نرم مقناطیسی مرکبات
نرم مقناطیسی مواد کی موٹائی ایڈی کرنٹ کے نقصانات کو کم کرنے میں اہم کردار ادا کرتی ہے، اس طرح نرم مقناطیسی مرکبات کو متحرک استعمال کے لیے پتلی لیمینیشن کی شکل میں بنایا جانا چاہیے۔ اگر ہم نرم مقناطیسی پٹی کی دیگر دو جہتوں کو توڑ دیں، یعنی نرم مقناطیسی مرکبات کو پاؤڈر کی شکل میں استعمال کریں، تو ایڈی کرنٹ کے نقصانات کو مزید کم کیا جا سکتا ہے، اور جس کے ذریعے بنائے جانے والے اجزاء بہت زیادہ استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تعدد اس طرح کے استعمال کو محسوس کرنے کے لیے، مرکب کے پاؤڈر پہلے تیار کیے جاتے ہیں (زیادہ تر صورتوں میں ایٹمائزیشن کے طریقوں سے)، ذرات کو پھر ایک موصلیت کی تہہ کے ساتھ لیپ کیا جانا چاہیے، اس کے بعد، پاؤڈروں کو چکنا کرنے والے مادے کی ایک چھوٹی سی مقدار کے ساتھ ملایا جاتا ہے اور اسے شدت سے کمپریس کیا جاتا ہے۔ آخری شکل تک 600-800 MPa کا دباؤ۔ اس طرح کے عمل سے تیار کردہ نرم مقناطیسی مصنوعات کو سافٹ میگنیٹک کمپوزٹ (SMCs) یا پاؤڈر کور کہا جاتا ہے۔ SMCs کی ایک اور خوبی یہ ہے کہ انہیں مختلف خاص شکل والے کور بنائے جا سکتے ہیں جو روایتی لیمینیشن اسٹیکنگ طریقوں سے مشکل سے بنائے جاتے ہیں، جو برقی مقناطیسی آلات کے نئے ڈیزائن کے لیے فائدہ مند ہیں۔ SMCs کی بنیادی خرابی یہ ہے کہ ان کی پارگمیتا نسبتاً کم ہے۔ آج کل سب سے زیادہ عام SMCs Fe، Fe-Si، Fe-Si-Al، Fe-Ni، امورفوس اور نانو کرسٹل لائن مرکبات وغیرہ کے پاؤڈر سے بنائے جاتے ہیں۔
نرم فیرائٹس
اوپر ذکر کردہ تمام نرم مقناطیسی مواد دھاتیں ہیں، لہذا، ایڈی کرنٹ اثر سے گریز نہیں کیا جا سکتا۔ نرم فیرائٹس اس لحاظ سے مخصوص ہیں کہ وہ آئنک مرکبات ہیں اور ان کی مزاحمتی صلاحیت دھاتی نرم مقناطیسی مواد سے زیادہ شدت کے کئی آرڈرز رکھتی ہے۔ لہذا، 1 میگاہرٹز تک فریکوئنسی والی ایپلی کیشنز کے لیے، توانائی کے نقصانات کے حوالے سے نرم فیرائٹس بہترین انتخاب ہیں۔ نرم فیرائٹس کے لیے اہم خرابی یہ ہے کہ BS نسبتاً کم ہے۔ سب سے زیادہ عام نرم فیرائٹس کی دو قسمیں ہیں Mn-Zn فیرائٹس ((Mn, Zn)Fe2O4) اور Ni-Zn فیرائٹس ((Ni, Zn)Fe2O4)۔ Mn-Zn فیرائٹس عام طور پر 1 میگاہرٹز سے نیچے استعمال ہوتے ہیں، جبکہ Ni-Zn فیرائٹس کو بہت زیادہ فریکوئنسیوں پر استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن بعد کے لیے BS اور پارگمیتا کم ہے۔
آئرن اور لو کاربن اسٹیل
آئرن اور کم کاربن اسٹیل سب سے زیادہ عام اور سستا نرم مقناطیسی مواد ہوسکتے ہیں۔ ان کی قیمت BS ~ 2.15 T ہے، جو صرف مہنگے Fe-Co مرکب سے کمتر ہے۔ لیکن ان کی مزاحمت بہت کم ہے، جو متحرک ایپلی کیشنز میں ان کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔ آئرن اور کم کاربن اسٹیل عام طور پر جامد/کم فریکوئنسی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، جیسے برقی مقناطیس، ریلے، اور کچھ کم طاقت والی موٹریں جن کے لیے مواد کی قیمت سب سے بڑی تشویش ہے۔
آئرن-سلیکون مرکبات
آئرن میں چند سلیکان کا اضافہ اس کی مزاحمتی صلاحیت کو خاص طور پر بڑھا دے گا، اس لیے یہ ایڈی کرنٹ کے نقصان کو روکنے کے لیے بہت فائدہ مند ہے۔ سیچوریشن میگنیٹائزیشن اور کیوری درجہ حرارت میں قدرے کمی کے باوجود، Fe-Si مرکبات 50 ہرٹز سے لے کر کئی سو ہرٹز تک چلنے والی برقی مشینوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ایڈی کرنٹ کے نقصان کو مزید کم کرنے کے لیے، Fe-Si کے مرکب اکثر پتلی پٹیوں کی شکل میں لپٹے جاتے ہیں۔ سب سے عام Fe-Si الائے کی موٹائی 0.35mm کے برابر یا اس سے کم ہے۔ رولنگ اور ہیٹ ٹریٹمنٹ کی شرائط پر منحصر ہے، Fe-Si الائے کو گرین اورینٹڈ (GO) اور نان اورینٹڈ (NO) کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ GO Fe-Si کا استعمال ٹرانسفارمرز کے لیے کیا جاتا ہے، جب کہ NO Fe-Si الیکٹرک موٹرز کے لیے استعمال نہیں ہوتا ہے۔
لوہے نکل کے مرکب
35 wt کی وسیع کمپوزیشن رینج میں یکساں ٹھوس محلول بنانے کے لیے نکل کو لوہے میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ % سے 80 wt. % Ni Fe20Ni80 کے قریب مرکب مرکبات کو Permalloy کا نام دیا گیا تھا (آج کل لوگ نکل کی مقدار 35 wt سے زیادہ والے تمام آئرن نکل الائے کو Permalloy کہتے ہیں)۔ دوسرے عناصر جیسے Mo، Cu، اور Cr کے معمولی مواد کو عام طور پر Permalloy کی مقناطیسی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔ نازک کمپوزیشن ایڈجسٹمنٹ اور ہیٹ ٹریٹمنٹ کے ذریعے پروسس کیا گیا، پرمالائے دنیا کے نرم ترین مقناطیسی مواد میں سے ایک ہو سکتا ہے، جس کی پارگمیتا زیادہ سے زیادہ 1 200 000 ہو سکتی ہے۔ Permalloys کی خامیوں میں سے ایک ان کی سنترپتی میگنیٹائزیشن ہے، جو کہ صرف 0.8 T کا ہے، جو لوہے اور Fe-Si کے مرکب سے بہت کم ہے۔ نکل کے مواد میں کمی کے ساتھ، BS سب سے پہلے بڑھے گا، تقریباً 48 wt کے نکل کے مواد پر اپنی 1.6T کی زیادہ سے زیادہ حد تک پہنچ جائے گا۔ %، تاہم، پارگمیتا اتنی اچھی نہیں ہوگی جتنی کہ زیادہ نکل والے مرکبات کے ساتھ۔ آئرن نکل ملاوٹ سب سے زیادہ ورسٹائل مقناطیسی کھوٹ ہے، اس کی مقناطیسی خصوصیات کو کمپوزیشن، مقناطیسی اینیلنگ، اور مکینیکل رولنگ وغیرہ کو ایڈجسٹ کرکے ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ آئرن نکل ملاوٹ بہت اچھی فارمیبلٹی بھی پیش کرتا ہے، جسے 20 تک پتلا کیا جا سکتا ہے۔ مائکرون نتیجے کے طور پر، نکل لوہے کے مرکب وسیع ایپلی کیشنز جیسے مقناطیسی فیلڈ شیلڈنگ، گراؤنڈ فالٹ انٹرپرٹر، مقناطیسی سینسر، مقناطیسی ٹیپ کے لیے ریکارڈنگ ہیڈ، پاور الیکٹرانکس وغیرہ میں مل سکتے ہیں۔
