चुंबकीय सामग्री के निर्माण और उपयोग का इतिहास

चुंबकीय सामग्री के उपयोग का इतिहास खोज और अनुसंधान के इतिहास के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है चुंबकीय घटना, साथ ही साथ चुंबकीय सामग्री के विकास और उनके गुणों में सुधार का इतिहास।

प्रथम उल्लेख चुंबकीय सामग्री के लिए प्राचीन काल में जब चुम्बकों का उपयोग विभिन्न बीमारियों के इलाज के लिए किया जाता था।

प्राकृतिक सामग्री (मैग्नेटाइट) से बना पहला उपकरण चीन में हान राजवंश (206 ईसा पूर्व - 220 ईस्वी) के दौरान बनाया गया था। लुनहेंग पाठ (पहली शताब्दी ईस्वी) में इसका वर्णन इस प्रकार है: "यह उपकरण एक चम्मच की तरह दिखता है, और यदि आप इसे एक प्लेट पर रखते हैं, तो इसका हैंडल दक्षिण की ओर इशारा करेगा।" इस तथ्य के बावजूद कि इस तरह के "उपकरण" का उपयोग भूविज्ञान के लिए किया गया था, इसे कम्पास का एक प्रोटोटाइप माना जाता है।

कम्पास का प्रोटोटाइप हान राजवंश के दौरान चीन में बनाया गया था: एक - आदमकद मॉडल; बी - आविष्कार का स्मारक

लगभग 18वीं शताब्दी के अंत तक।प्राकृतिक रूप से चुम्बकित मैग्नेटाइट के चुंबकीय गुण और इसके साथ चुम्बकित लोहे का उपयोग केवल कम्पास के निर्माण के लिए किया गया था, हालांकि ऐसी किंवदंतियाँ हैं जो एक घर के प्रवेश द्वार पर लोहे के हथियारों का पता लगाने के लिए स्थापित की गई थीं जिन्हें एक के नीचे छिपाया जा सकता था। आने वाले व्यक्ति के कपड़े।

इस तथ्य के बावजूद कि कई शताब्दियों के लिए चुंबकीय सामग्री का उपयोग केवल कम्पास के निर्माण के लिए किया गया था, कई वैज्ञानिक चुंबकीय घटना (लियोनार्डो दा विंची, जे। डेला पोर्टा, वी। गिल्बर्ट, जी। गैलीलियो, आर। डेसकार्टेस) के अध्ययन में लगे हुए थे। एम। लोमोनोसोव, आदि), जिन्होंने चुंबकत्व के विज्ञान के विकास और चुंबकीय सामग्री के उपयोग में योगदान दिया।

उस समय उपयोग की जाने वाली कम्पास सुई प्राकृतिक रूप से चुम्बकित या चुम्बकित होती थी प्राकृतिक मैग्नेटाइट… केवल 1743 में डी. बर्नौली ने चुंबक को झुकाया और इसे घोड़े की नाल का आकार दिया, जिससे इसकी ताकत बहुत बढ़ गई।

XIX सदी में। विद्युत चुंबकत्व के अनुसंधान के साथ-साथ उपयुक्त उपकरणों के विकास ने चुंबकीय सामग्री के व्यापक उपयोग के लिए पूर्वापेक्षाएँ बनाई हैं।

1820 में, एचसी ओर्स्टेड ने बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध की खोज की। अपनी खोज के आधार पर, 1825 में डब्ल्यू. स्टर्जन ने पहला विद्युत चुम्बक बनाया, जो 30 सेमी लंबा और 1.3 सेमी व्यास का ढांकता हुआ वार्निश से ढकी एक लोहे की छड़ थी, जो घोड़े की नाल के रूप में मुड़ी हुई थी, जिस पर तार के 18 मोड़ थे संपर्क बनाकर विद्युत बैटरी से जुड़ा घाव। चुंबकित लोहे के घोड़े की नाल 3600 ग्राम का भार उठा सकती है।

स्टर्जन इलेक्ट्रोमैग्नेट (बिंदीदार रेखा विद्युत सर्किट बंद होने पर चलने योग्य विद्युत संपर्क की स्थिति दिखाती है)

