ಮೋಟಾರ್ಗಳಿಗಾಗಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಇತಿಹಾಸ

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳು (ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು) ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿರುವ 17 ಲೋಹೀಯ ಅಂಶಗಳು (ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಗಳು 21, 39, ಮತ್ತು 57-71) ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿದೀಪಕ, ವಾಹಕ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯ ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ) ಯಾವಾಗ ಬಹಳ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರಣ. ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅಪರೂಪವಲ್ಲ. ಈ ಲೋಹಗಳ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳು ಪ್ರಪಂಚದ ಅನೇಕ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಅಂಶಗಳು ತಾಮ್ರ ಅಥವಾ ತವರದಂತೆಯೇ ಸರಿಸುಮಾರು ಒಂದೇ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳು ಎಂದಿಗೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅವುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಅಥವಾ ಯುರೇನಿಯಂನಂತಹ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅವುಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅದಿರಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣಶೀಲ ನೀರು, ವಿಷಕಾರಿ ಫ್ಲೋರಿನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ತ್ಯಾಜ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅಪಾಯಕಾರಿ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ಪತ್ತೆಯಾದ ಆರಂಭಿಕ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು ಸ್ಥಿರವಾದ ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಖನಿಜಗಳಾಗಿವೆ. 19 ನೇ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭದವರೆಗೂ, ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಅಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದವು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಸ್ಟೀಲ್ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟವು. 1917 ರಲ್ಲಿ, ಜಪಾನ್ ಕೋಬಾಲ್ಟ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಅದು ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಿತು. ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಯು ಅವುಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ನಂತರ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತಲೇ ಇದೆ. 1930 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಅಲ್ನಿಕೋಸ್ (ಅಲ್/ನಿ/ಕೋ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು) ಗಾಗಿ, ಈ ವಿಕಸನವು ಗರಿಷ್ಟ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೆಚ್ಚಿದ ಶಕ್ತಿಯ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ (BH) ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿ ಪ್ರಕಟವಾಯಿತು, ಇದು ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಅಂಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಿತು ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳಿಗೆ, ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು.

ನೆದರ್ಲೆಂಡ್ಸ್‌ನ ಫಿಲಿಪ್ಸ್ ಇಂಡಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ ರಿಸರ್ಚ್‌ಗೆ ಸೇರಿದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ 1950 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಫೆರೈಟ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಅನ್ನು ಆಕಸ್ಮಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಸಹಾಯಕರೊಬ್ಬರು ಅದನ್ನು ತಪ್ಪಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದ್ದಾರೆ - ಅವರು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮತ್ತೊಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಬೇಕಿತ್ತು. ಇದು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಕಾಂತೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡಕ್ಕೆ ರವಾನಿಸಲಾಯಿತು. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನಂತೆ ಅದರ ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚದಿಂದಾಗಿ. ಅಂತೆಯೇ, ಇದು ಫಿಲಿಪ್ಸ್-ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದ್ದು, ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತ ಹೆಚ್ಚಳದ ಆರಂಭವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದೆ.

1960 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಮೊದಲ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು(ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು)ಯಟ್ರಿಯಮ್ ಎಂಬ ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್ ಅಂಶದ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟವು. ಅವುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತ್ವದ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಡಿಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸೇಶನ್ಗೆ ಉತ್ತಮ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರಬಲವಾದ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳಾಗಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅವು ದುಬಾರಿ, ದುರ್ಬಲವಾದ ಮತ್ತು ಅಸಮರ್ಥವಾಗಿದ್ದರೂ, ಅವುಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಅವು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಿವೆ. 1980 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ವೈಯಕ್ತಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ಮಾಲೀಕತ್ವವು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಹರಡಿತು, ಇದರರ್ಥ ಹಾರ್ಡ್ ಡ್ರೈವ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೇಡಿಕೆಯಿದೆ.

ಸಮರಿಯಮ್-ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ನಂತಹ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು 1960 ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ತಲೆಮಾರಿನ ಪರಿವರ್ತನಾ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯೊಂದಿಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 1970 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ, ಕಾಂಗೋದಲ್ಲಿನ ಅಸ್ಥಿರ ಪೂರೈಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಕೋಬಾಲ್ಟ್‌ನ ಬೆಲೆ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಏರಿತು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅತ್ಯುನ್ನತ ಸಮಾರಿಯಮ್-ಕೋಬಾಲ್ಟ್ ಖಾಯಂ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು (BH) ಗರಿಷ್ಠವು ಅತ್ಯಧಿಕವಾಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಸಮುದಾಯವು ಈ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ, 1984 ರಲ್ಲಿ, Nd-Fe-B ಆಧಾರಿತ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಮೊದಲು ಸಗಾವಾ ಮತ್ತು ಇತರರು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಸುಮಿಟೊಮೊ ಸ್ಪೆಷಲ್ ಮೆಟಲ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪೌಡರ್ ಮೆಟಲರ್ಜಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಜನರಲ್ ಮೋಟಾರ್ಸ್‌ನಿಂದ ಕರಗುವ ನೂಲುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸುವುದು. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, (BH) ಗರಿಷ್ಠವು ಸುಮಾರು ಒಂದು ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿಸಿದೆ, ಉಕ್ಕಿಗೆ ≈1 MGOe ನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು ಮತ್ತು ಕಳೆದ 20 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ NdFeB ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಸುಮಾರು 56 MGOe ತಲುಪಿದೆ.

ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಸುಸ್ಥಿರತೆಯು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೂರೈಕೆ ಅಪಾಯ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯಿಂದಾಗಿ ದೇಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಮುಖ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳೆಂದು ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳು ಹೊಸ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿ-ಮುಕ್ತ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ತೆರೆದಿವೆ. ಆರಂಭಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿದ ಶಾಶ್ವತ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳು, ಫೆರೈಟ್ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಹಿಂತಿರುಗಿ ನೋಡುವುದು ಮತ್ತು ಇತ್ತೀಚಿನ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಹೊಸ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅವುಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಒಂದು ಸಂಭವನೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನವಾಗಿದೆ. ಅಪರೂಪದ-ಭೂಮಿಯ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಹಸಿರು, ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪರ್ಯಾಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಆಶಿಸುವ ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನಾ ಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಈಗ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿವೆ.