झिंक चुंबकीय आहे?

झिंक चुंबकीय आहे? या अष्टपैलू धातूबद्दल चर्चा करताना हा प्रश्न बर्‍याचदा उद्भवतो. त्याचा व्यापक वापर असूनही, झिंक चुंबकीय नाही. लोह किंवा निकेलच्या विपरीत, झिंकच्या अणु संरचनेत अप्रचलित इलेक्ट्रॉन नसतात, ज्यामुळे ते डायमॅग्नेटिक बनते. याचा अर्थ असा की ते त्यांच्याकडे आकर्षित होण्याऐवजी चुंबकीय क्षेत्रांना कमकुवतपणे दूर करते.

विविध अनुप्रयोगांमध्ये झिंकचे नॉन-मॅग्नेटिक स्वभाव मौल्यवान आहे, विशेषत: जेथे चुंबकीय हस्तक्षेप टाळले जाणे आवश्यक आहे. इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये गंज-प्रतिरोधक कोटिंग्जपासून इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंगपर्यंत, झिंकच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे ते आधुनिक उद्योगात अपरिहार्य बनवते.

झिंकचे नॉन-मॅग्नेटिक वर्ण समजून घेणे केवळ एक सामान्य गैरसमज स्पष्ट करते तर तंत्रज्ञानातील विविध भौतिक गुणधर्मांचे महत्त्व देखील अधोरेखित करते आणि डाय कास्टिंग मॅन्युफॅक्चरिंग.

1. जस्त म्हणजे काय आणि चुंबक म्हणजे काय

अणू क्रमांक 30 सह एक निळसर-पांढरा धातू, झिंक विविध उद्योगांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. १464646 मध्ये अँड्रियास मार्गग्राफ यांनी त्याच्या धातूच्या स्वरूपात शोधला, झिंक आधुनिक जीवनात अपरिहार्य झाला आहे. अमेरिकन भूगर्भीय सर्वेक्षणानुसार, २०२० मध्ये जागतिक झिंक उत्पादन अंदाजे १.2.२ दशलक्ष मेट्रिक टन गाठले आणि औद्योगिक जगातील त्याचे महत्त्व अधोरेखित केले.

दररोजच्या गॅझेटपासून ते अत्याधुनिक तंत्रज्ञानापर्यंत असंख्य अनुप्रयोगांसाठी सामग्रीचे चुंबकीय गुणधर्म समजून घेणे आवश्यक आहे. जेव्हा आपण झिंकच्या चुंबकत्वाशी संबंध ठेवतो, तेव्हा आम्ही या अष्टपैलू घटकाबद्दल आणि नियतकालिक सारणीमधील त्याच्या अनन्य स्थानाविषयी आकर्षक अंतर्दृष्टी उघड करू.

2. झिंकचा चुंबकीय स्वभाव

2.1 झिंकचे वर्गीकरण

जस्त डायमॅग्नेटिक सामग्रीच्या श्रेणीमध्ये येते. हे वर्गीकरण जटिल वाटेल, परंतु याचा अर्थ असा आहे की चुंबकीय क्षेत्राच्या संपर्कात असताना झिंक कमकुवत प्रतिकृती दर्शवितो. जस्तची डायमॅग्नेटिक प्रॉपर्टी त्याच्या चुंबकीय संवेदनाक्षमतेद्वारे प्रमाणित केली जाते, जी खोलीच्या तपमानावर अंदाजे -1.56 × 10⁻⁵ (डायमेंशनलेस सी युनिट्स) असते.

2.2 चुंबकीय प्रतिसाद

बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या अधीन असताना, जस्तचा प्रतिसाद लोहासारख्या सामान्य चुंबकीय सामग्रीमध्ये आपण जे निरीक्षण करतो त्यापेक्षा अगदी वेगळा असतो. आकर्षित होण्याऐवजी, झिंक कमकुवतपणे चुंबकीय स्त्रोतापासून दूर ढकलतो. हे वर्तन फॅराडे पद्धतीने दर्शविले जाऊ शकते, जिथे एक मजबूत चुंबक जवळ आणल्यास पातळ धाग्याने निलंबित झिंकचा एक छोटा तुकडा किंचित मागे टाकला जाईल.

