चुंबकीय सामग्रीच्या निर्मितीचा आणि वापराचा इतिहास

चुंबकीय सामग्रीच्या वापराचा इतिहास शोध आणि संशोधनाच्या इतिहासाशी अतूटपणे जोडलेला आहे चुंबकीय घटना, तसेच चुंबकीय पदार्थांच्या विकासाचा इतिहास आणि त्यांच्या गुणधर्मांमध्ये सुधारणा.

प्रथम उल्लेख चुंबकीय सामग्रीसाठी प्राचीन काळातील आहे जेव्हा चुंबकांचा वापर विविध आजारांवर उपचार करण्यासाठी केला जात असे.

हान राजवंश (206 BC - AD 220) दरम्यान चीनमध्ये नैसर्गिक सामग्री (मॅग्नेटाइट) बनलेले पहिले उपकरण तयार केले गेले. लुन्हेंग मजकुरात (इ.स. पहिले शतक) त्याचे वर्णन खालीलप्रमाणे आहे: "हे साधन चमच्यासारखे दिसते आणि जर तुम्ही ते प्लेटवर ठेवले तर त्याचे हँडल दक्षिणेकडे निर्देशित करेल." असे "डिव्हाइस" भूगर्भीयतेसाठी वापरले जात असूनही, ते होकायंत्राचा नमुना मानले जाते.

हान राजवंशाच्या काळात चीनमध्ये तयार करण्यात आलेल्या होकायंत्राचा नमुना: एक — जीवन-आकाराचे मॉडेल; ब - आविष्काराचे स्मारक

18 व्या शतकाच्या शेवटी पर्यंत.नैसर्गिकरित्या मॅग्नेटाईट मॅग्नेटाईटचे चुंबकीय गुणधर्म आणि त्याद्वारे चुंबकीकृत लोह केवळ कंपास तयार करण्यासाठी वापरण्यात आले होते, जरी लोखंडी शस्त्रे शोधण्यासाठी घराच्या प्रवेशद्वारावर चुंबकांच्या आख्यायिका आहेत. येणाऱ्या व्यक्तीचे कपडे.

अनेक शतके चुंबकीय सामग्रीचा वापर केवळ कंपास तयार करण्यासाठी केला जात होता हे असूनही, बरेच शास्त्रज्ञ चुंबकीय घटनांच्या अभ्यासात गुंतले होते (लिओनार्डो दा विंची, जे. डेला पोर्टा, व्ही. गिल्बर्ट, जी. गॅलिलियो, आर. डेकार्टेस, एम. लोमोनोसोव्ह, इ.), ज्यांनी चुंबकत्वाच्या विज्ञानाच्या विकासासाठी आणि चुंबकीय सामग्रीच्या वापरासाठी योगदान दिले.

त्या वेळी वापरात असलेल्या कंपास सुया नैसर्गिकरित्या चुंबकीय किंवा चुंबकीकृत होत्या नैसर्गिक मॅग्नेटाइट… 1743 मध्येच डी. बर्नौलीने चुंबक वाकवून त्याला घोड्याच्या नालचा आकार दिला, ज्यामुळे त्याची ताकद खूप वाढली.

XIX शतकात. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिझमच्या संशोधनाने तसेच योग्य उपकरणांच्या विकासामुळे चुंबकीय सामग्रीच्या व्यापक वापरासाठी पूर्वआवश्यकता निर्माण झाली आहे.

1820 मध्ये, एचसी ओरस्टेडने वीज आणि चुंबकत्व यांच्यातील संबंध शोधला. त्याच्या शोधाच्या आधारे, डब्ल्यू. स्टर्जनने 1825 मध्ये पहिले इलेक्ट्रोमॅग्नेट बनवले, जो डायलेक्ट्रिक वार्निशने झाकलेला लोखंडी रॉड होता, जो 30 सेमी लांब आणि 1.3 सेमी व्यासाचा होता, घोड्याच्या नालच्या रूपात वाकलेला होता, ज्यावर तारांची 18 वळणे होती. संपर्क करून इलेक्ट्रिक बॅटरीशी जोडलेली जखम. चुंबकीय लोखंडी घोड्याचा नाल 3600 ग्रॅम भार धारण करू शकतो.

स्टर्जन इलेक्ट्रोमॅग्नेट (इलेक्ट्रिकल सर्किट बंद असताना ठिपके असलेली रेषा जंगम विद्युत संपर्काची स्थिती दर्शवते)

पी. बार्लोचे जहाजांच्या होकायंत्रावरील प्रभाव कमी करण्यासाठी आणि आजूबाजूच्या लोहयुक्त भागांनी तयार केलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या कालमापकांचे कार्य त्याच कालखंडातील आहे. मॅग्नेटिक फील्ड शील्डिंग उपकरणे सरावात आणणारे बारलो हे पहिले होते.

