ચુંબકીય સામગ્રીની રચના અને ઉપયોગનો ઇતિહાસ

ચુંબકીય સામગ્રીના ઉપયોગનો ઇતિહાસ શોધ અને સંશોધનના ઇતિહાસ સાથે અસ્પષ્ટ રીતે જોડાયેલો છે ચુંબકીય ઘટના, તેમજ ચુંબકીય સામગ્રીના વિકાસ અને તેમના ગુણધર્મોના સુધારણાનો ઇતિહાસ.

પ્રથમ ઉલ્લેખ ચુંબકીય સામગ્રી માટે પ્રાચીન સમયથી જ્યારે ચુંબકનો ઉપયોગ વિવિધ બિમારીઓની સારવાર માટે કરવામાં આવતો હતો.

કુદરતી સામગ્રી (મેગ્નેટાઇટ) થી બનેલું પ્રથમ ઉપકરણ ચીનમાં હાન રાજવંશ (206 બીસી - એડી 220) દરમિયાન બનાવવામાં આવ્યું હતું. લુનહેંગ લખાણમાં (1લી સદી એડી) તેનું વર્ણન આ રીતે કરવામાં આવ્યું છે: "આ સાધન ચમચી જેવું લાગે છે, અને જો તમે તેને પ્લેટ પર મૂકો છો, તો તેનું હેન્ડલ દક્ષિણ તરફ નિર્દેશ કરશે." હકીકત એ છે કે આવા "ઉપકરણ" નો ઉપયોગ જીઓમેન્સી માટે કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, તે હોકાયંત્રનો પ્રોટોટાઇપ માનવામાં આવે છે.

હાન રાજવંશ દરમિયાન ચીનમાં બનાવેલ હોકાયંત્રનો પ્રોટોટાઇપ: a — જીવન-કદનું મોડેલ; b - શોધનું સ્મારક

લગભગ 18મી સદીના અંત સુધી.કુદરતી કુદરતી રીતે ચુંબકિત મેગ્નેટાઇટના ચુંબકીય ગુણધર્મો અને તેની સાથે ચુંબકિત આયર્નનો ઉપયોગ માત્ર હોકાયંત્રના ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવતો હતો, જો કે એવી દંતકથાઓ છે કે જે લોખંડના શસ્ત્રોને શોધવા માટે ઘરના પ્રવેશદ્વાર પર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા. આવનાર વ્યક્તિના કપડાં.

એ હકીકત હોવા છતાં કે ઘણી સદીઓથી ચુંબકીય સામગ્રીનો ઉપયોગ માત્ર હોકાયંત્રોના ઉત્પાદન માટે થતો હતો, ઘણા વૈજ્ઞાનિકો ચુંબકીય ઘટનાના અભ્યાસમાં રોકાયેલા હતા (લિયોનાર્ડો દા વિન્સી, જે. ડેલા પોર્ટા, વી. ગિલ્બર્ટ, જી. ગેલિલિયો, આર. ડેસકાર્ટેસ, એમ. લોમોનોસોવ, વગેરે), જેમણે ચુંબકત્વના વિજ્ઞાનના વિકાસ અને ચુંબકીય સામગ્રીના ઉપયોગ માટે ફાળો આપ્યો હતો.

તે સમયે ઉપયોગમાં લેવાતી હોકાયંત્રની સોય કુદરતી રીતે ચુંબકીય અથવા ચુંબકીય હતી કુદરતી મેગ્નેટાઇટ… 1743માં જ ડી. બર્નૌલીએ ચુંબકને વાળીને તેને ઘોડાની નાળનો આકાર આપ્યો, જેનાથી તેની શક્તિમાં ઘણો વધારો થયો.

XIX સદીમાં. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમના સંશોધન તેમજ યોગ્ય ઉપકરણોના વિકાસે ચુંબકીય સામગ્રીના વ્યાપક ઉપયોગ માટે પૂર્વજરૂરીયાતો બનાવી છે.