या वर्तनाचे वर्णन करण्यासाठी, चुंबकीय संवेदनाक्षमतेची तुलना खालील सारणीचा विचार करा:

भौतिक प्रकार	चुंबकीय संवेदनाक्षमता (χ)	उदाहरणे
फेरोमॅग्नेटिक	मोठा सकारात्मक (> 1000)	लोह (χ ≈ 200,000)
पॅरामाग्नेटिक	लहान पॉझिटिव्ह (0 ते 1)	अ‍ॅल्युमिनियम (χ ≈ 2.2 × 10⁻⁵)
डायमॅग्नेटिक	लहान नकारात्मक (-1 ते 0)	जस्त (χ ≈ -1.56 × 10⁻⁵)

3. झिंक चुंबकीय का नाही

3.1 झिंकची अणु रचना

झिंकच्या चुंबकीय गुणधर्मांचा अभाव त्याच्या इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनवर परत शोधला जाऊ शकतो. झिंकच्या बाह्य शेलमधील इलेक्ट्रॉनची व्यवस्था त्याच्या चुंबकीय वर्तन निश्चित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

झिंकची इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन [एआर] 3 डी 1; ⁰4 एसए 2;. याचा अर्थ झिंकचे सर्व इलेक्ट्रॉन जोडले गेले आहेत, ज्यामुळे त्याच्या बाह्य ऑर्बिटलमध्ये कोणतेही न भरलेले इलेक्ट्रॉन नाही. झिंक चुंबकीय गुणधर्म का दर्शवित नाही हे समजून घेण्यासाठी विनाअनुदानित इलेक्ट्रॉनची अनुपस्थिती महत्त्वाची आहे.

हे दृश्यमान करण्यासाठी, झिंकच्या इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनची चुंबकीय घटकाशी तुलना करूया:

एलिमेंट	इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन	विनाअनुदानित इलेक्ट्रॉन
जस्त	[एआर] 3 डी 1; ⁰4s⊃2;	0
लोह	[एआर] 3 डी 4 एस⊃2;	4

2.२ जस्त मध्ये चुंबकीय क्षण

त्याच्या पूर्णपणे जोडलेल्या इलेक्ट्रॉनमुळे, झिंकचा चुंबकीय क्षण शून्य आहे. हे लोह सारख्या फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीसह तीव्रतेने भिन्न आहे, ज्यात चुंबकीय क्षेत्रात संरेखित करू शकणारे न वापरलेले इलेक्ट्रॉन आहेत, ज्यामुळे निव्वळ चुंबकीय क्षण तयार होतो.

अणूचा चुंबकीय क्षण (μ) सूत्र वापरून मोजला जाऊ शकतो:

μ = √ [एन (एन+2)] μb

जेथे एन न भरलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या आहे आणि μ बी बोहर मॅग्नेटन (9.274 × 10⁻⊃2; ⁴ जे/टी) आहे.

झिंकसाठी: एन = 0, तर μ = 0 लोहासाठी: एन = 4, तर μ ≈ 4.90 μB

4. झिंकच्या चुंबकीय गुणधर्मांवर परिणाम करणारे घटक

1.१ शुद्धता आणि अशुद्धी

शुद्ध जस्त डायमॅग्नेटिक असताना, अशुद्धता कधीकधी त्याच्या चुंबकीय वर्तनात बदल करू शकते. काही अशुद्धी स्थानिक चुंबकीय क्षण तयार करू शकतात, ज्यामुळे संभाव्यत: कमकुवत पॅरामाग्नेटिक वर्तन होते. तथापि, हा प्रभाव सामान्यत: इतका कमी असतो की तो दररोजच्या अनुप्रयोगांमध्ये लक्ष न घेता राहतो.

