किं जस्ता चुम्बकीयम् अस्ति ? अस्य बहुमुखी धातुस्य चर्चायां प्रायः एषः प्रश्नः उत्पद्यते । व्यापकप्रयोगस्य अभावेऽपि जस्ता चुम्बकीयः नास्ति । लोहस्य वा निकेलस्य वा विपरीतम्, जिंकस्य परमाणुसंरचनायाः अमिलानां इलेक्ट्रॉनानां अभावः भवति, येन तत् डायमग्नेटिकं भवति । तात्पर्यम् तात्पर्यम् अस्ति यत् तेषां प्रति आकर्षणं न कृत्वा चुम्बकीयक्षेत्राणि दुर्बलतया प्रतिहन्तुम्।
जिंकस्य अ-चुम्बकीय-प्रकृतिः विविध-प्रयोगेषु बहुमूल्यं भवति, विशेषतः यत्र चुम्बकीय-हस्तक्षेपः अवश्यमेव परिहर्तव्यः । जंग-प्रतिरोधी लेपन से इलेक्ट्रॉनिक्स में विद्युत चुम्बकीय कवचन तक, जिंक के अद्वितीय गुण आधुनिक उद्योग में यह अनिवार्य बनाते हैं।
जिंकस्य अ-चुम्बकीय-वर्णस्य अवगमनं न केवलं साधारण-भ्रष्टाचारस्य स्पष्टीकरणं करोति अपितु प्रौद्योगिक्यां विविध-सामग्री-गुणानां महत्त्वं अपि प्रकाशयति तथा च मरते हुए कास्टिंग विनिर्माण।
1. किं जस्ता किं च चुम्बकवादः .
30 परमाणुसङ्ख्यायाः नीलवर्णस्य धातुः जिंकः विभिन्नेषु उद्योगेषु महत्त्वपूर्णां भूमिकां निर्वहति । आन्द्रियास मार्गग्राफ् इत्यनेन १७४६ तमे वर्षे स्वस्य धातुरूपेण आविष्कृतः, आधुनिकजीवने जिंकः अनिवार्यः अभवत् । अमेरिकी-भूवैज्ञानिक-सर्वक्षणस्य अनुसारं वैश्विक-जिन्क्-उत्पादनं २०२० तमे वर्षे प्रायः १३.२ मिलियन-मेट्रिक-टन-रूप्यकाणि प्राप्तवान्, येन औद्योगिक-जगति तस्य महत्त्वं प्रकाशितम् अस्ति
सामग्रीनां चुम्बकीयगुणानां अवगमनं असंख्यानां अनुप्रयोगानाम् कृते अत्यावश्यकम्, दैनन्दिन-उपकरणात् आरभ्य अत्याधुनिक-प्रौद्योगिकीपर्यन्तं यथा वयं चुम्बकवादेन सह जिंक-सम्बन्धे गहनतां कुर्मः, तथैव वयं अस्य बहुमुखी-तत्त्वस्य विषये आकर्षक-अन्तर्दृष्टिम् उद्घाटयिष्यामः तथा च आवर्त-सारणीयां तस्य अद्वितीयं स्थानं च।
2. जिंक का चुम्बकीय प्रकृति 1 .
2.1 जिंक का वर्गीकरण 1 .
जस्ता डायमग्नेटिक सामग्री की श्रेण्या में गिरकर होता है। इदं वर्गीकरणं जटिलं ध्वनितुं शक्नोति, परन्तु तस्य केवलं अर्थः अस्ति यत् जस्ता चुम्बकीयक्षेत्राणां संपर्कं कृत्वा दुर्बलं प्रतिकर्षणं प्रदर्शयति । जिंक के डायमैग्नेटिक गुण को उसके चुम्बकीय संवेदनशीलता द्वारा परिमाणित किया जाता है, जो लगभग -1.56 × 10⁻⁵ (आयातहीन SI units) कमरा तापमान पर होता है।.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .
२.२ चुम्बकीयप्रतिक्रिया २.
