සින්ක් චුම්බක ද? මෙම සංයුක්ත ලෝහය සාකච්ඡා කිරීමේදී මෙම ප්රශ්නය බොහෝ විට පැන නගී. එහි පුළුල් භාවිතය නොතකා සින්ක් චුම්බක නොවේ. සින්ක් හෝ නිකල් මෙන් නොව, සින්ක් හි පරමාණුක ව්යුහය මඟින් නිශ්ශබ්ද නොවන ඉලෙක්ට්රෝන නොමැති අතර එය ද්වීමාත්මක ලෙස නිපදවයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ එය ඔවුන් වෙත ආකර්ෂණය නොවී චුම්බක ක්ෂේත්ර දුර්වල ලෙස පලවා හරින බවයි.
සින්ක් හි චුම්බක නොවන ස්වභාවය විවිධ යෙදුම්වල වටිනවා, විශේෂයෙන් චුම්බක මැදිහත්වීම වළක්වා ගත යුතු තැන. විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන ආලේපන ඉලෙක්ට්රොනික්වල විද්යුත් චුම්භක පලිහ සිට, සින්ක් හි අද්විතීය ගුණාංග නවීන කර්මාන්තයේ අත්යවශ්ය වේ.
සින්ක් හි චුම්බක නොවන චරිතය අවබෝධ කර ගැනීම පොදු වැරදි වැටහීමක් පැහැදිලි කිරීම පමණක් නොව තාක්ෂණයේ විවිධ ද්රව්යමය ගුණාංගවල වැදගත්කම ද ඉස්මතු කරයි මැරෙන්න මැරීම .
1. සින්ක් යනු කුමක්ද සහ චුම්භකත්වය යනු කුමක්ද?
පරමාණුක ක්රි.ව. 30 වන විට නිල්-සුදු ලෝහයක් වන සින්ක් විවිධ කර්මාන්ත සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. 1746 දී ඇන්ඩ්රියාස් මාග්ග්රාෆ් විසින් එහි ලෝහමය ස්වරූපයෙන් සොයා ගන්නා ලදී, සින්ක් නූතන ජීවිතයේ අත්යවශ්ය වේ. එක්සත් ජනපද භූ විද්යා සමීක්ෂණයට අනුව, ගෝලීය සින්ක් නිෂ්පාදනය 2020 දී දළ වශයෙන් මෙට්රික් ටොන් මිලියන 13.2 ක් පමණ වූ අතර එය කාර්මික ලෝකයේ එහි වැදගත්කම ඉස්මතු කරයි.
දින එදිනෙදා ගැජට් වලින් එදිනෙදා ගැජට් වලින් බැහැර කිරීමේ තාක්ෂණයන් සඳහා ද්රව්යවල චුම්බක ගුණාංග අවබෝධ කර ගැනීම අත්යවශ්ය වේ. අපි චුම්භකත්වය සමඟ සින්ක්ගේ සම්බන්ධතාවය ගැන සොයා බලන විට, අපි ආවර්තිතා වගුවේ ඇති මෙම බහුකාර්ය අංගය සහ අද්විතීය ස්ථානය පිළිබඳ සිත්ගන්නාසුලු තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය අප විසින් අනාවරණය කරන්නෙමු.
2. සින්ක්ගේ චුම්බක ස්වභාවය
2.1 සින්ක් වර්ගීකරණය
සින්ක් ඩයමාග්නිකල් ද්රව්ය කාණ්ඩයට වැටේ. මෙම වර්ගීකරණය සංකීර්ණ විය හැකිය, නමුත් එයින් අදහස් කරන්නේ චුම්බක ක්ෂේත්රවලට නිරාවරණය වන විට සින්ක් දුර්වල ලෙස නින්දා කිරීමක් ප්රදර්ශනය කරන බවයි. සින්ක් හි ඩයමාගාට්රිනික් දේපල ඒවායේ චුම්බක අවදානම නිසා ප්රමාණාත්මක වන අතර එය කාමර උෂ්ණත්වයේ දී දළ වශයෙන් -1.56 × 10º (මානයන් රහිත SI ඒකක).