जहाजों के कम्पास पर प्रभाव को कम करने के लिए पी। बारलो के काम और आसपास के लौह युक्त भागों द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र के कालक्रम इसी अवधि के हैं। बार्लो चुंबकीय क्षेत्र परिरक्षण उपकरणों को व्यवहार में लाने वाले पहले व्यक्ति थे।

पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग चुंबकीय सर्किट टेलीफोन के आविष्कार के इतिहास से संबंधित। 1860 में, एंटोनियो मेउची ने टेलीट्रोफोन नामक एक उपकरण का उपयोग करके तारों पर ध्वनि प्रसारित करने की क्षमता का प्रदर्शन किया। A. Meucci की प्राथमिकता को केवल 2002 में पहचाना गया था, तब तक A. Bell को टेलीफोन का निर्माता माना जाता था, इस तथ्य के बावजूद कि उनका 1836 का आविष्कार आवेदन A. Meucci के आवेदन की तुलना में 5 साल बाद दायर किया गया था।

T.A.Edison की मदद से टेलीफोन की आवाज को बढ़ाने में सक्षम थे ट्रांसफार्मर, 1876 में पी. एन. याब्लोचकोव और ए. बेल द्वारा एक साथ पेटेंट कराया गया।

1887 में, पी। जेनेट ने ध्वनि कंपन रिकॉर्ड करने के लिए एक उपकरण का वर्णन करते हुए एक काम प्रकाशित किया। खोखले धातु के सिलेंडर के अनुदैर्ध्य स्लॉट में पाउडर-लेपित स्टील पेपर डाला गया था, जो सिलेंडर को पूरी तरह से नहीं काटता था। जब करंट सिलेंडर से होकर गुजरता है, तो धूल के कणों को की कार्रवाई के तहत एक निश्चित तरीके से उन्मुख होना पड़ता है चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान.

1898 में, डेनिश इंजीनियर वी. पॉल्सेन ने ध्वनि रिकॉर्डिंग विधियों के बारे में ओ. स्मिथ के विचारों को व्यावहारिक रूप से लागू किया। इस वर्ष को सूचना के चुंबकीय रिकॉर्डिंग के जन्म का वर्ष माना जा सकता है। वी। पॉल्सेन ने एक गैर-चुंबकीय रोल पर 1 मिमी घाव के व्यास के साथ एक स्टील पियानो तार के चुंबकीय रिकॉर्डिंग माध्यम के रूप में उपयोग किया।

रिकॉर्डिंग या प्लेबैक के दौरान, रील तार के साथ मिलकर चुंबकीय सिर के सापेक्ष घूमती है, जो अपनी धुरी के समानांतर चलती है। चुंबकीय सिर की तरह इलेक्ट्रोमैग्नेट्स का इस्तेमाल किया, एक कॉइल के साथ रॉड के आकार का कोर होता है, जिसका एक सिरा काम करने वाली परत पर फिसल जाता है।

उच्च चुंबकीय विशेषताओं वाली कृत्रिम चुंबकीय सामग्री का औद्योगिक उत्पादन धातु पिघलने वाली प्रौद्योगिकियों के विकास और सुधार के बाद ही संभव हुआ।

XIX सदी में। मुख्य चुंबकीय सामग्री स्टील है जिसमें 1.2 ... 1.5% कार्बन है। XIX सदी के अंत से। सिलिकॉन के साथ मिश्रधातु स्टील द्वारा प्रतिस्थापित किया जाने लगा। XX सदी चुंबकीय सामग्री के कई ब्रांडों के निर्माण, उनके चुंबकीयकरण के तरीकों में सुधार और एक निश्चित क्रिस्टल संरचना के निर्माण की विशेषता है।

1906 में, हार्ड-कोटेड चुंबकीय डिस्क के लिए एक अमेरिकी पेटेंट जारी किया गया था। रिकॉर्डिंग के लिए उपयोग की जाने वाली चुंबकीय सामग्री का जबरदस्त बल कम था, जो उच्च अवशिष्ट अधिष्ठापन, काम करने वाली परत की बड़ी मोटाई और कम विनिर्माण क्षमता के संयोजन में, इस तथ्य को जन्म देता है कि 20 के दशक तक चुंबकीय रिकॉर्डिंग का विचार व्यावहारिक रूप से भुला दिया गया था शतक।

