Barium ferrite
બેરિયમ ફેરાઇટ, સંક્ષિપ્તમાં બાફે, બાએમ, એ સૂત્ર બાફે 12ઓ19 સાથેનું રાસાયણિક સંયોજન છે. આ અને સંબંધિત ફેરાઇટ સામગ્રી ચુંબકીય પટ્ટાવાળા કાર્ડ્સ અને લાઉડસ્પીકર ચુંબકના ઘટકો છે. બાફેને બા2 + (ફે3 +) 12 (ઓ2−) 19 તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ફે3 + કેન્દ્રો ફેરિમૅગ્નેટિકલી રીતે જોડાયેલા હોય છે, અને બીએએમના એક એકમ કોષમાં 40એમયુબીની ચોખ્ખી ચુંબકીય ક્ષણ હોય છે. તકનીકીના આ ક્ષેત્રને સામાન્ય રીતે સામગ્રી વિજ્ઞાન અને ઘન અવસ્થા રસાયણશાસ્ત્રના સંબંધિત ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ માનવામાં આવે છે. બેરિયમ ફેરાઇટ એ અત્યંત ચુંબકીય સામગ્રી છે, તેની પેકિંગ ઘનતા વધારે છે અને તે ધાતુના ઓક્સાઇડ છે. આ સામગ્રીનો અભ્યાસ ઓછામાં ઓછો 1931 સુધીનો છે, અને તેમાં મેગ્નેટિક કાર્ડ સ્ટ્રીપ્સ, સ્પીકર્સ અને મેગ્નેટિક ટેપમાં ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. ખાસ કરીને એક ક્ષેત્રમાં તેને સફળતા મળી છે તે લાંબા ગાળાના ડેટા સંગ્રહ છે; સામગ્રી ચુંબકીય છે, તાપમાનમાં ફેરફાર, કાટ અને ઓક્સિડાઇઝેશન માટે પ્રતિરોધક છે. રાસાયણિક માળખું ઉચ્ચ-સ્પિન ડી5 રૂપરેખાંકન સાથે ફે3 + કેન્દ્રો, ફેરિમૅગ્નેટિકલી રીતે જોડાયેલા હોય છે. તકનીકીના આ ક્ષેત્રને સામાન્ય રીતે સામગ્રી વિજ્ઞાન અને ઘન અવસ્થા રસાયણશાસ્ત્રના સંબંધિત ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ માનવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક રીતે ઉપયોગી "ષટ્કોણ ફેરાઇટ્સ" નું સંબંધિત કુટુંબ જાણીતું છે, જેમાં બેરિયમ પણ છે. સામાન્ય સ્પિનલ માળખાથી વિપરીત, આ સામગ્રી ઓક્સાઇડનું ષટ્કોણ બંધ-ભરેલું માળખું ધરાવે છે. વધુમાં, કેટલાક ઓક્સિજન કેન્દ્રોને બા2 + આયનો દ્વારા બદલવામાં આવે છે. આ પ્રજાતિઓ માટેના સૂત્રોમાં બાફે 12ઓ19, બાફે 15ઓ23 અને બાફે 18ઓ27નો સમાવેશ થાય છે. બેરિયમ ક્લોરાઇડ, ફેરસ ક્લોરાઇડ, પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને 2:1 ના હાઇડ્રોક્સાઇડ સાંદ્રતા ગુણોત્તર સાથે ભેળવીને બેરિયમ ફેરાઇટના સ્ફટિકો બનાવવા માટે એક તબક્કાની હાઇડ્રોથર્મલ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ફેરિક નાઇટ્રેટ, બેરિયમ ક્લોરાઇડ, સોડિયમ સાઇટ્રેટ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડમાંથી નેનો-કણો તૈયાર કરવામાં આવે છે. લાક્ષણિક તૈયારી, જોકે, બેરિયમ કાર્બોનેટને આયર્ન (III) ઓક્સાઇડ સાથે ગણતરી કરીને કરવામાં આવે છેઃ બેકો3 + 6 ફે2ઓ3-> [\text {Δ}] બેફે12ઓ19 + સીઓ2 ગુણધર્મો બેરિયમ ફેરાઇટને લાંબા ગાળાના ડેટા સંગ્રહ માટે ગણવામાં આવે છે. આ સામગ્રી ભેજ અને કાટ સહિત સંખ્યાબંધ વિવિધ પર્યાવરણીય તાણ સામે પ્રતિરોધક સાબિત થઈ છે. કારણ કે ફેરીટ્સ પહેલેથી જ ઓક્સિડાઇઝ્ડ છે, તેથી તેને આગળ ઓક્સિડાઇઝ કરી શકાતું નથી. આ એક કારણ છે કે ફેરીટ્સ કાટ માટે એટલા પ્રતિરોધક છે. બેરિયમ ફેરાઇટ પણ થર્મલ ડિમેગ્નેટાઇઝેશન માટે પ્રતિરોધક સાબિત થયું, જે લાંબા ગાળાના સંગ્રહ સાથે સામાન્ય સમસ્યા છે. ક્યુરી તાપમાન સામાન્ય રીતે 450 ડિગ્રી સેલ્સિયસ (723 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) ની આસપાસ હોય છે. જ્યારે બેરિયમ ફેરાઇટ ચુંબક તાપમાનમાં વધારો કરે છે, ત્યારે તેમની ઉચ્ચ આંતરિક બળજબરીમાં સુધારો થાય છે, આ તે છે જે તેને થર્મલ ડિમગ્નેટાઇઝેશન માટે વધુ પ્રતિરોધક બનાવે છે. ફેરાઇટ ચુંબક એ ચુંબકનો એકમાત્ર પ્રકાર છે જે તાપમાનમાં વધારો થતાં ડિમૅગ્નેટાઇઝેશન માટે નોંધપાત્ર રીતે વધુ પ્રતિરોધક બને છે. બેરિયમ ફેરાઇટની આ લાક્ષણિકતા તેને મોટર અને જનરેટર ડિઝાઇનમાં અને લાઉડસ્પીકર એપ્લિકેશન્સમાં પણ લોકપ્રિય પસંદગી બનાવે છે. ફેરાઇટ ચુંબકનો ઉપયોગ 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધીના તાપમાનમાં થઈ શકે છે, જે તેને ઉપર ઉલ્લેખિત એપ્લિકેશનોમાં વાપરવા માટે યોગ્ય બનાવે છે. ફેરાઇટ ચુંબક અત્યંત સારા અવાહક હોય છે અને તેમાંથી કોઈ પણ વિદ્યુત પ્રવાહને પસાર થવા દેતા નથી અને તે બરડ હોય છે જે તેમની સિરામિક લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. ફેરાઇટ ચુંબકમાં સારી મશીનિંગ ગુણધર્મો પણ હોય છે, જે સામગ્રીને ઘણા આકારો અને કદમાં કાપવાની મંજૂરી આપે છે. રાસાયણિક ગુણધર્મો બેરિયમ ફેરીટ્સ મજબૂત સિરામિક્સ છે જે સામાન્ય રીતે ભેજ અને કાટ-પ્રતિરોધક માટે સ્થિર હોય છે. બાફે એ એક ઓક્સાઇડ પણ છે તેથી તે ધાતુના મિશ્ર ધાતુ જેટલું ઓક્સિડેશનને કારણે તૂટી જતું નથી; જે બાફેને ઘણી વધારે આયુષ્ય આપે છે. યાંત્રિક ગુણધર્મો ધાતુના કણો (એમ. પી.) નો ઉપયોગ ટેપ અને ચુંબકીય પટ્ટીઓ પર ડેટા સંગ્રહિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે પરંતુ તેઓ ઉચ્ચ ક્ષમતાવાળા ડેટા સંગ્રહ માટે તેમની મર્યાદા સુધી પહોંચી ગયા છે. ડેટા ટેપ પર તેમની ક્ષમતામાં (25x) વધારો કરવા માટે સાંસદે ટેપની લંબાઈમાં (45 ટકા) અને ટ્રેકની ઘનતામાં (500%) વધારો કરવો પડ્યો હતો, જેના કારણે વ્યક્તિગત કણોના કદમાં ઘટાડો કરવો જરૂરી બન્યો હતો. જેમ જેમ કણોના કદમાં ઘટાડો થયો, એમ. પી. ના ઓક્સિડેશન અને બગાડને રોકવા માટે જરૂરી નિષ્ક્રિય કોટિંગ વધુ ગાઢ બનવું પડ્યું. આ એક સમસ્યા રજૂ કરે છે કારણ કે જેમ જેમ નિષ્ક્રિયતા આવરણ ગાઢ થતું જાય છે તેમ તેમ અવાજ ગુણોત્તર માટે સ્વીકાર્ય સંકેત પ્રાપ્ત કરવો મુશ્કેલ બની જાય છે. બેરિયમ ફેરાઇટ સંપૂર્ણપણે એમપી વર્ગોને બહાર કાઢે છે, મોટે ભાગે કારણ કે બાફે પહેલેથી જ તેની ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્થિતિમાં છે અને તેથી રક્ષણાત્મક કોટિંગ દ્વારા તેના કદમાં પ્રતિબંધિત નથી. તેની ષટ્કોણ પેટર્નને કારણે એમ. પી. જેવી અસંગઠિત લાકડીની સરખામણીમાં તેને ગોઠવવાનું સરળ છે. અન્ય પરિબળ એ કણોના કદમાં તફાવત છે, એમપીમાં કદ 40 થી 100 એનએમ સુધી હોય છે જ્યારે બાફે માત્ર 20 એનએમ હોય છે. તેથી સૌથી નાનો એમપી કણ હજુ પણ બાફે કણોના કદ કરતા