1820 માં, એચસી ઓર્સ્ટેડે વીજળી અને ચુંબકત્વ વચ્ચેના જોડાણની શોધ કરી. તેમની શોધના આધારે, ડબ્લ્યુ. સ્ટર્જને 1825માં પ્રથમ ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બનાવ્યું, જે લોખંડની સળિયા હતી, જે ડાઇલેક્ટ્રિક વાર્નિશથી ઢંકાયેલી હતી, જે 30 સેમી લાંબી અને 1.3 સેમી વ્યાસની હતી, જે ઘોડાની નાળના રૂપમાં વળેલી હતી, જેના પર વાયરના 18 વળાંક હતા. સંપર્ક કરીને ઇલેક્ટ્રિક બેટરી સાથે જોડાયેલ ઘા. ચુંબકીય આયર્ન ઘોડાની નાળ 3600 ગ્રામનો ભાર પકડી શકે છે.

સ્ટર્જન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ (વિદ્યુત સર્કિટ બંધ હોય ત્યારે ડોટેડ રેખા જંગમ વિદ્યુત સંપર્કની સ્થિતિ દર્શાવે છે)

પી. બાર્લો દ્વારા જહાજોના હોકાયંત્રો અને આસપાસના આયર્ન ધરાવતા ભાગો દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રના ક્રોનોમીટર્સ પરનો પ્રભાવ ઘટાડવા માટેના કાર્યો એ જ સમયગાળાના છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રના રક્ષણાત્મક ઉપકરણોને વ્યવહારમાં મૂકનાર બાર્લો પ્રથમ હતા.

પ્રથમ વ્યવહારુ એપ્લિકેશન ચુંબકીય સર્કિટ ટેલિફોનની શોધના ઇતિહાસ સાથે સંબંધિત. 1860 માં, એન્ટોનિયો મ્યુચીએ ટેલિટ્રોફોન નામના ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને વાયર પર અવાજો પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતા દર્શાવી. A. Meucci ની પ્રાધાન્યતા માત્ર 2002 માં જ ઓળખવામાં આવી હતી, ત્યાં સુધી એ. બેલને ટેલિફોનનો સર્જક માનવામાં આવતો હતો, તે હકીકત હોવા છતાં કે તેમની 1836ની શોધની અરજી એ. મ્યુચીની અરજી કરતાં 5 વર્ષ પછી દાખલ કરવામાં આવી હતી.

T.A.Edison ની મદદથી ટેલિફોનના અવાજને વિસ્તૃત કરવામાં સક્ષમ હતા ટ્રાન્સફોર્મર, 1876માં પી.એન. યાબ્લોચકોવ અને એ. બેલ દ્વારા વારાફરતી પેટન્ટ કરવામાં આવી હતી.

1887માં, પી. જેનેટે ધ્વનિ સ્પંદનોને રેકોર્ડ કરવા માટેના ઉપકરણનું વર્ણન કરતી કૃતિ પ્રકાશિત કરી. પાઉડર-કોટેડ સ્ટીલ પેપર હોલો મેટલ સિલિન્ડરના રેખાંશ સ્લોટમાં દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું, જેણે સિલિન્ડરને સંપૂર્ણપણે કાપ્યું ન હતું. જ્યારે સિલિન્ડરમાંથી પ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે ધૂળના કણોને ચોક્કસ રીતે લક્ષી બનાવવાની જરૂર હતી ચુંબકીય ક્ષેત્ર વર્તમાન.

1898માં, ડેનિશ એન્જિનિયર વી. પોલસેને સાઉન્ડ રેકોર્ડિંગ પદ્ધતિઓ વિશે ઓ. સ્મિથના વિચારોને વ્યવહારીક રીતે અમલમાં મૂક્યા. આ વર્ષ માહિતીના ચુંબકીય રેકોર્ડિંગના જન્મનું વર્ષ ગણી શકાય. વી. પૌલસેન નોન-મેગ્નેટિક રોલ પર 1 મીમી ઘાના વ્યાસવાળા સ્ટીલ પિયાનો વાયરનો ચુંબકીય રેકોર્ડિંગ માધ્યમ તરીકે ઉપયોગ કરે છે.

રેકોર્ડિંગ અથવા પ્લેબેક દરમિયાન, વાયર સાથેની રીલ ચુંબકીય હેડની તુલનામાં ફરે છે, જે તેની ધરીની સમાંતર ખસે છે. ચુંબકીય હેડની જેમ વપરાયેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ, જેમાં કોઇલ સાથે સળિયાના આકારના કોરનો સમાવેશ થાય છે, જેનો એક છેડો કાર્યકારી સ્તર પર સરકતો હોય છે.

ઉચ્ચ ચુંબકીય લાક્ષણિકતાઓ સાથે કૃત્રિમ ચુંબકીય સામગ્રીનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન મેટલ ગલન તકનીકોના વિકાસ અને સુધારણા પછી જ શક્ય બન્યું.

XIX સદીમાં. મુખ્ય ચુંબકીય સામગ્રી સ્ટીલ છે જેમાં 1.2 ... 1.5% કાર્બન હોય છે. XIX સદીના અંતથી. સિલિકોન સાથે મિશ્રિત સ્ટીલ દ્વારા બદલવાનું શરૂ થયું. XX સદી ચુંબકીય સામગ્રીની ઘણી બ્રાન્ડની રચના, તેમના ચુંબકીયકરણ માટેની પદ્ધતિઓમાં સુધારો અને ચોક્કસ સ્ફટિક રચનાની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

1906 માં, હાર્ડ-કોટેડ મેગ્નેટિક ડિસ્ક માટે યુએસ પેટન્ટ જારી કરવામાં આવી હતી. રેકોર્ડિંગ માટે વપરાતી ચુંબકીય સામગ્રીનું બળજબરી બળ ઓછું હતું, જે ઉચ્ચ અવશેષ ઇન્ડક્ટન્સ, કાર્યકારી સ્તરની મોટી જાડાઈ અને ઓછી ઉત્પાદનક્ષમતા સાથે સંયોજનમાં એ હકીકત તરફ દોરી ગયું કે 20 ના દાયકા સુધી ચુંબકીય રેકોર્ડિંગનો વિચાર વ્યવહારીક રીતે ભૂલી ગયો હતો. સદી

1925 માં યુએસએસઆરમાં અને 1928 માં જર્મનીમાં, રેકોર્ડિંગ માધ્યમો વિકસાવવામાં આવ્યા હતા, જે લવચીક કાગળ અથવા પ્લાસ્ટિક ટેપ છે જેના પર કાર્બોનિલ આયર્ન ધરાવતા પાવડરનો એક સ્તર લાગુ કરવામાં આવે છે.

છેલ્લી સદીના 20 ના દાયકામાં. ચુંબકીય સામગ્રીઓ નિકલ (પરમાલોઇડ) અને કોબાલ્ટ (પરમેન્ડુરા) સાથે લોખંડના એલોયના આધારે બનાવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ આવર્તન પર ઉપયોગ કરવા માટે, ફેરોકાર્ડ્સ ઉપલબ્ધ છે, જે વાર્નિશ સાથે કોટેડ કાગળમાંથી બનેલી લેમિનેટ સામગ્રી છે અને તેમાં વિતરિત આયર્ન પાવડરના કણો છે.

1928 માં, જર્મનીમાં માઇક્રોન-કદના કણો ધરાવતો લોખંડનો પાવડર મેળવવામાં આવ્યો હતો, જેનો ઉપયોગ રિંગ્સ અને સળિયાના રૂપમાં કોરોના ઉત્પાદનમાં ફિલર તરીકે કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી.ટેલિગ્રાફ રિલેના નિર્માણમાં પરમાલોયનો પ્રથમ ઉપયોગ એ જ સમયગાળાનો છે.

પરમેલોય અને પરમેન્ડ્યુરમાં ખર્ચાળ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે - નિકલ અને કોબાલ્ટ, તેથી જ યોગ્ય કાચા માલના અભાવવાળા દેશોમાં વૈકલ્પિક સામગ્રી વિકસાવવામાં આવી છે.

1935માં, એચ. માસુમોટો (જાપાન) એ સિલિકોન અને એલ્યુમિનિયમ (આલ્સીફર) સાથે લોખંડના મિશ્રણ પર આધારિત એલોય બનાવ્યું.