2.2 චුම්බක ප්රතිචාරය
බාහිර චුම්බක ක්ෂේත්රයකට යටත් වූ විට, සින්ක්ගේ ප්රතිචාරය යකඩ වැනි පොදු චුම්බක ද්රව්ය වලින් අප නිරීක්ෂණය කරන දෙයට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් ය. ආකර්ෂණය වීම වෙනුවට සින්ක් චුම්බක ප්රභවයෙන් දුර්වල ලෙස තල්ලු කරයි. මෙම හැසිරීම ෆැරඩේ ක්රමය තුළින් නිරූපණය කළ හැකි අතර, සිහින් චුම්බකයක් ඒ අසල ඇති විට තුනී නූලක් මගින් අත්හිටවූ සින්ක් කැබැල්ලක් තරමක් පලවා හරිනු ඇත.
මෙම හැසිරීම නිදර්ශනය කිරීම සඳහා, චුම්බක ගැටුම සංසන්දනය කිරීම පහත වගුවේ සලකා බලන්න:
| ද්රව්යමය වර්ගයේ | චුම්බක අවදානම (χ) | උදාහරණ |
| ෆෙරෝමග්නිටික් | විශාල ධනාත්මක (> 1000) | යකඩ (χ ≈ ≈ ≈ 200,000) |
| පරාමිතික | කුඩා ධනාත්මක (0 සිට 1 දක්වා) | ඇලුමිනියම් (χ ≈ 2.2 × 10⁻⁵) |
| Diamagnetic | කුඩා සෘණ (-1 සිට 0 දක්වා) | සින්ක් (χ ≈ -1.56 × 10⁻⁵) |
3. සින්ක් චුම්බක නොවන ඇයි?
3.1 සින්ක් වල පරමාණුක ව්යුහය
සින්ක් හි චුම්බක ගුණාංග නොමැතිකම එහි ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය වෙත ගෙන යා හැකිය. සින්ක්ගේ පිටත කවචයේ ඉලෙක්ට්රෝනවල සැකැස්ම එහි චුම්බක හැසිරීම තීරණය කිරීමේදී තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
සින්ක් හි ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය [AR] 3D⊃1; ⁰4s⊃2; මෙයින් අදහස් කරන්නේ සින්ක්ගේ ඉලෙක්ට්රෝන සියල්ලම යුගලනය කර ඇති අතර, කිසිදු විචල්යතා ඉලෙක්ට්රෝන පිටත කක්ෂයේ ඉතිරි නොවීය. සින්ක් චුම්බක ගුණ නොපෙන්වන්නේ මන්ද යන්න තේරුම් ගැනීම සඳහා කැපීඩි ඉලෙක්ට්රෝන නොමැති වීම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා යතුරයි.
මෙය දෘශ්යමාන කිරීම සඳහා, චුම්බක මූලද්රව්යයක් සමඟ සින්ක් හි ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය සංසන්දනය කරමු:
| මූලද්රව්ය | ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසකරණ | විමසුණු ඉලෙක්ට්රෝන |
| සින්ක් | [AR] 3D⊃1; ⁰4s⊃2; | 0 |
| යකඩ | [AR] 3D⁶4S⊃2; | 4 |
3.2 සින්ක් හි චුම්බක මොහොත
එහි සම්පූර්ණ යුගල සහිත ඉලෙක්ට්රෝන හේතුවෙන් සින්ක් චුම්බක ග්රේට් එකක් ශුන්ය මොහොතක් ඇත. චුම්බක ක්ෂේත්රයක පෙළගැස්විය හැකි, ශුද්ධ චුම්බක මොහොතක් නිර්මාණය කළ හැකි හානිකර ඉලෙක්ට්රෝන වැනි යකඩ වැනි ෆෙරෝමිතික ද්රව්ය සමඟ මෙය තියුනු ලෙස වෙනස් වේ.
පරමාණුවක චුම්බක මොහොත (μ) සූත්රය භාවිතා කර ගණනය කළ හැකිය:
μ = √ [n (n + 2)] μb
N යනු යුධ සමගිය ඇති ඉලෙක්ට්රෝන ගණන වන අතර μB BOHR චෙට්කානය (9.274 × 10⁻⊃2; ⁴ j / t) වේ.
සින්ක් සඳහා: n = 0, ඉතින් μ = 0 යකඩ සඳහා: n = 4, μb μb
4. සින්ක් හි චුම්බක ගුණාංගවලට බලපාන සාධක
4.1 සංශුද්ධතාවය සහ අපද්රව්ය
පිරිසිදු සින්ක් ඩයස්මිගටික් වන අතර අපිරිසිදුකම සමහර විට එහි චුම්භක හැසිරීම වෙනස් කළ හැකිය. සමහර අපද්රව්ය දේශීයකරණය වූ චුම්බක අවස්ථා නිර්මාණය කළ හැකි අතර එය දුර්වල පැරාමිනික් හැසිරීමට තුඩු දිය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, මෙම බලපෑම සාමාන්යයෙන් අවම වශයෙන් අවම වශයෙන් අවම වශයෙන් පැවතුනි.