प्रथम व्यावहारिक अनुप्रयोग चुंबकीय सर्किट्स टेलिफोनच्या शोधाच्या इतिहासाशी संबंधित. 1860 मध्ये, अँटोनियो म्यूची यांनी टेलिट्रोफोन नावाच्या उपकरणाचा वापर करून तारांवर आवाज प्रसारित करण्याची क्षमता प्रदर्शित केली. A. Meucci चा प्राधान्यक्रम फक्त 2002 मध्येच ओळखला गेला, तोपर्यंत A. Bell ला टेलिफोनचा निर्माता मानला जात असे, जरी त्याचा 1836 चा शोध अर्ज ए. Meucci च्या अर्जापेक्षा 5 वर्षांनंतर दाखल करण्यात आला होता.

T.A.Edison यांच्या मदतीने टेलिफोनचा आवाज वाढवता आला रोहीत्र, 1876 मध्ये पी.एन. याब्लोचकोव्ह आणि ए. बेल यांनी एकाच वेळी पेटंट केले.

1887 मध्ये, पी. जेनेट यांनी ध्वनी कंपन रेकॉर्ड करण्यासाठी उपकरणाचे वर्णन करणारे कार्य प्रकाशित केले. पावडर-लेपित स्टील पेपर पोकळ धातूच्या सिलेंडरच्या अनुदैर्ध्य स्लॉटमध्ये घातला गेला, ज्यामुळे सिलेंडर पूर्णपणे कापला गेला नाही. जेव्हा विद्युतप्रवाह सिलेंडरमधून जातो, तेव्हा धूलिकणांच्या क्रियेखाली एका विशिष्ट मार्गाने वळवावे लागते. चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान.

1898 मध्ये, डॅनिश अभियंता व्ही. पॉलसेन यांनी ध्वनी रेकॉर्डिंग पद्धतींबद्दल ओ. स्मिथच्या कल्पना प्रत्यक्षात आणल्या. हे वर्ष माहितीच्या चुंबकीय रेकॉर्डिंगच्या जन्माचे वर्ष मानले जाऊ शकते. व्ही. पॉलसेनने चुंबकीय रेकॉर्डिंग माध्यम म्हणून वापरलेली स्टील पियानो वायर ज्याचा व्यास 1 मि.मी.च्या व्यासासह नॉन-चुंबकीय रोलवर आहे.

रेकॉर्डिंग किंवा प्लेबॅक दरम्यान, वायरसह रील चुंबकीय डोक्याच्या सापेक्ष फिरते, जे त्याच्या अक्षाला समांतर फिरते. चुंबकीय डोक्यांसारखे वापरलेले इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, कॉइलसह रॉड-आकाराचा कोर असतो, ज्याचे एक टोक कार्यरत थरावर सरकते.

उच्च चुंबकीय वैशिष्ट्यांसह कृत्रिम चुंबकीय सामग्रीचे औद्योगिक उत्पादन मेटल वितळण्याच्या तंत्रज्ञानाच्या विकास आणि सुधारणेनंतरच शक्य झाले.

XIX शतकात. मुख्य चुंबकीय सामग्री 1.2 ... 1.5% कार्बन असलेले स्टील आहे. XIX शतकाच्या शेवटी पासून. सिलिकॉनसह मिश्रित स्टीलने बदलले जाऊ लागले. XX शतक चुंबकीय सामग्रीच्या अनेक ब्रँडची निर्मिती, त्यांच्या चुंबकीकरणाच्या पद्धतींमध्ये सुधारणा आणि विशिष्ट क्रिस्टल स्ट्रक्चरची निर्मिती द्वारे दर्शविले गेले.

1906 मध्ये, हार्ड-लेपित चुंबकीय डिस्कसाठी यूएस पेटंट जारी केले गेले. रेकॉर्डिंगसाठी वापरल्या जाणार्‍या चुंबकीय सामग्रीची जबरदस्ती कमी होती, जी उच्च अवशिष्ट इंडक्टन्स, कार्यरत थराची मोठी जाडी आणि कमी उत्पादनक्षमतेच्या संयोगाने, चुंबकीय रेकॉर्डिंगची कल्पना 20 च्या दशकापर्यंत व्यावहारिकरित्या विसरली गेली. शतक

1925 मध्ये यूएसएसआरमध्ये आणि 1928 मध्ये जर्मनीमध्ये, रेकॉर्डिंग माध्यम विकसित केले गेले, जे लवचिक कागद किंवा प्लास्टिक टेप आहेत ज्यावर कार्बोनिल लोह असलेल्या पावडरचा थर लावला जातो.