1930 માં. આયર્ન-નિકલ-એલ્યુમિનિયમ એલોય્સ (YUNDK) દેખાયા, જેમાં બળજબરી અને ચોક્કસ ચુંબકીય ઊર્જાના ઊંચા (તે સમયે) મૂલ્યો હતા. આવા એલોય પર આધારિત ચુંબકનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન 1940 ના દાયકામાં શરૂ થયું હતું.

તે જ સમયે, વિવિધ જાતોના ફેરાઈટ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા અને નિકલ-ઝીંક અને મેંગેનીઝ-ઝીંક ફેરાઈટનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. આ દાયકામાં પરમાલોઇડ અને કાર્બોનિલ આયર્ન પાવડર પર આધારિત મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક્સના વિકાસ અને ઉપયોગનો પણ સમાવેશ થાય છે.

તે જ વર્ષો દરમિયાન, વિકાસની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી જેણે ચુંબકીય રેકોર્ડિંગના સુધારણા માટેનો આધાર બનાવ્યો હતો. 1935 માં, જર્મનીમાં મેગ્નેટોફોન-કે 1 નામનું ઉપકરણ બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં ધ્વનિ રેકોર્ડ કરવા માટે ચુંબકીય ટેપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં કાર્યકારી સ્તર મેગ્નેટાઇટનો સમાવેશ કરે છે.

1939માં, એફ. મેથિયાસ (આઈજી ફાર્બેન/બીએએસએફ) એ બેકિંગ, એડહેસિવ અને ગામા આયર્ન ઓક્સાઇડ ધરાવતી મલ્ટિ-લેયર ટેપ વિકસાવી. પ્લેબેક અને રેકોર્ડિંગ માટે પરમાલોઇડ પર આધારિત મેગ્નેટિક કોર સાથે રિંગ મેગ્નેટિક હેડ બનાવવામાં આવ્યા છે.

1940 માં. રડાર ટેક્નોલોજીના વિકાસને કારણે ચુંબકીય ફેરાઇટ સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ થયો. 1949 માં, ડબ્લ્યુ. હેવિટે ફેરાઇટ્સમાં ફેરોમેગ્નેટિક રેઝોનન્સની ઘટનાનું અવલોકન કર્યું. 1950 ના દાયકાની શરૂઆતમાં.ફેરાઈટ આધારિત સહાયક વીજ પુરવઠો ઉત્પન્ન થવા લાગ્યો છે.

1950 ના દાયકામાં. જાપાનમાં, સખત ચુંબકીય ફેરાઇટનું વ્યાપારી ઉત્પાદન શરૂ થયું, જે YUNDK એલોય કરતાં સસ્તું હતું, પરંતુ ચોક્કસ ચુંબકીય ઊર્જાની દ્રષ્ટિએ તેમનાથી હલકી ગુણવત્તાવાળા હતા. કમ્પ્યુટર્સમાં માહિતી સંગ્રહિત કરવા અને ટેલિવિઝન પ્રસારણ રેકોર્ડ કરવા માટે ચુંબકીય ટેપના ઉપયોગની શરૂઆત એ જ સમયગાળાની છે.

છેલ્લી સદીના 60 ના દાયકામાં. યટ્રીયમ અને સમેરિયમ સાથે કોબાલ્ટના સંયોજનો પર આધારિત ચુંબકીય સામગ્રીનો વિકાસ ચાલુ છે, જે આગામી દાયકામાં વિવિધ પ્રકારની સમાન સામગ્રીના ઔદ્યોગિક અમલીકરણ અને સુધારણા તરફ દોરી જશે.

છેલ્લી સદીના 70 ના દાયકામાં. પાતળી ચુંબકીય ફિલ્મોના નિર્માણ માટેની તકનીકોના વિકાસને કારણે માહિતીના રેકોર્ડિંગ અને સંગ્રહ માટે તેમના વ્યાપક ઉપયોગ તરફ દોરી ગઈ.

