പിന്നണിയിൽ: യു ആകൃതിയിലുള്ള നിയോഡൈമിയം കാന്തങ്ങൾ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു

കാന്തിക ശക്തി, ദിശാസൂചന ഫോക്കസ്, ഒതുക്കമുള്ള രൂപകൽപ്പന എന്നിവ വിലപേശാനാവാത്ത വ്യവസായങ്ങളിൽ,യു ആകൃതിയിലുള്ള നിയോഡൈമിയം കാന്തങ്ങൾവാഴ്ത്തപ്പെടാത്ത വീരന്മാരായി നിൽക്കൂ. എന്നാൽ ഈ ശക്തവും അതുല്യവുമായ ആകൃതിയിലുള്ള കാന്തങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് ജനിക്കുന്നത്? അസംസ്കൃത പൊടിയിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കാന്തിക വർക്ക്‌ഹോഴ്‌സിലേക്കുള്ള യാത്ര മെറ്റീരിയൽ സയൻസ്, അങ്ങേയറ്റത്തെ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, സൂക്ഷ്മമായ ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണം എന്നിവയുടെ ഒരു നേട്ടമാണ്. നമുക്ക് ഫാക്ടറി നിലയിലേക്ക് കടക്കാം.

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ: ഫൗണ്ടേഷൻ

ഇതെല്ലാം ആരംഭിക്കുന്നത് "NdFeB" ട്രയാഡിൽ നിന്നാണ്:

• നിയോഡൈമിയം (Nd): അപൂർവ-ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ നക്ഷത്രം, അതുല്യമായ കാന്തിക ശക്തി സാധ്യമാക്കുന്നു.
• ഇരുമ്പ് (Fe): ഘടനാപരമായ നട്ടെല്ല്.
• ബോറോൺ (B): കാന്തികത കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള പ്രതിരോധം (കോർസിവിറ്റി) വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന സ്റ്റെബിലൈസർ.

ഈ മൂലകങ്ങളെ അലോയ് ചെയ്ത്, ഉരുക്കി, വേഗത്തിൽ തണുപ്പിച്ച് അടരുകളായി മാറ്റുന്നു, തുടർന്ന് നേർത്തതും മൈക്രോൺ വലിപ്പമുള്ളതുമായ ഒരു പൊടിയാക്കി മാറ്റുന്നു. കാന്തിക പ്രകടനത്തെ തകരാറിലാക്കുന്ന ഓക്സീകരണം തടയുന്നതിന്, പൊടി ഓക്സിജൻ രഹിതമായിരിക്കണം (ഇനർട്ട് ഗ്യാസ്/വാക്വം എന്നിവയിൽ സംസ്കരിക്കണം).

---

ഘട്ടം 1: സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തൽ - ഭാവി രൂപപ്പെടുത്തൽ

പൊടി അച്ചുകളിലേക്ക് നിറയ്ക്കുന്നു. U- ആകൃതിയിലുള്ള കാന്തങ്ങൾക്ക്, രണ്ട് അമർത്തൽ രീതികൾ പ്രബലമാണ്:

1. ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ്:
   • പൊടി ഒരു വഴക്കമുള്ള അച്ചിൽ പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു.
   • എല്ലാ ദിശകളിൽ നിന്നും അൾട്രാ-ഹൈ ഹൈഡ്രോളിക് മർദ്ദത്തിന് (10,000+ PSI) വിധേയമാക്കുന്നു.
   • ഏകീകൃത സാന്ദ്രതയും കാന്തിക വിന്യാസവുമുള്ള വലയുടെ ആകൃതിയിലുള്ള ശൂന്യതകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
2. തിരശ്ചീന അമർത്തൽ:
   • ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം കണങ്ങളെ വിന്യസിക്കുന്നുസമയത്ത്അമർത്തുന്നു.
   • കാന്തത്തിന്റെ ഊർജ്ജോത്പന്നം പരമാവധിയാക്കുന്നതിന് നിർണായകം.(ബിഎച്ച്)പരമാവധിയു ധ്രുവങ്ങളിലൂടെ.

എന്തുകൊണ്ട് ഇത് പ്രധാനമാണ്: കണികാ വിന്യാസമാണ് കാന്തത്തിന്റെ ദിശാസൂചന ശക്തി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് - തെറ്റായി ക്രമീകരിച്ച U-കാന്തത്തിന് 30% ത്തിലധികം കാര്യക്ഷമത നഷ്ടപ്പെടുന്നു.

---

ഘട്ടം 2: സിന്ററിംഗ് – "ബോണ്ടിംഗ് ഫയർ"

അമർത്തിയ "പച്ച" ഭാഗങ്ങൾ വാക്വം സിന്ററിംഗ് ചൂളകളിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു:

• മണിക്കൂറുകളോളം ≈1080°C (ദ്രവണാങ്കത്തിന് സമീപം) വരെ ചൂടാക്കുന്നു.
• കണികകൾ ഒരു സാന്ദ്രമായ, ഖര സൂക്ഷ്മഘടനയിലേക്ക് സംയോജിക്കുന്നു.
• സ്ലോ കൂളിംഗ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിൽ പൂട്ടുന്നു.