1925 में यूएसएसआर में और 1928 में जर्मनी में, रिकॉर्डिंग मीडिया विकसित किए गए थे, जो लचीले कागज या प्लास्टिक टेप होते हैं, जिस पर कार्बोनिल आयरन युक्त पाउडर की एक परत लगाई जाती है।

पिछली सदी के 20 के दशक में। चुंबकीय सामग्री निकल (पर्मलॉइड) के साथ लोहे के मिश्र धातुओं और कोबाल्ट (परमेंदुरा) के साथ लोहे के आधार पर बनाई जाती है। उच्च आवृत्तियों पर उपयोग के लिए, फेरोकार्ड उपलब्ध हैं, जो लोहे के पाउडर के कणों के साथ वार्निश के साथ लेपित कागज से बने टुकड़े टुकड़े की सामग्री हैं।

1928 में, जर्मनी में माइक्रोन के आकार के कणों से युक्त एक लोहे का पाउडर प्राप्त किया गया था, जिसे छल्ले और छड़ के रूप में कोर के निर्माण में भराव के रूप में इस्तेमाल करने का प्रस्ताव था।टेलीग्राफ रिले के निर्माण में परमालॉय का पहला प्रयोग इसी अवधि का है।

Permalloy और permendyur में महंगे घटक शामिल हैं - निकल और कोबाल्ट, यही वजह है कि उपयुक्त कच्चे माल की कमी वाले देशों में वैकल्पिक सामग्री विकसित की गई है।

1935 में, एच। मसुमोटो (जापान) ने सिलिकॉन और एल्यूमीनियम (एलसिफर) के साथ मिश्रित लोहे पर आधारित एक मिश्र धातु बनाई।

1930 के दशक में। लौह-निकल-एल्युमिनियम मिश्र धातु (YUNDK) दिखाई दी, जिसमें जबरदस्त बल और विशिष्ट चुंबकीय ऊर्जा के उच्च (उस समय) मूल्य थे। ऐसी मिश्र धातुओं पर आधारित चुम्बकों का औद्योगिक उत्पादन 1940 के दशक में शुरू हुआ।

उसी समय, विभिन्न किस्मों के फेराइट विकसित किए गए और निकल-जिंक और मैंगनीज-जिंक फेराइट का उत्पादन किया गया। इस दशक में परमालॉइड और कार्बोनिल आयरन पाउडर पर आधारित मैग्नेटो-डाइलेक्ट्रिक्स का विकास और उपयोग भी शामिल है।

उन्हीं वर्षों के दौरान, ऐसे विकास प्रस्तावित किए गए जो चुंबकीय रिकॉर्डिंग में सुधार के लिए आधार बने। 1935 में, जर्मनी में मैग्नेटोफोन-के1 नामक एक उपकरण बनाया गया था, जिसमें ध्वनि रिकॉर्ड करने के लिए एक चुंबकीय टेप का उपयोग किया गया था, जिसकी कार्यशील परत में मैग्नेटाइट शामिल था।

1939 में, एफ. मैथियास (आईजी फारबेन / बीएएसएफ) ने एक बैकिंग, एडहेसिव और गामा आयरन ऑक्साइड से युक्त एक बहु-परत टेप विकसित किया। प्लेबैक और रिकॉर्डिंग के लिए परमालॉइड पर आधारित मैग्नेटिक कोर के साथ रिंग मैग्नेटिक हेड बनाए गए हैं।

1940 के दशक में। रडार प्रौद्योगिकी के विकास ने चुंबकीय फेराइट के साथ एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के संपर्क के अध्ययन का नेतृत्व किया। 1949 में, डब्ल्यू। हेविट ने फेराइट्स में फेरोमैग्नेटिक रेजोनेंस की घटना का अवलोकन किया। 1950 के दशक की शुरुआत में।फेराइट आधारित सहायक बिजली आपूर्ति का उत्पादन शुरू हो रहा है।

1950 में। जापान में, हार्ड मैग्नेटिक फेराइट्स का व्यावसायिक उत्पादन शुरू हुआ, जो कि YUNDK मिश्र धातुओं से सस्ता था, लेकिन विशिष्ट चुंबकीय ऊर्जा के मामले में उनसे कमतर था। कंप्यूटरों में जानकारी संग्रहीत करने और टेलीविजन प्रसारण रिकॉर्ड करने के लिए चुंबकीय टेप के उपयोग की शुरुआत उसी अवधि से होती है।

