہوتے ہیں جیسے؛ ٹن میگنیشیم، ایلومینیم، اور بہت کچھ۔ ان مواد میں نسبتاً کم پارگمیتا ہے لیکن ایلومینیم کی پارگمیتا کی طرح مثبت ہے: 1.00000065۔ یہ مواد صرف اس وقت مقناطیسی ہوتے ہیں جب وہ بہت مضبوط مقناطیسی میدان پر واقع ہوتے ہیں اور وہ مقناطیسی میدان کی سمت میں کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔

جب بھی ایک مضبوط مقناطیسی میدان بیرونی طور پر فراہم کیا جاتا ہے، تو مستقل مقناطیسی ڈوپولز ان کو لاگو مقناطیسی میدان کے لیے خود متوازی میں ایڈجسٹ کرتے ہیں اور ایک مثبت مقناطیسیت میں اضافہ کرتے ہیں۔ اگر ڈوپول واقفیت لاگو مقناطیسی فیلڈ کے متوازی ہے تو مکمل نہیں ہے، پھر مقناطیسیت انتہائی کم ہے۔

ڈائی میگنیٹک مواد

یہ مواد مقناطیس کے ذریعے پیچھے ہٹائے جاتے ہیں جیسے مرکری، زنک، سیسہ، لکڑی، تانبا، چاندی، سلفر، بسمتھ وغیرہ کو ڈائی میگنیٹک مواد کہا جاتا ہے۔ یہ مواد ایک پارگمیتا سے قدرے نیچے ہیں۔ مثال کے طور پر، تانبے کے مواد کی پارگمیتا 0.000005 ہے، بسمتھ کا مواد 0.00083 ہے اور لکڑی کا مواد 0.9999995 ہے۔

جب یہ مواد ایک انتہائی مضبوط مقناطیسی میدان میں واقع ہوتے ہیں، تو یہ مواد قدرے مقناطیسی ہو جائیں گے اور لاگو مقناطیسی میدان کے مخالف سمت میں کام کریں گے۔ اس قسم کے مواد میں، مداری انقلاب اور نیوکلئس کے گرد الیکٹران کی محوری گردش کی وجہ سے دو کافی کمزور مقناطیسی میدان ہوتے ہیں۔

فیرو میگنیٹک مواد

اس قسم کے مواد جو مقناطیسی میدان کے ذریعے مضبوطی سے اپنی طرف متوجہ ہوتے ہیں انہیں فیرو میگنیٹک مواد کہا جاتا ہے۔ ان مواد کی مثالیں ہیں؛ نکل، لوہا، کوبالٹ، سٹیل، وغیرہ۔ ان مواد میں بہت زیادہ پارگمیتا ہے جو کئی سو سے ہزار تک ہوتی ہے۔

ان مادوں کے اندر موجود مقناطیسی ڈوپولز کو آسانی سے مختلف ڈومینز میں ترتیب دیا جاتا ہے جہاں بھی انفرادی ڈوپول کا انتظام نمایاں طور پر کامل ہوتا ہے اور یہ مضبوط مقناطیسی میدان پیدا کر سکتا ہے۔ عام طور پر، یہ ڈومینز تصادفی طور پر ترتیب دیے جاتے ہیں اور ہر ڈومین کی مقناطیسی فیلڈ کو دوسرے کے ذریعے منسوخ کر دیا جاتا ہے اور پورا مواد مقناطیس کا برتاؤ نہیں دکھاتا ہے۔