मॅग्नेटिझम अँड मॅग्नेटिक मटेरियल (2018) मध्ये प्रकाशित झालेल्या अभ्यासानुसार असे आढळले आहे की 5% मॅंगनीजसह झिंक नॅनो पार्टिकल्सने डोप केलेल्या खोलीच्या तपमानावर कमकुवत फेरोमॅग्नेटिक वर्तन दर्शविले, ज्यामध्ये 0.08 ईएमयू/जी संपृक्तता मॅग्नेटिझेशन आहे.

2.२ तापमान

जस्तच्या चुंबकीय वर्तनातही तापमान भूमिका बजावते. तापमान वाढत असताना, अशुद्धतेमुळे होणारे कोणतेही संभाव्य चुंबकीय प्रभाव आणखी कमी झाले आहेत. हे उद्भवते कारण थर्मल एनर्जी इलेक्ट्रॉनचे संरेखन व्यत्यय आणते, कोणत्याही चुंबकीय प्रवृत्ती कमी करते.

जस्त सारख्या डायमॅग्नेटिक सामग्रीसाठी तापमान आणि चुंबकीय संवेदनशीलता यांच्यातील संबंध क्युरीच्या कायद्याचे अनुसरण करतात:

χ = सी / टी

जेथे सी क्युरी स्थिर आहे आणि टी परिपूर्ण तापमान आहे. जस्तसाठी, तापमान अवलंबन खूप कमकुवत आहे, 100 के ते 300 के तापमान श्रेणीपेक्षा 1% पेक्षा कमी बदल.

5. झिंक चुंबकीय होऊ शकतो?

5.1 मिश्र

शुद्ध जस्त चुंबकीय होऊ शकत नाही, परंतु त्यास फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीसह मिसळणे चुंबकीय गुणधर्मांसह संयुगे तयार करू शकते. उदाहरणार्थ, चुंबकीय सेन्सरच्या उत्पादनात काही झिंक मिश्र धातुंचा वापर केला जातो. हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की या मिश्र धातुंनी जोडलेल्या घटकांमुळे चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित केले आहेत, झिंक स्वतःच नाही.

झिंक-आधारित चुंबकीय मिश्र धातुचे उदाहरण:

मिश्र धातुची	रचना	चुंबकीय मालमत्ता	अनुप्रयोग
Znfe₂o₄	झिंक फेराइट	फेरीमॅग्नेटिक	चुंबकीय कोर, सेन्सर

5.2 विशेष अटी

विशिष्ट विशिष्ट परिस्थितीत, जस्त-आधारित संयुगे चुंबकीय वैशिष्ट्ये प्रदर्शित करू शकतात:

1. झिंक फेराइट (znfe₂o₄): हे कंपाऊंड लोह आयनच्या उपस्थितीमुळे फेरीमॅग्नेटिक गुणधर्म प्रदर्शित करते. त्याचे क्यूरी तापमान सुमारे 10 डिग्री सेल्सियस आहे, ज्याच्या वर ते पॅरामाग्नेटिक बनते.

2. डोप्ड झिंक ऑक्साईड नॅनोस्ट्रक्चर्स: नॅनोस्केल रिसर्च लेटर्स (२०१०) या जर्नलमध्ये प्रकाशित केलेल्या संशोधनात असे सूचित केले गेले की झेडएनओ नॅनोस्ट्रक्चर्सने %% कोबाल्टसह डोप केलेल्या खोली-तापमान फेरोमॅग्नेटिझमला १.7 ईएमयू/जीच्या संतृप्ति मॅग्निटायझेशनसह दर्शविले.