गेल्या शतकाच्या 20 च्या दशकात. निकेल (परमॅलॉइड) सह लोह आणि कोबाल्ट (परमेंडुरा) सह लोहाच्या मिश्रधातूंवर आधारित चुंबकीय सामग्री तयार केली जाते. उच्च फ्रिक्वेन्सीवर वापरण्यासाठी, फेरोकार्ड्स उपलब्ध आहेत, जे कागदापासून बनविलेले लॅमिनेटेड साहित्य आहेत ज्यामध्ये वार्निशने लेपित केलेले लोह पावडरचे कण वितरीत केले जातात.

1928 मध्ये, जर्मनीमध्ये मायक्रॉन-आकाराच्या कणांचा समावेश असलेली एक लोखंडी पावडर प्राप्त झाली, जी रिंग आणि रॉडच्या स्वरूपात कोर तयार करण्यासाठी फिलर म्हणून वापरण्याचा प्रस्ताव होता.टेलीग्राफ रिलेच्या बांधकामात परमॅलॉयचा पहिला वापर त्याच कालावधीचा आहे.

परमॅलॉय आणि परमेन्ड्युरमध्ये महागड्या घटकांचा समावेश होतो - निकेल आणि कोबाल्ट, म्हणूनच योग्य कच्चा माल नसलेल्या देशांमध्ये पर्यायी साहित्य विकसित केले गेले आहे.

1935 मध्ये एच. मासुमोटो (जपान) यांनी सिलिकॉन आणि अॅल्युमिनियम (अॅलसीफर) सह मिश्र धातु असलेल्या लोखंडावर आधारित मिश्रधातू तयार केला.

1930 मध्ये. लोह-निकेल-अॅल्युमिनियम मिश्र धातु (YUNDK) दिसू लागले, ज्यात जबरदस्त शक्ती आणि विशिष्ट चुंबकीय उर्जेची उच्च (त्या वेळी) मूल्ये होती. अशा मिश्रधातूंवर आधारित चुंबकाचे औद्योगिक उत्पादन 1940 च्या दशकात सुरू झाले.

त्याच वेळी, विविध जातींचे फेराइट्स विकसित केले गेले आणि निकेल-जस्त आणि मॅंगनीज-जस्त फेराइट्स तयार केले गेले. या दशकात परमालोइड आणि कार्बोनिल लोह पावडरवर आधारित मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक्सचा विकास आणि वापर देखील समाविष्ट आहे.

त्याच वर्षांमध्ये, चुंबकीय रेकॉर्डिंगच्या सुधारणेसाठी आधार तयार केलेल्या घडामोडी प्रस्तावित केल्या गेल्या. 1935 मध्ये, जर्मनीमध्ये मॅग्नेटोफॉन-के 1 नावाचे एक उपकरण तयार केले गेले, ज्यामध्ये ध्वनी रेकॉर्ड करण्यासाठी चुंबकीय टेपचा वापर केला गेला, ज्याचा कार्यरत थर मॅग्नेटाइटचा होता.

1939 मध्ये, एफ. मॅथियास (IG Farben / BASF) यांनी एक बहु-स्तर टेप विकसित केला ज्यामध्ये बॅकिंग, चिकट आणि गॅमा लोह ऑक्साईड होते. प्लेबॅक आणि रेकॉर्डिंगसाठी परमेलॉइडवर आधारित चुंबकीय कोर असलेले रिंग मॅग्नेटिक हेड तयार केले आहेत.

1940 मध्ये. रडार तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे चुंबकीय फेराइटसह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्हच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास झाला. 1949 मध्ये, डब्ल्यू. हेविट यांनी फेराइट्समधील फेरोमॅग्नेटिक रेझोनान्सची घटना पाहिली. 1950 च्या सुरुवातीच्या काळात.फेराइट-आधारित सहाय्यक वीज पुरवठा तयार होऊ लागला आहे.

1950 मध्ये. जपानमध्ये, कठोर चुंबकीय फेराइट्सचे व्यावसायिक उत्पादन सुरू झाले, जे YUNDK मिश्र धातुंपेक्षा स्वस्त होते, परंतु विशिष्ट चुंबकीय उर्जेच्या बाबतीत त्यांच्यापेक्षा निकृष्ट होते. संगणकात माहिती साठवण्यासाठी आणि टेलिव्हिजन प्रसारण रेकॉर्ड करण्यासाठी चुंबकीय टेपच्या वापराची सुरुवात त्याच काळात झाली.