पिछली सदी के 60 के दशक में। येट्रियम और समैरियम के साथ कोबाल्ट के यौगिकों पर आधारित चुंबकीय सामग्री का विकास चल रहा है, जो अगले दशक में विभिन्न प्रकार की समान सामग्रियों के औद्योगिक कार्यान्वयन और सुधार की ओर ले जाएगा।

पिछली सदी के 70 के दशक में। पतली चुंबकीय फिल्मों के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास ने सूचनाओं को रिकॉर्ड करने और संग्रहीत करने के लिए उनका व्यापक उपयोग किया।

पिछली सदी के 80 के दशक में। NdFeB प्रणाली पर आधारित निसादित चुम्बकों का व्यावसायिक उत्पादन शुरू हुआ। लगभग उसी समय, अनाकार और थोड़ी देर बाद, नैनोक्रिस्टलाइन चुंबकीय मिश्र धातुओं का उत्पादन शुरू हुआ, जो कि परमालॉइड का विकल्प बन गया, और कुछ मामलों में, विद्युत स्टील्स के लिए।

1985 में नैनोमीटर-मोटी चुंबकीय परतों वाली बहुपरत फिल्मों में विशाल मैग्नेटोरेसिस्टेंस प्रभाव की खोज ने इलेक्ट्रॉनिक्स - स्पिन इलेक्ट्रॉनिक्स (स्पिंट्रोनिक्स) में एक नई दिशा की नींव रखी।

पिछली सदी के 90 के दशक में। SmFeN प्रणाली पर आधारित यौगिकों को समग्र कठोर चुंबकीय सामग्री के स्पेक्ट्रम में जोड़ा गया और 1995 में मैग्नेटोरेसिस्टेंस टनलिंग प्रभाव की खोज की गई।

2005 मेंविशाल सुरंग मैग्नेटोरेसिस्टेंस प्रभाव की खोज की गई। उसके बाद, विशाल और सुरंग मैग्नेटोरेसिस्टेंस के प्रभाव के आधार पर सेंसर विकसित किए गए और चुंबकीय टेप उपकरणों आदि में हार्ड चुंबकीय डिस्क के संयुक्त रिकॉर्डिंग / प्रजनन प्रमुखों में उपयोग के लिए तैयार किए गए। रैंडम एक्सेस मेमोरी डिवाइस भी बनाए गए।

2006 में, लंबवत चुंबकीय रिकॉर्डिंग के लिए चुंबकीय डिस्क का औद्योगिक उत्पादन शुरू हुआ। विज्ञान का विकास, नई प्रौद्योगिकियों और उपकरणों का विकास न केवल नई सामग्री बनाने के लिए बल्कि पहले बनाए गए लोगों की विशेषताओं में सुधार करने के लिए भी संभव बनाता है।

XXI सदी की शुरुआत चुंबकीय सामग्री के उपयोग से संबंधित अनुसंधान के निम्नलिखित मुख्य क्षेत्रों की विशेषता हो सकती है:

• इलेक्ट्रॉनिक्स में - सपाट और पतली-फिल्म उपकरणों की शुरूआत के कारण उपकरणों के आकार को कम करना;

• स्थायी चुम्बकों के विकास में - विभिन्न उपकरणों में विद्युत चुम्बकों का प्रतिस्थापन;

• भंडारण उपकरणों में - मेमोरी सेल के आकार को कम करना और गति बढ़ाना;

• विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण में - उनकी मोटाई कम करते हुए एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय ढाल की दक्षता में वृद्धि;

• बिजली की आपूर्ति में - आवृत्ति रेंज की सीमा का विस्तार जिसमें चुंबकीय सामग्री का उपयोग किया जाता है;

• चुंबकीय कणों के साथ तरल अमानवीय माध्यम में - उनके प्रभावी अनुप्रयोग के क्षेत्रों का विस्तार;

• विभिन्न प्रकार के सेंसर के विकास और निर्माण में - सीमा का विस्तार करना और नई सामग्रियों और प्रौद्योगिकियों के उपयोग के माध्यम से तकनीकी विशेषताओं (विशेष रूप से संवेदनशीलता) में सुधार करना।