यदा बाह्यचुम्बकीयक्षेत्रं भवति तदा जस्तायाः प्रतिक्रिया अत्यन्तं भिन्ना भवति यत् वयं लोहवत् सामान्यचुम्बकीयसामग्रीषु अवलोकयामः आकृष्टस्य स्थाने जस्ता चुम्बकीयस्रोतात् दूरं दुर्बलतया दूरं धक्कायति । अयं व्यवहारः फराडे-पद्धत्याः माध्यमेन प्रदर्शयितुं शक्यते, यत्र कृशसूत्रेण लम्बितस्य लघु-जस्ता-खण्डस्य किञ्चित् प्रतिकारः भविष्यति यदा तस्य समीपे दृढं चुम्बकं आनयति
इस व्यवहार को दर्शाने के लिए, चुम्बकीय संवेदनशीलताओं की तुलना में निम्नलिखित सारणी पर विचार करें:
| सामग्री प्रकार | चुम्बकीय संवेदनशीलता (χ) | उदाहरण |
| फेरोमाटिक 1 . | बृहत् सकारात्मक (>1000) . | लोह (χ ≈ 200,000) |
| पैरामग्नेटिक 1 . | लघु सकारात्मक (0 से 1) . | एल्यूमीनियम (χ ≈ 2.2 × 10⁻⁵) |
| डायमग्नेटिक 1 . | लघु नकारात्मक (-1 से 0) . | जिंक (χ ≈ -1.56 × 10⁻⁵) |
3. किमर्थम् जिंकः चुम्बकीयः न भवति .
3.1 जिंक का परमाणु संरचना
जिंकस्य चुम्बकीयगुणानां अभावः तस्य इलेक्ट्रॉनविन्यासं प्रति पुनः ज्ञातुं शक्यते । जिंक के बाहरी शेल में इलेक्ट्रॉन की व्यवस्था अपने चुम्बकीय व्यवहार निर्धारण करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
जिंक का इलेक्ट्रॉन विन्यास [AR]3D⊃;⁰4S⊃2;.. अस्य अर्थः अस्ति यत् जिंकस्य सर्वेषां इलेक्ट्रॉनानां युग्मीकरणं भवति, येन तस्य बाह्यतमे कक्षे कोऽपि अयुक्तः इलेक्ट्रॉनः नास्ति । जस्ता चुम्बकीयगुणान् किमर्थं न प्रदर्शयति इति अवगन्तुं अकलानां इलेक्ट्रॉनानां अभावः कुञ्जी अस्ति ।
एतस्य दृश्यीकरणाय, Zinc इत्यस्य इलेक्ट्रॉनविन्यासस्य तुलनां चुम्बकीयतत्त्वस्य सह कुर्मः:
| तत्व | इलेक्ट्रॉन विन्यासः | अप्रति इलेक्ट्रॉनाः |
| जिंक 1 . | [AR]3d⊃1;⁰4s⊃2; | 0 |
| लौह | [AR]3d⁶4s⊃2; | 4 |
3.2 चुम्बकीय क्षण जिंक में
पूर्णतया युग्मित-इलेक्ट्रॉन्-कारणात्, जिंकस्य शून्यस्य चुम्बकीयः क्षणः अस्ति । एतत् तीक्ष्णतया लोहवत् फेरोमाचिकसामग्रीभिः सह विपरीतम् अस्ति, येषु अमिलानि इलेक्ट्रॉनाः सन्ति ये चुम्बकीयक्षेत्रे संरेखितुं शक्नुवन्ति, शुद्धचुम्बकीयक्षणं सृजन्ति
परमाणुस्य चुम्बकीयक्षणस्य (μ) गणना सूत्रस्य उपयोगेन कर्तुं शक्यते:
μ = √[n(n+2)] μb
जहाँ N अगाध इलेक्ट्रॉन की संख्या है और μB बोर चुम्बन (9.274 × 10⁻⁄त ⊃2;⁴ j/t) है।
जस्ता के लिए: n = 0, अतः μ = 0 लोह के लिए: n = 4, अतः μ ≈ 4.90 μb
4. जिंक के चुम्बकीय गुणों को प्रभावित करने वाले कारक
४.१ शुद्धता एवं अशुद्धिः २.