गेल्या शतकाच्या 60 च्या दशकात. य्ट्रियम आणि सॅमेरियमसह कोबाल्टच्या संयुगांवर आधारित चुंबकीय सामग्रीचा विकास चालू आहे, ज्यामुळे पुढील दशकात विविध प्रकारच्या समान सामग्रीची औद्योगिक अंमलबजावणी आणि सुधारणा होईल.

गेल्या शतकाच्या 70 च्या दशकात. पातळ चुंबकीय चित्रपटांच्या निर्मितीसाठी तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे माहिती रेकॉर्डिंग आणि संग्रहित करण्यासाठी त्यांचा व्यापक वापर होऊ लागला.

गेल्या शतकाच्या 80 च्या दशकात. NdFeB प्रणालीवर आधारित सिंटर्ड मॅग्नेटचे व्यावसायिक उत्पादन सुरू होते. त्याच वेळी, आकारहीन, आणि थोड्या वेळाने, नॅनोक्रिस्टलाइन चुंबकीय मिश्रधातूंचे उत्पादन सुरू झाले, जे परमालोइड आणि काही प्रकरणांमध्ये इलेक्ट्रिकल स्टील्ससाठी पर्याय बनले.

1985 मध्ये नॅनोमीटर-जाड चुंबकीय थर असलेल्या मल्टीलेयर फिल्म्समधील विशाल मॅग्नेटोरेसिस्टन्स इफेक्टच्या शोधाने इलेक्ट्रॉनिक्स - स्पिन इलेक्ट्रॉनिक्स (स्पिनट्रॉनिक्स) मधील नवीन दिशेने पाया घातला.

गेल्या शतकाच्या 90 च्या दशकात. SmFeN प्रणालीवर आधारित संयुगे मिश्रित कठोर चुंबकीय पदार्थांच्या स्पेक्ट्रममध्ये जोडले गेले आणि 1995 मध्ये चुंबकीय प्रतिरोधक टनेलिंग प्रभाव शोधला गेला.

2005 मध्येविशाल बोगदा मॅग्नेटोरेसिस्टन्स प्रभाव शोधला गेला. त्यानंतर, विशाल आणि बोगदा मॅग्नेटोरेसिस्टन्सच्या प्रभावावर आधारित सेन्सर विकसित केले गेले आणि उत्पादनात ठेवले गेले, हार्ड चुंबकीय डिस्कच्या एकत्रित रेकॉर्डिंग / पुनरुत्पादन हेडमध्ये, चुंबकीय टेप उपकरणांमध्ये इ. यादृच्छिक प्रवेश मेमरी उपकरणे देखील तयार केली गेली.

2006 मध्ये, लंब चुंबकीय रेकॉर्डिंगसाठी चुंबकीय डिस्कचे औद्योगिक उत्पादन सुरू झाले. विज्ञानाचा विकास, नवीन तंत्रज्ञान आणि उपकरणांच्या विकासामुळे केवळ नवीन साहित्य तयार करणे शक्य होत नाही, तर पूर्वी तयार केलेल्या वस्तूंची वैशिष्ट्ये सुधारणे देखील शक्य होते.

XXI शतकाच्या सुरूवातीस चुंबकीय सामग्रीच्या वापराशी संबंधित संशोधनाच्या खालील मुख्य क्षेत्रांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत केले जाऊ शकते:

• इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये - सपाट आणि पातळ-फिल्म उपकरणांच्या परिचयामुळे उपकरणांचा आकार कमी करणे;

• स्थायी चुंबकांच्या विकासामध्ये - विविध उपकरणांमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सची पुनर्स्थापना;

• स्टोरेज उपकरणांमध्ये — मेमरी सेलचा आकार कमी करणे आणि गती वाढवणे;

• इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डिंगमध्ये - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शील्डची जाडी कमी करताना विस्तृत वारंवारता श्रेणीमध्ये त्यांची कार्यक्षमता वाढवणे;

• वीज पुरवठ्यामध्ये - वारंवारता श्रेणीची मर्यादा वाढवणे ज्यामध्ये चुंबकीय सामग्री वापरली जाते;

• चुंबकीय कणांसह द्रव एकसंध माध्यमांमध्ये - त्यांच्या प्रभावी वापराच्या क्षेत्रांचा विस्तार करणे;

• विविध प्रकारच्या सेन्सर्सच्या विकासात आणि निर्मितीमध्ये - नवीन सामग्री आणि तंत्रज्ञानाच्या वापराद्वारे श्रेणी विस्तृत करणे आणि तांत्रिक वैशिष्ट्ये (विशेषत: संवेदनशीलता) सुधारणे.