جب بھی ان مواد کو ایک بیرونی مقناطیسی میدان فراہم کیا جاتا ہے، تو ڈومینز بیرونی فیلڈ کو سپورٹ کرنے اور ایک بہت مضبوط اندرونی مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لیے خود کو دوبارہ ترتیب دیں گے۔ بیرونی فیلڈ کی کٹوتی کے ذریعے، زیادہ تر ڈومین مقناطیسی میدان کی سمت میں انتظار کرتے ہیں اور اس سے منسلک ہوتے ہیں۔
لہذا، جب بھی بیرونی میدان روانہ ہوتا ہے تب بھی ان مواد کا مقناطیسی میدان برقرار رہتا ہے۔ لہذا یہ بنیادی خاصیت مستقل میگنےٹ تیار کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہے جسے ہم روزانہ استعمال کرتے ہیں۔ مستقل میگنےٹ بنانے میں استعمال ہونے والے مواد عام طور پر انتہائی فیرو میگنیٹک ہوتے ہیں جیسے آئرن، نکل، نیوڈیمیم، کوبالٹ وغیرہ۔

کے لیے اس لنک سے رجوع کریں۔ فیرو میگنیٹک مواد .

مقناطیسی خام مال

عام طور پر، دنیا بھر میں مستقل میگنےٹ مختلف قسم کے مواد سے بنائے جاتے ہیں اور ہر مواد کی مختلف خصوصیات ہوتی ہیں۔ یہ مواد بنیادی طور پر شامل ہیں؛ النیکو، لچکدار ربڑ، فیرائٹ، سماریئم کوبالٹ اور نیوڈیمیم جن پر ذیل میں بحث کی گئی ہے۔

فیرائٹس

فیرو میگنیٹک مواد کا خاص گروپ جو فیرو میگنیٹک اور نان فیرو میگنیٹک مواد کے درمیان درمیانی پوزیشن پر قبضہ کرتا ہے اسے فیرائٹس کہا جاتا ہے۔ ان مواد میں باریک فیرو میگنیٹک مادی ذرات ہوتے ہیں جو اعلی پارگمیتا کے مالک ہوتے ہیں اور ایک بائنڈنگ رال کے ذریعے باہمی طور پر رکھے جاتے ہیں۔ فیرائٹس میں، پیدا ہونے والی میگنیٹائزیشن کافی ہوتی ہے حالانکہ ان کی مقناطیسی سنترپتی فیرو میگنیٹک مواد کی طرح زیادہ نہیں ہوتی ہے۔

یہ مواد پیدا کرنا مہنگا نہیں ہے جو ان کی مقناطیسی طاقت سے متعلق ہے۔ یہ نایاب زمینی مواد کے مقابلے میں نمایاں طور پر کمزور ہیں لیکن یہاں تک کہ یہ اب بھی کئی تجارتی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان مواد میں طاقت ہے جیسے سنکنرن اور ڈی میگنیٹائزیشن کے خلاف مزاحمت۔

نیوڈیمیم

نیوڈیمیم ایک بہت ہی نایاب زمینی عنصر (Nd) ہے اور اس کا جوہری نمبر 60 ہے اسے 1885 میں آسٹریا کے کیمیا دان کارل اوور وون ویلزباخ نے دریافت کیا تھا۔ یہ مواد بوران، آئرن اور دیگر عناصر کے ذریعے ملایا جاتا ہے۔ جیسے؛ Nd2Fe14b نامی فیرو میگنیٹک الائے پیدا کرنے کے لیے پراسیوڈیمیم اور ڈیسپروسیم جو کہ انتہائی مضبوط مقناطیسی مواد ہے۔ نیوڈیمیم میگنےٹ کئی صنعتی اور جدید تجارتی آلات میں دیگر قسم کے مواد کی جگہ لے لیتے ہیں۔

النیکو

ایلومینیم، نکل اور کوبالٹ کا مخفف 'النیکو' ہے جہاں یہ تینوں اہم عناصر زیادہ تر النیکو مقناطیسی مواد بنانے میں استعمال ہوتے ہیں۔ نایاب زمینی میگنےٹ کے مقابلے میں یہ میگنےٹ بہت مضبوط مستقل میگنےٹ ہیں۔ النیکو میگنےٹ کو اندر ہی اندر مستقل میگنےٹ سے بدلا جا سکتا ہے۔ موٹرز لاؤڈ سپیکر اور جنریٹر۔