آئرن-کوبالٹ مرکب
کوبالٹ کو آئرن میں شامل کرنے سے کیوری کا درجہ حرارت اور BS دونوں بڑھ جائیں گے۔ 33 wt کی حد میں کوبالٹ مواد کے لیے۔ % سے 50 wt. %، BS 2.4T تک زیادہ ہو سکتا ہے۔ اگرچہ آئرن نکل الائے کی طرح نرم نہیں، آئرن کوبالٹ مرکب دیگر تمام مقناطیسی مرکبات میں BS کی سب سے زیادہ قدر پیش کرتے ہیں۔ فارمیبلٹی کو بڑھانے کے لیے، 2 wt. وینیڈیم کا % Fe50Co50 مرکب میں شامل کیا جاتا ہے، تاکہ اسے 50 مائکرون کے برابر پتلا کیا جا سکے۔ وینیڈیم کا اضافہ آئرن کوبالٹ مرکب کی مزاحمت کو بھی بڑھا سکتا ہے۔ سب سے زیادہ BS کی وجہ سے، آئرن-کوبالٹ مرکبات ان ایپلی کیشنز کے لیے ناگزیر ہیں جہاں اعلی طاقت سے وزن کے تناسب کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ موٹریں اور ٹرانسفارمرز جو خلائی آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔
بے ساختہ اور نینو کرسٹل لائن مرکب
بے ساختہ مرکبات، جنہیں اکثر دھاتی شیشے بھی کہا جاتا ہے، تیزی سے مضبوطی سے تیار کیا جا سکتا ہے۔ بے ترتیب مرکب دھاتوں میں ایٹموں کے لیے کوئی لمبا رینج آرڈر نہیں ہے، اس لیے، مزاحمت عام طور پر زیادہ ہوتی ہے، اور کوئی میگنیٹو کرسٹل لائن انیسوٹروپی نہیں ہے۔ مزید برآں، تقریباً 20 سے 30 مائیکرون تک پتلے بے شکل ربن پلانر فلو کاسٹنگ کے ذریعے آسانی سے تیار کیے جا سکتے ہیں۔ یہ تمام حروف اس بات کی ضمانت دیتے ہیں کہ بے ساختہ مرکب نرم میگنےٹ کے لیے بہترین امیدوار ہیں۔ کمپوزیشن کے مطابق، زیادہ تر تجارتی طور پر دستیاب بے ساختہ نرم میگنےٹ کو Fe-base، Co-base، اور (Fe، Ni) کی بنیاد پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ ان تین اقسام کے لیے، Fe، Co، اور Ni کا کل مواد تقریباً 75-90 wt.% ہے، باقی ماندہ دھاتیں اور شیشے کی تشکیل کرنے والے عناصر جیسے Si، B، P، C، اور Zr، Nb، Mo وغیرہ۔ ان اقسام میں سے، Fe-based میں سب سے زیادہ BS تقریباً 1.6 T اور سب سے کم قیمت ہے۔ Fe-based amorphous alloy کا لوہے کا نقصان Fe-Si سٹیل کا صرف ایک تہائی ہے۔ اگر پاور ٹرانسفارمرز میں موجود Fe-Si سٹیل کو Fe-base امورفوس الائے سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، تو بجلی کی ایک بڑی مقدار کو بچایا جا سکتا ہے، لیکن بعد کے لیے مواد کی قیمت زیادہ ہے۔ شریک پر مبنی بے ساختہ مرکبات میں عام طور پر BS 0.8 T سے کم ہوتا ہے لیکن بہت زیادہ پارگمیتا اور میگنیٹو اسٹرکشن کی صفر قدر کے قریب ہوتی ہے، جو نرم ترین پرماللوئے کے ساتھ موازنہ کی جاتی ہے، اور اس کی زیادہ مزاحمت کی وجہ سے اعلی تعدد پر اور بھی بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کر سکتی ہے۔ (فے، نی) پر مبنی بے ساختہ مرکب دوسرے دو کے مقابلے میں درمیانی مقناطیسی خصوصیات پیش کرتے ہیں۔