6. झिंकच्या नॉन-मॅग्नेटिक स्वभावाचा वापर करणारे अनुप्रयोग

6.1 विद्युत घटक

झिंकचा गैर-चुंबकीय स्वभाव विद्युत अनुप्रयोगांमध्ये मौल्यवान बनवितो. हे विशेषतः इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंगमध्ये उपयुक्त आहे, जिथे ते स्वतः चुंबकीय न बनता इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड ब्लॉक करू शकते. ईएमआय शिल्डिंगमध्ये जस्तची प्रभावीता त्याच्या ढाल प्रभावीपणा (एसई) द्वारे प्रमाणित केली जाऊ शकते, जी सामान्यत: 1 जीएचझेड येथे 0.1 मिमी जाड झिंक शीटसाठी 85-95 डीबीच्या आसपास असते.

6.2 चुंबकीय शिल्डिंग

झिंकची चुंबकीय क्षेत्र किंचित मागे घेण्याची क्षमता चुंबकीय शिल्डिंग अनुप्रयोगांसाठी एक उत्कृष्ट निवड करते. याचा उपयोग बाह्य चुंबकीय हस्तक्षेपापासून संवेदनशील उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी केला जातो, विविध डिव्हाइसमध्ये अचूक कामगिरी सुनिश्चित करते.

वेगवेगळ्या सामग्रीसाठी शिल्डिंग प्रभावीपणाची तुलनात्मक सारणी: 1 जीएचझेड येथे

मटेरियल	शील्डिंग इफेक्टिव्हिटी (डीबी)
जस्त	85-95
तांबे	90-100
अ‍ॅल्युमिनियम	80-90

7. झिंकची चुंबकीय आणि नॉन-मॅग्नेटिक धातूंची तुलना करणे

7.1 चुंबकीय धातू

झिंकच्या विपरीत, लोह, निकेल आणि कोबाल्ट सारख्या फेरोमॅग्नेटिक धातू मजबूत चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करतात. ही सामग्री सहजपणे चुंबकीय बनविली जाऊ शकते आणि त्यांचे चुंबकत्व टिकवून ठेवू शकते, ज्यामुळे ते इलेक्ट्रिक मोटर्स आणि जनरेटर सारख्या अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वपूर्ण बनतात.

7.2 इतर नॉन-मॅग्नेटिक धातू

झिंक त्याच्या मॅग्नेटिक स्वभावामध्ये एकटा नाही. तांबे, सोने आणि अ‍ॅल्युमिनियम सारख्या इतर सामान्य धातू देखील महत्त्वपूर्ण चुंबकीय गुणधर्म दर्शवित नाहीत. तथापि, यापैकी प्रत्येक धातूंमध्ये वैशिष्ट्यांचा एक अद्वितीय संच आहे जो त्या वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवितो.

चुंबकीय गुणधर्म आणि अनुप्रयोगांची तुलना:

धातूचे	चुंबकीय संवेदनशीलता (χ)	की अनुप्रयोग
जस्त	-1.56 × 10⁻⁵	गॅल्वनाइझेशन, अ‍ॅलोय, शिल्डिंग
तांबे	-9.63 × 10⁻⁶	इलेक्ट्रिकल वायरिंग, उष्मा एक्सचेंजर्स
सोने	-3.44 × 10⁻⁵	दागिने, इलेक्ट्रॉनिक्स, औषध
अ‍ॅल्युमिनियम	2.2 × 10⁻⁵	एरोस्पेस, बांधकाम, पॅकेजिंग

8. निष्कर्ष

प्रश्नाचे उत्तर देताना 'जस्त चुंबकीय आहे? ', आम्ही उघड केले आहे की शुद्ध जस्त चुंबकीय नाही. त्याच्या डायमॅग्नेटिक स्वभावाचा अर्थ असा आहे की ते त्यांच्याकडे आकर्षित होण्याऐवजी चुंबकीय क्षेत्रे कमकुवतपणे दूर करते. ही मालमत्ता झिंकच्या अणु संरचनेपासून उद्भवली आहे, विशेषत: त्याच्या न भरलेल्या इलेक्ट्रॉनची कमतरता.