سماریم کوبالٹ

یہ میگنےٹ صرف 1970 کی دہائی کے اوائل میں یو ایس ایئر فورس میٹریلز لیبارٹری نے تیار کیے تھے۔ Samarium cobalt یا SmCo ایک مقناطیسی مواد ہے جو زمین کے غیر معمولی عناصر جیسے مرکب کے ساتھ بنایا گیا ہے۔ ساماریم، سخت دھاتی کوبالٹ، لوہے کے نشانات، ہافنیم، تانبا، پراسیوڈیمیم اور زرکونیم۔ سماریم کوبالٹ میگنےٹ نیوڈیمیم کی طرح نایاب زمینی میگنےٹ ہیں کیونکہ سماریئم نیوڈیمیم جیسے نایاب ارتھ گروپ عنصر کا ایک عنصر ہے۔

مقناطیسی مواد بمقابلہ غیر مقناطیسی مواد

ان دو مواد کے درمیان فرق ذیل میں زیر بحث آئے ہیں۔

موازنہ

مختلف مقناطیسی مواد کے درمیان موازنہ ذیل میں زیر بحث ہے۔

درخواستیں

دی مقناطیسی مواد کی ایپلی کیشنز مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• یہ ان آلات میں بجلی بنانے اور تقسیم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں جو بجلی استعمال کرتے ہیں۔
• ان کا استعمال آڈیو، ویڈیو ٹیپ اور کمپیوٹر ڈسکوں پر ڈیٹا اسٹوریج کے لیے کیا جاتا ہے۔
• یہ مواد زندگی، پیداوار، قومی دفاعی سائنس اور ٹیکنالوجی میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ پاور ٹیکنالوجی کے اندر مختلف ٹرانسفارمرز اور موٹرز، الیکٹرانک ٹیکنالوجی کے اندر مختلف مقناطیسی اجزاء اور مائیکرو ویو ٹیوبوں، کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کے اندر انٹیسفائرز اور فلٹرز، الیکٹرو میگنیٹک گنز، گھریلو آلات اور قومی دفاعی ٹیکنالوجی کے اندر مقناطیسی بارودی سرنگوں کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ معدنی اور ارضیاتی تلاش، سمندر کی تلاش اور توانائی، معلومات، خلائی اور حیاتیات کے اندر نئی ٹیکنالوجیز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ مواد الیکٹرانک ٹیکنالوجی کے میدان اور دیگر سائنس اور ٹیکنالوجی کے شعبوں میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔
• یہ الیکٹرانکس، طب، الیکٹریکل انجینئرنگ وغیرہ میں لاگو ہوتے ہیں۔
• یہ الیکٹرانک اور برقی آلات جیسے الیکٹرک موٹرز، ٹرانسفارمرز اور جنریٹرز کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ مقناطیسی اسٹوریج ڈیوائسز کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں جیسے؛ فلاپی ڈسک، ہارڈ ڈسک ڈرائیوز اور مقناطیسی ٹیپ۔
• اس قسم کے مواد کو مقناطیسی سینسر کی پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے جیسے؛ ہال ایفیکٹ سینسرز، میگنیٹک فیلڈ سینسرز اور میگنیٹورسسٹیو سینسر۔
• یہ طبی آلات میں لاگو ہوتے ہیں جیسے؛ ایم آر آئی مشینیں، پیس میکر اور امپلانٹیبل ادویات کی ترسیل کے نظام۔
• یہ مقناطیسی علیحدگی کے طریقوں میں استعمال ہوتے ہیں، جو مقناطیسی ذرات کو غیر مقناطیسی ذرات سے منقطع کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ مواد قابل تجدید توانائی کی پیداوار میں استعمال ہوتے ہیں جیسے؛ ہائیڈرو الیکٹرک پاور پلانٹس اور ونڈ ٹربائنز۔

اس طرح، یہ ہے مقناطیسی کا ایک جائزہ مواد، اقسام، فرق، مواد کا موازنہ، اور اس کے اطلاقات۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، مقناطیس کیا ہے؟