චුම්බක හා චුම්බක ද්රව්ය සඟරාවේ (2018) සඟරාවේ සින්ක් නැනෝ අංශවල කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සින්ක් නැනෝ අංශවල කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඇති සින්ක් නැනෝ ආභාංශවල කාමර උෂ්ණත්වයේ දී දුර්වල ෆෙරෝරෝනට් හැසිරීම පෙන්නුම් කළේය.
4.2 උෂ්ණත්වය
සින්ක්ගේ චුම්බක හැසිරීම තුළ උෂ්ණත්වය කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. උෂ්ණත්වය වැඩිවන විට, අපද්රව්ය නිසා විභව චුම්බක බලපෑම් තවදුරටත් අඩු වේ. මෙහි සිදුවන්නේ තාප ශක්තිය ඉලෙක්ට්රෝන පෙළගැස්වීම කඩාකප්පල් කරන බැවින්, සුළු චුම්බක සුළු චුම්බක ප්රවණතාවක් අඩු කරන බැවිනි.
සින්ක් වැනි ඩයමන්ග්නික් ද්රව්ය සඳහා උෂ්ණත්වය සහ චුම්බක අවදානම අතර සම්බන්ධතාවය කියුයිගේ නීතිය අනුගමනය කරයි:
χ = c / t
C යනු කියුරිය නියතය සහ ටී යනු නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයයි. සින්ක් සඳහා, උෂ්ණත්වය රඳා පැවතීම ඉතා දුර්වල වන අතර, 100% සිට 300k දක්වා උෂ්ණත්ව පරාසයක 1% ට වඩා අඩු වෙනස් වේ.
5. සින්ක් චුම්බක බවට පත්විය හැකිද?
මිශ්ර කිරීම 5.1
පිරිසිදු සින්ක් චුම්බක බවට පත්විය නොහැකි අතර, ෆෙරෝමග්නික් ද්රව්ය සමඟ එය මිශ්ර කිරීම චුම්බක ගුණාංග සහිත සංයෝග නිර්මාණය කළ හැකිය. නිදසුනක් වශයෙන්, චුම්බක සංවේදක නිෂ්පාදනය සඳහා සමහර සින්ක් මිශ්ර ලෝහ කිහිපයක් භාවිතා වේ. මෙම මිශ්ර ලෝහවල එක් මිශ්ර ලෝහ සින්ක් නොව එකතු කරන ලද මූලද්රව්ය නිසා චුම්බක ගුණාංග ප්රදර්ශනය කරන බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය.
සින්ක් මත පදනම් වූ චුම්බක මිශ්ර ලෝහයක උදාහරණය:
| ඇලෝයි නම | සංයුතිය | චුම්භක දේපල | යෙදුම |
| Znfee₂o₄ | සින්ක් ෆෙරිට් | Ferrimagnetic | චුම්බක කෝර්, සංවේදක |
5.2 විශේෂ කොන්දේසි
ඇතැම් විශේෂිත කොන්දේසි යටතේ, සින්ක් පාදක සංයෝග චුම්බක ලක්ෂණ පෙන්විය හැකිය:
සින්ක් ෆෙරිට් (ZnFeevoo₄): මෙම සංයෝගය යකඩ අයන තිබීම නිසා මෙම සංයෝගය ෆෙරාමාජෙනිකික් ගුණ පෙන්නුම් කරයි. එහි සියුම් උෂ්ණත්වය 10 ° C පමණ ඉහළ අගයක් ගනී, ඊට ඉහළින් එය පරාමිතික වේ.
ඩොම්ප් සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝ බාධක: නැනෝස්කේල් පර්යේෂණ ලිපි (2010) හි පළ කරන ලද පර්යේෂණ ZnO නැනෝ නැනෝ නැනෝ නැනෝ නැනෝ නැනෝ නැනෝ නවාන කාමරයේ පරිප්පු චුම්බකකරණය පෙන්නුම් කරයි.