यद्यपि शुद्धजिन्क् डायमग्नेटिकः भवति तथापि अशुद्धिः कदाचित् तस्य चुम्बकीयव्यवहारं परिवर्तयितुं शक्नोति । कतिपय अशुद्धिः स्थानीयकृतचुम्बकीयक्षणं निर्मातुं शक्नोति, येन सम्भाव्यतया दुर्बलपाराचुम्बकीयव्यवहारः भवति । तथापि, एषः प्रभावः सामान्यतया एतावत् न्यूनतमः भवति यत् सः दैनन्दिन-अनुप्रयोगेषु अप्रत्यक्षः एव तिष्ठति ।
जर्नल् आफ् चुम्बेज्ज्म एण्ड चुम्बकीय सामग्री (2018) इत्यस्मिन् प्रकाशितेन अध्ययनेन ज्ञातं यत् 5% मंगनीजेन सह डोपं कृत्वा जस्ता नैनोकणाः कक्षतापमानस्य दुर्बलं फेरोमाग्नेटिकव्यवहारं दर्शितवन्तः, यत्र 0.08 emu/g इत्यस्य संतृप्तचुम्बकीकरणं भवति।
४.२ तापमानम् २.
जिंकस्य चुम्बकीयव्यवहारस्य अपि तापमानस्य भूमिका भवति । यथा यथा तापमानं वर्धते तथा तथा अशुद्धिकारणात् कोऽपि सम्भाव्यचुम्बकीयप्रभावः अधिकं न्यूनीकरोति । एतत् भवति यतोहि तापशक्तिः इलेक्ट्रॉनानां संरेखणं बाधते, येन किञ्चित् चुम्बकीयप्रवृत्तिः न्यूनीभवति ।
जिंक इव डायमग्नेटिक सामग्रीनां कृते तापमानस्य चुम्बकीय-संवेदनशीलतायाः च सम्बन्धः Curie इत्यस्य कानूनम् अनुसरति:
χ = ग / t .
यत्र C Curie Constant अस्ति तथा च t निरपेक्षतापमानं भवति। जिंक कृते, तापमाननिर्भरता अतीव दुर्बलः भवति, यत्र 100K तः 300K पर्यन्तं तापमानपरिधिषु 1% तः न्यूनं परिवर्तनं भवति
5. जिंक चुम्बकीयः भवितुम् अर्हति वा ?
५.१ मिश्र धातुः २.
यद्यपि शुद्धजंकः चुम्बकीयः न भवितुम् अर्हति तथापि फेरोमाचिकसामग्रीभिः सह मिश्रयित्वा चुम्बकीयगुणैः सह यौगिकं निर्मातुं शक्नोति । यथा, चुम्बकीयसंवेदकानां निर्माणे केचन जिंक-मिश्रधातुः उपयुज्यन्ते । इदं महत्त्वपूर्णं यत् एते मिश्रधातुः अतिरिक्ततत्त्वानां कारणेन चुम्बकीयगुणान् प्रदर्शयन्ति, न तु केवलं जस्ता एव।
एक जिंक-आधारित चुम्बकीय मिश्र धातु का उदाहरण:
| मिश्र धातु नाम | रचना | चुम्बकीय गुण | अनुप्रयोग |
| Znfe₂o₄ . | जिंक फेररीट 1 . | फेरिमाग्नेटिक 1 . | चुम्बकीय कोर, संवेदक 1 . |
५.२ विशेषस्थितयः २.
कतिपयेषु विशेषस्थितौ, जस्ता-आधारित-यौगिकैः चुम्बकीय-लक्षणं प्रदर्शयितुं शक्यते :
जिंक फेराइट् (ZNFE₂o₄): यह यौगिक आयरन आयनों की उपस्थिति के कारण फेर्मेक्नेटिक गुणों का प्रदर्शन करता है। अस्य क्यूरी तापमानं प्रायः 10°C अस्ति, यस्य उपरि एतत् परचुम्बकीयं भवति ।
Dopped Zinc Oxide Nanostructures: नैनोस्केल रिसर्च पत्र (2010) में प्रकाशित शोध सुझाते हैं कि Zno नैनोसंरचना 5% कोबाल्ट के साथ डोप किया गया 1.7 emu/g के एक संतृप्त चुम्बकीकरण के साथ 5% कॉबाल्ट दिखाया।
6. अनुप्रयोगानाम् उपयोगः जिंकस्य अ-चुम्बकीयप्रकृतिः
6.1 विद्युत घटक 1 .