വെല്ലുവിളി: അസമമായ പിണ്ഡ വിതരണം കാരണം U-ആകൃതികൾ വളയാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുന്നതിന് ഫിക്സ്ചർ ഡിസൈനും കൃത്യമായ താപനില വളവുകളും നിർണായകമാണ്.

---

ഘട്ടം 3: മെഷീനിംഗ് - ഓരോ വളവിലും കൃത്യത

സിന്റർ ചെയ്ത NdFeB പൊട്ടുന്നതാണ് (സെറാമിക് പോലെ). U രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വജ്ര ഉപകരണ വൈദഗ്ദ്ധ്യം ആവശ്യമാണ്:

• ഗ്രൈൻഡിംഗ്: ഡയമണ്ട് പൂശിയ ചക്രങ്ങൾ അകത്തെ വക്രത്തെയും പുറം കാലുകളെയും ± 0.05 മില്ലിമീറ്റർ ടോളറൻസിലേക്ക് മുറിക്കുന്നു.
• വയർ ഇഡിഎം: സങ്കീർണ്ണമായ യു-പ്രൊഫൈലുകൾക്ക്, ചാർജ്ജ് ചെയ്ത വയർ മൈക്രോൺ കൃത്യതയോടെ മെറ്റീരിയലിനെ ബാഷ്പീകരിക്കുന്നു.
• ചാംഫറിംഗ്: ചിപ്പിംഗ് തടയുന്നതിനും കാന്തിക പ്രവാഹം കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിനും എല്ലാ അരികുകളും മിനുസപ്പെടുത്തുന്നു.

രസകരമായ വസ്തുത: NdFeB പൊടിക്കുന്ന സ്ലഡ്ജ് വളരെ കത്തുന്നതാണ്! കൂളന്റ് സിസ്റ്റങ്ങൾ തീപ്പൊരി തടയുകയും പുനരുപയോഗത്തിനായി കണികകൾ പിടിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

---

ഘട്ടം 4: വളയൽ - കാന്തങ്ങൾ ഒറിഗാമിയെ കണ്ടുമുട്ടുമ്പോൾ

വലിയ യു-കാന്തികങ്ങൾക്കുള്ള ഇതര മാർഗം:

1. ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ബ്ലോക്കുകൾ സിന്റർ ചെയ്ത് പൊടിച്ചിരിക്കുന്നു.
2. ≈200°C വരെ ചൂടാക്കി (ക്യൂറി താപനിലയ്ക്ക് താഴെ).
3. കൃത്യതയ്‌ക്കെതിരെ ഹൈഡ്രോളിക് ആയി വളഞ്ഞ "U" ആയി.

കല: അമിത വേഗത = വിള്ളലുകൾ. അമിത തണുപ്പ് = ഒടിവുകൾ. കാന്തത്തെ ദുർബലപ്പെടുത്തുന്ന സൂക്ഷ്മ വിള്ളലുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ താപനില, മർദ്ദം, വളവ് ആരം എന്നിവ യോജിപ്പിച്ചിരിക്കണം.

---

ഘട്ടം 5: കോട്ടിംഗ് - കവചം

നഗ്നമായ NdFeB വേഗത്തിൽ തുരുമ്പെടുക്കുന്നു. കോട്ടിംഗ് മാറ്റാൻ കഴിയില്ല:

• ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്: നിക്കൽ-കോപ്പർ-നിക്കൽ (Ni-Cu-Ni) ട്രിപ്പിൾ പാളികൾ ശക്തമായ നാശന പ്രതിരോധം നൽകുന്നു.
• ഇപ്പോക്സി/പാരിലീൻ: ലോഹ അയോണുകൾ നിരോധിച്ചിരിക്കുന്ന മെഡിക്കൽ/പാരിസ്ഥിതിക ആവശ്യങ്ങൾക്ക്.
• സ്പെഷ്യാലിറ്റി: സ്വർണ്ണം (ഇലക്ട്രോണിക്സ്), സിങ്ക് (ചെലവ് കുറഞ്ഞ).

യു-ഷേപ്പ് ചലഞ്ച്: ഇറുകിയ അകത്തെ വളവ് തുല്യമായി പൂശുന്നതിന് പ്രത്യേക ബാരൽ പ്ലേറ്റിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ റോബോട്ടിക് സ്പ്രേ സംവിധാനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

---

ഘട്ടം 6: കാന്തികവൽക്കരണം - "ഉണർവ്"

കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ കേടുപാടുകൾ ഒഴിവാക്കിക്കൊണ്ട് കാന്തം അതിന്റെ ശക്തി അവസാനമായി നേടുന്നു:

• കൂറ്റൻ കപ്പാസിറ്റർ-ഡ്രൈവ് കോയിലുകൾക്കിടയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു.
• 30,000 Oe (3 ടെസ്‌ല) യിൽ കൂടുതലുള്ള ഒരു പൾസ്ഡ് ഫീൽഡിന് മില്ലിസെക്കൻഡുകൾക്ക് വിധേയമാക്കി.
• ഫീൽഡ് ദിശ U യുടെ ബേസിന് ലംബമായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, അഗ്രങ്ങളിൽ ധ്രുവങ്ങൾ വിന്യസിക്കുന്നു.