છેલ્લી સદીના 80 ના દાયકામાં. NdFeB સિસ્ટમ પર આધારિત સિન્ટર્ડ ચુંબકનું વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન શરૂ થાય છે. તે જ સમયે, આકારહીન અને થોડા સમય પછી, નેનોક્રિસ્ટલાઇન ચુંબકીય એલોયનું ઉત્પાદન શરૂ થયું, જે પરમાલોઇડ અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ્સનો વિકલ્પ બન્યો.

1985માં નેનોમીટર-જાડા ચુંબકીય સ્તરો ધરાવતી મલ્ટિલેયર ફિલ્મોમાં વિશાળ ચુંબકીય પ્રતિકાર અસરની શોધે ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં નવી દિશાનો પાયો નાખ્યો - સ્પિન ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (સ્પિનટ્રોનિક્સ).

છેલ્લી સદીના 90 ના દાયકામાં. SmFeN સિસ્ટમ પર આધારિત સંયોજનો સંયુક્ત સખત ચુંબકીય સામગ્રીના સ્પેક્ટ્રમમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા અને 1995 માં મેગ્નેટોરેસિસ્ટન્સ ટનલીંગ અસર શોધી કાઢવામાં આવી હતી.

2005 માંવિશાળ ટનલ મેગ્નેટોરિસિસ્ટન્સ અસર શોધી કાઢવામાં આવી હતી. તે પછી, વિશાળ અને ટનલ મેગ્નેટોરેસિસ્ટન્સની અસર પર આધારિત સેન્સર્સ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા અને ઉત્પાદનમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા, જે હાર્ડ ચુંબકીય ડિસ્કના સંયુક્ત રેકોર્ડિંગ / પ્રજનન હેડમાં, ચુંબકીય ટેપ ઉપકરણો વગેરેમાં ઉપયોગ માટે બનાવાયેલ છે. રેન્ડમ એક્સેસ મેમરી ઉપકરણો પણ બનાવવામાં આવ્યા હતા.

2006 માં, લંબરૂપ ચુંબકીય રેકોર્ડિંગ માટે ચુંબકીય ડિસ્કનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન શરૂ થયું. વિજ્ઞાનનો વિકાસ, નવી તકનીકો અને સાધનોનો વિકાસ માત્ર નવી સામગ્રી બનાવવાનું જ શક્ય બનાવે છે, પણ અગાઉ બનાવેલી વસ્તુઓની લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો કરવાનું પણ શક્ય બનાવે છે.

XXI સદીની શરૂઆત ચુંબકીય સામગ્રીના ઉપયોગથી સંબંધિત સંશોધનના નીચેના મુખ્ય ક્ષેત્રો દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે:

• ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં - ફ્લેટ અને પાતળા-ફિલ્મ ઉપકરણોની રજૂઆતને કારણે સાધનોનું કદ ઘટાડવું;

• કાયમી ચુંબકના વિકાસમાં - વિવિધ ઉપકરણોમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની બદલી;

• સંગ્રહ ઉપકરણોમાં — મેમરી સેલનું કદ ઘટાડવું અને ઝડપ વધારવી;

• ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગમાં - વિશાળ આવર્તન શ્રેણીમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડની કાર્યક્ષમતા વધારવી જ્યારે તેમની જાડાઈ ઘટાડવી;

• પાવર સપ્લાયમાં - આવર્તન શ્રેણીની મર્યાદાને વિસ્તૃત કરવી જેમાં ચુંબકીય સામગ્રીનો ઉપયોગ થાય છે;

• ચુંબકીય કણો સાથે પ્રવાહી અસંગત માધ્યમોમાં - તેમના અસરકારક ઉપયોગના ક્ષેત્રોને વિસ્તૃત કરવું;

• વિવિધ પ્રકારના સેન્સર્સના વિકાસ અને નિર્માણમાં - નવી સામગ્રી અને તકનીકોના ઉપયોગ દ્વારા શ્રેણીને વિસ્તૃત કરવી અને તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ (ખાસ કરીને સંવેદનશીલતા) માં સુધારો કરવો.