जिंकस्य अ-चुम्बकीय-प्रकृतिः विद्युत्-अनुप्रयोगेषु बहुमूल्यं करोति । इदं विशेषतया विद्युत्चुम्बकीयकवचीकरणे उपयोगी भवति, यत्र इदं स्वयं चुम्बकीकृतं विना विद्युत्चुम्बकीयक्षेत्राणि अवरुद्धं कर्तुं शक्नोति । EMI ढालने जिंक की प्रभावशीलता को इसक चाल्डिंग प्रभावशीलता (SE) द्वारा परिमाणित किया जा सकता है, जो आमतौर पर 1 GHz पर 0.1mm घन जंक शीट के लिए 85-95 DB के आसपास है।
६.२ चुम्बकीयकवचम् २.
जिंक के चुम्बकीय क्षेत्रों को छूटे करने की क्षमता चुम्बकीय कवच अनुप्रयोगों के लिए यह एक अच्छा विकल्प बनाता है। इदं बाह्यचुम्बकीयहस्तक्षेपात् संवेदनशीलसाधनानाम् रक्षणार्थं तस्य उपयोगः भवति, येन विभिन्नयन्त्रेषु सटीकं प्रदर्शनं सुनिश्चितं भवति ।
विभिन्न सामग्री के लिए कवचत प्रभावशीलता का एक तुलनात्मक सारणी:
| सामग्री | कवचीकरण प्रभावशीलता (DB) at 1 GHz पर |
| जिंक 1 . | ८५-९५ ९. |
| ताम्र | ९०-१०० ९. |
| एल्युमिनियम 1 . | ८०-९० ९. |
7. जस्ता चुम्बकीय एवं गैर-चुम्बकीय धातुओं के साथ तुलना करना
७.१ चुम्बकीयधातुः २.
जस्ता, विपरीत, फेरोमाटिक धातु जैसे लोह, निकेल, कोबार्ट चुम्बकीय गुणों को प्रदर्शित करते हैं। एताः सामग्रीः सहजतया चुम्बकीयं कृत्वा स्वस्य चुम्बकीयतां धारयितुं शक्यन्ते, येन ते विद्युत्मोटर्, जनरेटर् इत्यादीनां अनुप्रयोगानाम् कृते महत्त्वपूर्णाः भवन्ति ।
७.२ अन्ये अचुम्बकीयधातुः २.
जस्ता एकमात्रं न अस्ति तस्य अचुम्बकीयस्वभावे। अन्येषु सामान्यधातुषु यथा ताम्र, सुवर्णं, एल्युमिनियमं च महत्त्वपूर्णचुम्बकीयगुणान् न प्रदर्शयन्ति । परन्तु एतेषु प्रत्येकं धातुषु तस्य अद्वितीयः लक्षणसमूहः अस्ति यः तान् भिन्न-भिन्न-अनुप्रयोगानाम् कृते उपयुक्तं करोति ।
चुम्बकीय गुणों एवं अनुप्रयोगों की तुलना:
| धातु | चुम्बकीय संवेदनशीलता (χ) | कुंजी अनुप्रयोग |
| जिंक 1 . | -1.56 × 10⁵ | जस्ताीकरण, मिश्र धातु, कवच . |
| ताम्र | -9.63 × 10⁻⁶ | विद्युत तार, ताप विनिमयकर्ता |
| स्वर्णं | -3.44 × 10⁵ | गहने, इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा |
| एल्युमिनियम 1 . | २.२ × १०⁵ | एरोस्पेस, निर्माण, पैकेजिंग |
8. निष्कर्षः २.