6. සින්ක්හි චුම්බක නොවන ස්වභාවය භාවිතා කරන අයදුම්පත්
6.1 විදුලි සංරචක
සින්ක් හි චුම්භක නොවන ස්වභාවය විදුලි යෙදුම් වලින් එය වටිනාකමක් ලබා දෙයි. එය විශේෂයෙන් සම්භාවනීය නොවන විද්යුත් චුම්භක පලිහ සඳහා විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් වේ. ඊඑම්අයි සමූහයේ සින්ක් වල effectiveness ලදායීතාවය ගණනය කළ හැක්කේ එහි පලිහ effectiveness ලදායීතාවයෙනි (SE), එය සාමාන්යයෙන් 85-95 DB පමණ වේ.
6.2 චුම්බක පලිහ
සින්ක්හි චුම්බක ක්ෂේත්ර තරමක් පලවා හැරීමේ හැකියාව චුම්බක පලිහ යෙදුම් සඳහා විශිෂ්ට තේරීමක් කරයි. එය විවිධ උපාංගවල නිවැරදි කාර්ය සාධනයක් සහතික කිරීම, බාහිර චුම්බක මැදිහත්වීම් වලින් සංවේදී උපකරණ ආරක්ෂා කිරීම සඳහා එය භාවිතා කරයි.
විවිධ ද්රව්ය සඳහා සංසන්දනාත්මකව effectiveness ලදායීතාවය සිසිල effectiveness ලදායීතාවය:
| ද්රව්ය | ආවරණ effectiveness ලදායීතාවය (db) 1 GHz හි |
| සින්ක් | 85-95 |
| තඹ | 90-100 |
| ඇලුමිනියම් | 80-90 |
7. සින්ක් චුම්බක හා චුම්බක නොවන ලෝහ වලට සංසන්දනය කිරීම
7.1 චුම්බක ලෝහ
සින්ක් මෙන් නොව, යකඩ, නිකල් සහ කොබෝල්ට් වැනි ෆෙරෝමග්නික් ලෝහ ශක්තිමත් චුම්බක ගුණාංග ප්රදර්ශනය කරයි. මෙම ද්රව්ය පහසුවෙන් චුම්බක හා ඔවුන්ගේ චුම්භකත්වය රඳවා තබා ගත හැකි අතර, විද්යුත් මෝටර සහ ජනක යන්ත්ර වැනි යෙදුම් සඳහා ඒවා ඉතා වැදගත් වේ.
7.2 චුම්බක නොවන ලෝහ
සින්ක් එහි චුම්බක නොවන ස්වභාවය තුළ පමණක් නොවේ. තඹ, රන්වන් සහ ඇලුමිනියම් වැනි වෙනත් බොහෝ ලෝහ ද සැලකිය යුතු චුම්බක ගුණාංග ප්රදර්ශනය නොකරයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම සෑම ලෝහයක්ම එහි අද්විතීය ලක්ෂණ සමූහයක් ඇත, එමඟින් විවිධ යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ.
චුම්බක ගුණාංග සංසන්දනය කිරීම සහ යෙදුම්:
| ලෝහ | චුම්බක අවදානම (χ) | ප්රධාන යෙදුම් |
| සින්ක් | -1.56 × 10⁻⁵ | ගැල්වනයිස්සනය, මිශ්ර ලෝහ, පලිහ |
| තඹ | -9.63 × 10⁻⁶ | විදුලි රැහැන්, තාපන හුවමාරුව |
| රන් | -3.44 × 10⁻⁵ | ස්වර්ණාභරණ, ඉලෙක්ට්රොනික, ඉලෙක්ට්රොනික |
| ඇලුමිනියම් | 2.2 × 10⁻⁵ | Aerospace, ඉදිකිරීම්, ඇසුරුම්කරණය |
8. නිගමනය
'ප්රශ්නය ' සින්ක් චුම්බකද? ', පිරිසිදු සින්ක් චුම්බක නොවන බව අපි සොයා බැලුවෙමු. එහි ඩයමන්ට්නික් ස්වභාවය යනු ඔවුන් වෙත ආකර්ෂණය නොවන්නේ වඩා චුම්බක ක්ෂේත්ර දුර්වල ලෙස පලවා හැරීමයි. මෙම දේපල සින්ක් හි පරමාණුක ව්යුහයෙන් පැන නගින අතර විශේෂයෙන් එහි කැපීඩි ඉලෙක්ට්රෝන නොමැතිකම.