झिंक स्वतःच चुंबकीय नसले तरी, त्याचे नॉन-मॅग्नेटिक स्वभाव विविध अनुप्रयोगांमध्ये अमूल्य सिद्ध होते. संवेदनशील उपकरणांचे शिल्डिंगपासून ते विशेष मिश्र धातुंचा आधार म्हणून काम करण्यापर्यंत, झिंकची अद्वितीय गुणधर्म आधुनिक तंत्रज्ञान आणि उद्योगात एक आवश्यक घटक बनवित आहेत.

तंत्रज्ञानाची प्रगती करण्यासाठी आणि अभियांत्रिकी आव्हानांवर नाविन्यपूर्ण उपाय शोधण्यासाठी जस्त सारख्या सामग्रीचे चुंबकीय गुणधर्म समजून घेणे महत्त्वपूर्ण आहे. संशोधन जसजसे सुरू आहे तसतसे आम्हाला या अष्टपैलू धातू, चुंबकीय किंवा नाही यासाठी आणखी आकर्षक अनुप्रयोग शोधू शकतात.

वारंवार विचारले जाणारे प्रश्नः जस्त आणि चुंबकत्व

1. झिंक चुंबकीय आहे?

   नाही, शुद्ध जस्त चुंबकीय नाही. हे डायमॅग्नेटिक सामग्री म्हणून वर्गीकृत केले आहे, ज्याचा अर्थ असा आहे की ते कमकुवतपणे चुंबकीय क्षेत्रांना दूर करते.

2. कोणत्याही परिस्थितीत झिंक चुंबकीय बनू शकतो?

   शुद्ध जस्त कायमस्वरुपी चुंबकीय होऊ शकत नाही. तथापि, जेव्हा विशिष्ट फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीसह किंवा अत्यंत मजबूत चुंबकीय क्षेत्राच्या उपस्थितीत मिसळले जाते तेव्हा झिंक-आधारित संयुगे कमकुवत चुंबकीय गुणधर्म दर्शवू शकतात.

3. झिंक चुंबकीय का नाही?

   जस्त त्याच्या इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनमुळे चुंबकीय नाही. यात संपूर्ण थ्रीडी सबशेल आहे, परिणामी कोणतेही न भरलेले इलेक्ट्रॉन नाही, जे फेरोमॅग्नेटिक वर्तनसाठी आवश्यक आहे.

4. झिंक मॅग्नेटशी कसा संवाद साधतो?

   डायमॅग्नेटिक स्वभावामुळे झिंक कमकुवतपणे मॅग्नेटला दूर करते. ही प्रतिकृती सामान्यत: खूप कमकुवत असते आणि बर्‍याचदा दैनंदिन परिस्थितीत लक्षणीय नसते.

5. चुंबकीय असे काही झिंक मिश्र धातु आहेत का?

   होय, काही झिंक मिश्र धातु चुंबकीय असू शकतात. उदाहरणार्थ, लोह किंवा निकेलच्या फेरोमॅग्नेटिक स्वरूपामुळे काही विशिष्ट झिंक-लोह किंवा झिंक-निकेल मिश्र चुंबकीय गुणधर्म दर्शवू शकतात.

6. झिंकच्या नॉन-मॅग्नेटिक स्वभावामध्ये काही व्यावहारिक अनुप्रयोग आहेत?

   होय. झिंकची नॉन-मॅग्नेटिक मालमत्ता अशा अनुप्रयोगांमध्ये उपयुक्त ठरते जिथे चुंबकीय हस्तक्षेप कमी करणे आवश्यक आहे, जसे की विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक घटकांमध्ये किंवा चुंबकीय शिल्डिंगमध्ये.

7. शुद्ध जस्त ओळखण्यासाठी चुंबक चाचणी वापरली जाऊ शकते?

   झिंक एखाद्या चुंबकाकडे आकर्षित होणार नाही, तर एकट्या चुंबक चाचणी शुद्ध जस्त ओळखण्यासाठी पुरेसे नाही. झिंकसाठी इतर अनेक नॉन-मॅग्नेटिक धातू चुकीची असू शकतात. अचूक ओळखीसाठी अतिरिक्त चाचण्या आवश्यक आहेत.