प्रश्नस्य उत्तरं दत्तुं 'जांक चुम्बकीयः अस्ति?', वयं शुद्धजंकः चुम्बकीयः नास्ति इति वयं प्रकटितवन्तः। तस्य डायमग्नेटिक स्वभावस्य अर्थः अस्ति यत् सः तेषां प्रति आकर्षणं न कृत्वा चुम्बकीयक्षेत्राणि दुर्बलतया प्रतिहसति । अयं गुणः जिंकस्य परमाणुसंरचनातः उद्भूतः अस्ति, विशेषतः तस्य अयुग्मित-इलेक्ट्रॉन्-अभावः ।
यद्यपि जस्ता स्वयं चुम्बकीयः नास्ति, तथापि तस्य अचुम्बकीयस्वभावः विविधप्रयोगेषु अमूल्यः सिद्धः भवति । संवेदनशीलसाधनानाम् रक्षणात् आरभ्य विशेषमिश्रधातुनां आधाररूपेण सेवां यावत्, जिंकस्य अद्वितीयसम्पत्तयः आधुनिकप्रौद्योगिक्यां उद्योगे च एतत् एकं आवश्यकं तत्त्वं कुर्वन्ति
जिंक इत्यादीनां सामग्रीनां चुम्बकीयगुणानां अवगमनं प्रौद्योगिक्याः उन्नतीकरणाय तथा अभियांत्रिकीचुनौत्यस्य अभिनवसमाधानस्य अन्वेषणाय महत्त्वपूर्णम् अस्ति। यथा संशोधनं निरन्तरं भवति, अतः वयं अस्य बहुमुखी धातुः, चुम्बकीयः वा न वा अधिकः आकर्षकः अनुप्रयोगः आविष्करिष्यामः।
बहुधा पृष्टाः प्रश्नाः : जिंकः चुम्बकता च
किं जस्ता चुम्बकीयम् अस्ति ?
न, शुद्धजिन्क् चुम्बकीयः न भवति। इदं डायमग्नेटिकसामग्रीरूपेण वर्गीकृतम् अस्ति, यस्य अर्थः अस्ति यत् इदं दुर्बलतया चुम्बकीयक्षेत्राणि प्रतिहसति ।
किं किमपि परिस्थितौ जस्ता चुम्बकीयः भवितुम् अर्हति वा ?
शुद्ध जिंक स्थायी रूप से चुम्बकीय नहीं हो सकता। परन्तु यदा कतिपय-फेरोमा-चुम्बकीय-सामग्रीभिः सह अथवा अत्यन्तं प्रबल-चुम्बकीय-क्षेत्राणां सान्निध्ये, जस्ता-आधारित-यौगिकाः दुर्बल-चुम्बकीय-गुणान् प्रदर्शयितुं शक्नुवन्ति
किमर्थं ज़िन्क् चुम्बकीयः न भवति ?
तस्य इलेक्ट्रॉन विन्यासस्य कारणेन जस्ता चुम्बकीयः नास्ति । अस्य पूर्णं 3D उपशैलं भवति, यस्य परिणामेण अप्रतिमाः इलेक्ट्रॉनाः न भवन्ति, ये फेरोमाचिकव्यवहारस्य कृते आवश्यकाः सन्ति ।
ज़िन्क् चुम्बकैः सह कथं अन्तरक्रियां करोति ?
जस्ता दुर्बलतया चुम्बकान् तस्य डायमग्नेटिकप्रकृतेः कारणेन प्रतिहसति । इदं प्रतिफलनं सामान्यतया अतीव दुर्बलं भवति तथा च प्रायः नित्यस्थितौ लक्ष्यमाणं न भवति।
किं किमपि ज़िन्क् मिश्रधातुः अस्ति ये चुम्बकीयाः सन्ति?
आम्, केचन जिंक मिश्र धातुः चुम्बकीयः भवितुम् अर्हति। उदाहरणार्थं, कतिपये जिंक-आयरन वा जस्ता-निक्ल-मिश्रधातुः लोहस्य अथवा निकेलस्य फेरोमाटिक-प्रकृतेः कारणेन चुम्बकीय-गुणान् प्रदर्शयितुं शक्नोति
किं जिंकस्य अ-चुम्बकीय-प्रकृतेः किमपि व्यावहारिकं अनुप्रयोगं भवति वा?
आम्। जिंक के गैर-चुम्बकीय गुणन ऐसे अनुप्रयोगों में उपयोगी बनाता है जहाँ चुम्बकीय हस्तक्षेप न्यूनतम करने की आवश्यकता होनी जाती है, जैसे कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटकों में या चुम्बकीय कवच में।
किं चुम्बकपरीक्षायाः उपयोगः शुद्धजिन्क्-परिचयार्थं कर्तुं शक्यते ?
यद्यपि जस्ता चुम्बकस्य प्रति आकृष्टा न भविष्यति, तदा एव चुम्बकीयपरीक्षा शुद्धजंकपरिचयार्थं पर्याप्ता नास्ति । अन्ये बहवः अचुम्बकीयधातुः जस्तायै भ्रान्ताः भवितुम् अर्हन्ति स्म । सटीकपरिचयार्थं अतिरिक्तपरीक्षाः आवश्यकाः सन्ति।