બમણો છે. એપ્લિકેશન્સ બેરિયમ ફેરાઇટનો ઉપયોગ રેકોર્ડિંગ મીડિયા, કાયમી ચુંબક અને ચુંબકીય પટ્ટીવાળા કાર્ડ્સ (ક્રેડિટ કાર્ડ્સ, હોટેલ કીઝ, આઈડી કાર્ડ્સ) જેવી એપ્લિકેશનોમાં થાય છે. સામગ્રીની સ્થિરતાને કારણે, તે કદમાં મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડો કરી શકે છે, જેનાથી પેકિંગની ઘનતા ઘણી વધારે છે. અગાઉના મીડિયા ઉપકરણોએ રેકોર્ડ કરવા માટે જરૂરી બળજબરી મૂલ્યો મેળવવા માટે ડોપ્ડ એસિક્યુલર ઓક્સાઇડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તાજેતરના દાયકાઓમાં, બેરિયમ ફેરાઇટે એસિક્યુલર ઓક્સાઇડનું સ્થાન લીધું છે; કોઈપણ ડોપન્ટ્સ વિના, એસિક્યુલર ઓક્સાઇડ ખૂબ ઓછા બળજબરી મૂલ્યો ઉત્પન્ન કરે છે, જે સામગ્રીને ખૂબ જ ચુંબકીય રીતે નરમ બનાવે છે, જ્યારે બેરિયમ ફેરાઇટનું ઉચ્ચ બળજબરીનું સ્તર સામગ્રીને ચુંબકીય રીતે સખત બનાવે છે અને આમ સામગ્રીના ઉપયોગોને રેકોર્ડ કરવા માટે શ્રેષ્ઠ પસંદગી છે. બેરિયમ ફેરાઇટનો ઉપયોગ કરતા મેગ્નેટિક સ્ટ્રાઇપ્સ આઈડી કાર્ડ્સ ચુંબકીય ફિંગરપ્રિન્ટથી બનાવવામાં આવે છે જે તેમને ઓળખે છે, જે વાચકોને સ્વ-માપાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે. સ્પીકર ચુંબક બેરિયમ ફેરાઇટ સ્પીકર ચુંબક માટે એક સામાન્ય સામગ્રી છે. સિંટરિંગ નામની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને સામગ્રીને લગભગ કોઈપણ આકાર અને કદમાં બનાવી શકાય છે, જેમાં પાવડર બેરિયમ ફેરાઇટને મોલ્ડમાં દબાવવામાં આવે છે, અને પછી તે એકસાથે ફ્યુઝ થાય ત્યાં સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. બેરિયમ ફેરાઇટ તેના ચુંબકીય ગુણધર્મોને જાળવી રાખીને નક્કર બ્લોકમાં ફેરવાય છે. ચુંબક ડિમેગ્નેટાઇઝેશન માટે ઉત્તમ પ્રતિકાર ધરાવે છે, જે તેમને લાંબા સમય સુધી સ્પીકર એકમોમાં હજુ પણ ઉપયોગી બનાવે છે. ટેપ ડેટા સ્ટોરેજ મીડિયા બેરિયમ ફેરાઇટનો ઉપયોગ એન્ટરપ્રાઇઝ સ્તર અને કોમોડિટી લીનિયર ટેપ-ઓપન (એલટીઓ) ટેપ સ્ટોરેજ મીડિયા માટે થાય છે. તેની ઊંચી ગીચતાને કારણે, બેરિયમ ફેરાઇટ અગાઉની મેટલ પાર્ટિકલ (એમ. પી.) મીડિયા ટેકનોલોજી કરતાં એન્ટરપ્રાઇઝ અને એલ. ટી. ઓ. ટેપ બંનેમાં ડેટા ક્ષમતામાં સુધારા તરફ દોરી ગયું છે. આ ક્ષેત્રમાં થયેલા વિકાસના પરિણામે બાફે કણોના કદમાં પણ ઘટાડો થયો છે અને તે લગભગ 20 એનએમ થઈ ગયા છે. આ એમપી ટેકનોલોજીથી વિપરીત છે, જેમાં કણો 100 એનએમથી વધુ સંકોચાય છે. બેરિયમ ફેરાઇટ કણોના વિશિષ્ટ આકારને કારણે મોટાભાગના અન્ય ધાતુના કણો કરતાં વધુ સારી પેકિંગ ગુણધર્મો ધરાવે છે. આ ચુંબકીય અભિગમ પર વધુ સારા નિયંત્રણ તરફ દોરી જાય છે અને સિગ્નલ-ટુ-અવાજની લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો કરે છે. કુદરતી ઘટના આ સંયોજન પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે, જોકે તે અત્યંત દુર્લભ છે. તેને બેરિઓફેરાઇટ કહેવામાં આવે છે અને તે પાયરોમેટામોર્ફિઝમ સાથે સંબંધિત છે. સંદર્ભો બેરિયમ સંયોજનો ફેરાઇટ્સ