പ്രധാന സൂക്ഷ്മത: സെൻസർ/മോട്ടോർ ഉപയോഗത്തിന് U-കാന്തങ്ങൾക്ക് പലപ്പോഴും മൾട്ടി-പോൾ മാഗ്നറ്റൈസേഷൻ (ഉദാഹരണത്തിന്, അകത്തെ മുഖത്തിന് കുറുകെ ഒന്നിടവിട്ട ധ്രുവങ്ങൾ) ആവശ്യമാണ്.

---

ഘട്ടം 7: ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണം - ഗാസ് മീറ്ററുകൾക്കപ്പുറം

ഓരോ യു-കാന്തവും ക്രൂരമായ പരിശോധനയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്നു:

1. ഗാസ്മീറ്റർ/ഫ്ലക്സ്മീറ്റർ: ഉപരിതല ഫീൽഡും ഫ്ലക്സ് സാന്ദ്രതയും അളക്കുന്നു.
2. കോർഡിനേറ്റ് മെഷറിംഗ് മെഷീൻ (CMM): മൈക്രോൺ-ലെവൽ ഡൈമൻഷണൽ കൃത്യത പരിശോധിക്കുന്നു.
3. സാൾട്ട് സ്പ്രേ ടെസ്റ്റിംഗ്: കോട്ടിംഗിന്റെ ഈട് ഉറപ്പാക്കുന്നു (ഉദാ: 48–500+ മണിക്കൂർ പ്രതിരോധം).
4. പുൾ ടെസ്റ്റുകൾ: കാന്തങ്ങളെ പിടിക്കുന്നതിന്, പശ ബലം സാധൂകരിക്കുന്നു.
5. ഡീമാഗ്നറ്റൈസേഷൻ കർവ് വിശകലനം: (BH)പരമാവധി, Hci, HcJ എന്നിവ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

പോരായ്മകളോ? 2% വ്യതിയാനം പോലും നിരസിക്കലിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. യു-ആകൃതികൾക്ക് പൂർണത ആവശ്യമാണ്.

---

യു-ഷേപ്പിന് പ്രീമിയം കരകൗശലവസ്തുക്കൾ ആവശ്യമായി വരുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

1. സമ്മർദ്ദ സാന്ദ്രത: വളവുകളും കോണുകളും ഒടിവുകൾക്ക് സാധ്യതയുള്ളവയാണ്.
2. ഫ്ലക്സ് പാത്ത് ഇന്റഗ്രിറ്റി: അസമമായ ആകൃതികൾ വിന്യാസ പിശകുകളെ വലുതാക്കുന്നു.
3. ആവരണത്തിന്റെ ഏകത: ആന്തരിക വളവുകൾ കുമിളകളെയോ നേർത്ത പാടുകളെയോ കുമിളകളാക്കി മാറ്റുന്നു.

"ഒരു യു-കാന്തം നിർമ്മിക്കുന്നത് വെറും വസ്തുവിനെ രൂപപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല - അത്ഓർക്കസ്ട്രേറ്റിംഗ്ഭൗതികശാസ്ത്രം."
— സീനിയർ പ്രോസസ് എഞ്ചിനീയർ, മാഗ്നെറ്റ് ഫാക്ടറി

---

ഉപസംഹാരം: എഞ്ചിനീയറിംഗ് കലയെ ഒന്നിപ്പിക്കുന്നിടം

അടുത്ത തവണ നിങ്ങൾ ഒരു U- ആകൃതിയിലുള്ള നിയോഡൈമിയം കാന്തം ഒരു ഹൈ-സ്പീഡ് മോട്ടോർ നങ്കൂരമിടുന്നത് കാണുമ്പോൾ, പുനരുപയോഗിച്ച ലോഹങ്ങൾ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നത് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു മെഡിക്കൽ മുന്നേറ്റം സാധ്യമാക്കുന്നത് ഓർക്കുക: അതിന്റെ മനോഹരമായ വക്രം ആറ്റോമിക് വിന്യാസം, അങ്ങേയറ്റത്തെ ചൂട്, വജ്ര കൃത്യത, നിരന്തരമായ സാധൂകരണം എന്നിവയുടെ ഒരു ഇതിഹാസത്തെ മറയ്ക്കുന്നു. ഇത് വെറും നിർമ്മാണമല്ല - വ്യാവസായിക പരിധികൾ മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്ന മെറ്റീരിയൽ സയൻസിന്റെ നിശബ്ദ വിജയമാണിത്.

ഇഷ്ടാനുസൃത U- ആകൃതിയിലുള്ള കാന്തങ്ങളിൽ താൽപ്പര്യമുണ്ടോ?നിങ്ങളുടെ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ പങ്കിടുക - ഞങ്ങൾ നിങ്ങൾക്കായി നിർമ്മാണ മാജിക് നാവിഗേറ്റ് ചെയ്യും.