සින්ක් චුම්බක නොවන අතර, එහි චුම්බක නොවන ස්වභාවය විවිධ යෙදුම්වල මිල කළ නොහැකි බව ඔප්පු කරයි. විශේෂිත මිශ්ර ලෝහ සඳහා පදනමක් ලෙස සේවය කිරීම සඳහා සංවේදී උපකරණවල සිට සින්ක් හි අද්විතීය ගුණාංග නූතන තාක්ෂණය හා කර්මාන්තයේ අත්යවශ්ය අංගයක් බවට පත් කරයි.
සින්ක් වැනි ද්රව්යවල චුම්බක ගුණාංග අවබෝධ කර ගැනීම ඉදිරියට යන තාක්ෂණය සඳහා ඉතා වැදගත් වන අතර ඉංජිනේරු අභියෝග සඳහා නව්ය විසඳුම් සෙවීම. පර්යේෂණ දිගටම පවතින විට, මෙම බහුකාර්ය ලෝහ, චුම්බක හෝ නැත යන විට අපට ඊටත් වඩා සිත්ගන්නාසුලු යෙදුම් සොයා ගත හැකිය.
නිතර අසනු ලබන ප්රශ්න: සින්ක් සහ චුම්භකත්වය
සින්ක් චුම්බක ද?
නැත, පිරිසිදු සින්ක් චුම්බක නොවේ. එය ද්විමය ද්රව්යයක් ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇති අතර එයින් අදහස් වන්නේ එය චුම්බක ක්ෂේත්ර දුර්වල ලෙස පලවා හරින බවයි.
සින්ක් ඕනෑම තත්වයක් යටතේ චුම්බක බවට පත්විය හැකිද?
පිරිසිදු සින්ක් ස්ථිරවම චුම්බක බවට පත්විය නොහැක. කෙසේ වෙතත්, ඇතැම් ෆෙරෝනිකල් ද්රව්ය හෝ ඉතා ශක්තිමත් චුම්බක ක්ෂේත්රයක් තිබීමත් සමඟ සින්ක් මත පදනම් වූ සංයෝග දුර්වල චුම්බක ගුණාංග ප්රදර්ශනය කළ හැකිය.
සින්ක් චුම්බක නොවන්නේ ඇයි?
සින්ක් එහි ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය නිසා චුම්භක නොවේ. ෆෙරොනොජිනික් හැසිරීම සඳහා අවශ්ය වන කිසිදු හානියට පත් ඉලෙක්ට්රෝන නොලැබේ.
සින්ක් චුම්බක සමඟ අන්තර් ක්රියා කරන්නේ කෙසේද?
සින්ක් එහි දියමන්ති ස්වභාවය නිසා චුම්බක දුර්වල ලෙස පලවා හරිනු ලැබේ. මෙම පිළිකුල සාමාන්යයෙන් ඉතා දුර්වල වන අතර බොහෝ විට එදිනෙදා තත්වයන් තුළ සැලකිය යුතු නොවේ.
චුම්බක වන සින්ක් මිශ්ර ලෝහ තිබේද?
ඔව්, සමහර සින්ක් මිශ්ර ලෝහ චුම්බක විය හැකිය. නිදසුනක් ලෙස, ඇතැම් සින්ක්-යකඩ හෝ සින්ක්-නිකල් මිශ්ර ලෝහ යකඩ හෝ නිකල් වල ෆෙරෝමග්නික් ස්වභාවය නිසා චුම්බක ගුණාංග ප්රදර්ශනය කළ හැකිය.
සින්ක් හි චුම්බක නොවන සොබාදහමට ප්රායෝගික යෙදුම් තිබේද?
ඔව්. සින්ක් හි චුම්බක නොවන දේපල සමහර ඉලෙක්ට්රොනික සංරචකවල හෝ චුම්බක පලිහ වැනි චුම්බක ඇඟිලි ගැසීම් අවම කළ යුතු යෙදුම්වල එය ප්රයෝජනවත් වේ.
පිරිසිදු සින්ක් හඳුනා ගැනීම සඳහා චුම්බක පරීක්ෂණය භාවිතා කළ හැකිද?
සින්ක් චුම්බකයක් වෙත ආකර්ෂණය නොවනු ඇත, පිරිසිදු සින්ක් හඳුනා ගැනීමට චුම්බක පරීක්ෂණය පමණක් ප්රමාණවත් නොවේ. සින්ක් සඳහා චුම්බක නොවන බොහෝ වර්ගවල ලෝහ වැරහැරිය හැකිය. නිවැරදි හඳුනා ගැනීම සඳහා අමතර පරීක්ෂණ අවශ්ය වේ.
