Barium ferrite
बेरियम फेराइट, संक्षिप्त में बाफे, बाएम, सूत्र बाफे12ओ19 वाला रासायनिक यौगिक है। यह और संबंधित फेराइट सामग्री चुंबकीय पट्टी कार्ड और लाउडस्पीकर चुंबक में घटक हैं। बाफे को बा2 + (फे3 +) 12 (ओ2−) 19 के रूप में वर्णित किया गया है। फ़े3 + केंद्र फेरिमैग्नेटिकली युग्मित होते हैं, और बी. ए. एम. की एक इकाई कोशिका में 40 एम. बी. का शुद्ध चुंबकीय क्षण होता है। प्रौद्योगिकी के इस क्षेत्र को आमतौर पर सामग्री विज्ञान और ठोस अवस्था रसायन विज्ञान के संबंधित क्षेत्रों का एक अनुप्रयोग माना जाता है। बेरियम फेराइट एक अत्यधिक चुंबकीय सामग्री है, जिसमें उच्च पैकिंग घनत्व होता है, और यह एक धातु ऑक्साइड है। इस सामग्री के अध्ययन की तारीख कम से कम 1931 तक है, और इसके अनुप्रयोग चुंबकीय कार्ड पट्टियों, वक्ताओं और चुंबकीय टेपों में पाए गए हैं। विशेष रूप से एक क्षेत्र में इसे सफलता मिली है जो दीर्घकालिक डेटा भंडारण है; सामग्री चुंबकीय है, तापमान परिवर्तन, जंग और ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है। रासायनिक संरचना उच्च-स्पिन डी5 विन्यास के साथ एफई3 + केंद्र, फेरिमैग्नेटिक रूप से युग्मित होते हैं। प्रौद्योगिकी के इस क्षेत्र को आमतौर पर सामग्री विज्ञान और ठोस अवस्था रसायन विज्ञान के संबंधित क्षेत्रों का एक अनुप्रयोग माना जाता है। औद्योगिक रूप से उपयोगी "षट्कोणीय फेराइट" का एक संबंधित परिवार ज्ञात है, जिसमें बेरियम भी होता है। सामान्य स्पिनल संरचना के विपरीत, इन सामग्रियों में ऑक्साइड की षट्कोणीय निकट-पैक संरचना होती है। इसके अलावा, कुछ ऑक्सीजन केंद्रों को बीए2 + आयनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इन प्रजातियों के सूत्रों में बाफे12ओ19, बाफे15ओ23 और बाफे18ओ27 शामिल हैं। बेरियम क्लोराइड, फेरस क्लोराइड, पोटेशियम नाइट्रेट और सोडियम हाइड्रॉक्साइड को 2:1 के हाइड्रॉक्साइड सांद्रता अनुपात के साथ मिलाकर बेरियम फेराइट के क्रिस्टल बनाने के लिए एक-चरणीय हाइड्रोथर्मल प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है। फेरिक नाइट्रेट, बेरियम क्लोराइड, सोडियम साइट्रेट और सोडियम हाइड्रॉक्साइड से नैनो-कण तैयार किए जाते हैं। हालांकि, विशिष्ट तैयारी आयरन (III) ऑक्साइड के साथ बेरियम कार्बोनेट की गणना करके की जाती हैः लंबे समय तक डेटा भंडारण के लिए बैरियम फेराइट गुणों पर विचार किया गया है। यह सामग्री आर्द्रता और क्षरण सहित कई अलग-अलग पर्यावरणीय तनावों के लिए प्रतिरोधी साबित हुई है। चूंकि फेराइट पहले से ही ऑक्सीकृत हैं इसलिए इसे आगे ऑक्सीकृत नहीं किया जा सकता है। यह एक कारण है कि फेराइट जंग के लिए इतने प्रतिरोधी हैं। बेरियम फेराइट भी थर्मल डिमैग्नेटाइजेशन के लिए प्रतिरोधी साबित हुआ, जो दीर्घकालिक भंडारण के साथ एक और आम समस्या है। क्यूरी का तापमान आमतौर पर लगभग 450 डिग्री सेल्सियस (723 डिग्री सेल्सियस) होता है। जब बेरियम फेराइट चुंबक तापमान में बढ़ते हैं, तो उनकी उच्च आंतरिक जबरदस्ती में सुधार होता है, जो इसे थर्मल डिमैग्नेटाइजेशन के लिए अधिक प्रतिरोधी बनाता है। फेराइट मैग्नेट एकमात्र प्रकार के मैग्नेट हैं जो तापमान बढ़ने के साथ डिमैग्नेटाइजेशन के लिए काफी अधिक प्रतिरोधी हो जाते हैं। बेरियम फेराइट की यह विशेषता इसे मोटर और जनरेटर डिजाइनों और लाउडस्पीकर अनुप्रयोगों में भी एक लोकप्रिय विकल्प बनाती है। फेराइट मैग्नेट का उपयोग 300 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान में किया जा सकता है, जो इसे ऊपर उल्लिखित अनुप्रयोगों में उपयोग करने के लिए एकदम सही बनाता है। फेराइट चुंबक बहुत अच्छे अवाहक होते हैं और किसी भी विद्युत प्रवाह को उनके माध्यम से प्रवाहित नहीं होने देते हैं और वे भंगुर होते हैं जो उनकी चीनी मिट्टी की विशेषताओं को दर्शाते हैं। फेराइट मैग्नेट में अच्छे मशीनिंग गुण भी होते हैं, जो सामग्री को कई आकारों और आकारों में काटने की अनुमति देता है। रासायनिक गुण बेरियम फेराइट मजबूत मिट्टी के बर्तन होते हैं जो आम तौर पर नमी और जंग प्रतिरोधी के लिए स्थिर होते हैं। बाफे भी एक ऑक्साइड है इसलिए यह ऑक्सीकरण के कारण उतना नहीं टूटता जितना एक धातु मिश्र धातु कर सकता है; बाफे को बहुत अधिक जीवन प्रत्याशा देता है। यांत्रिक गुण धातु कणों (एमपी) का उपयोग टेप और चुंबकीय पट्टियों पर डेटा संग्रहीत करने के लिए किया गया है, लेकिन वे उच्च क्षमता वाले डेटा भंडारण के लिए अपनी सीमा तक पहुंच गए हैं। डेटा टेप पर अपनी क्षमता (25x) बढ़ाने के लिए सांसद को टेप की लंबाई (45 प्रतिशत) और ट्रैक घनत्व (500%) से बढ़ाना पड़ा, जिससे अलग-अलग कणों के आकार को कम करना आवश्यक हो गया। जैसे-जैसे कणों का आकार कम होता गया, एम. पी. के ऑक्सीकरण और क्षरण को रोकने के लिए आवश्यक निष्क्रियकारी परत को मोटा होना पड़ा। इसने एक समस्या प्रस्तुत की क्योंकि जैसे-जैसे निष्क्रियता परत मोटी होती गई, ध्वनि अनुपात के लिए एक स्वीकार्य संकेत प्राप्त करना कठिन हो गया। बेरियम फेराइट पूरी तरह से एमपी वर्ग से बाहर है, ज्यादातर इसलिए कि बाफे पहले से ही अपनी ऑक्सीकृत स्थिति में है और इसलिए एक सुरक्षात्मक परत द्वारा इसके आकार में प्रतिबंधित नहीं है। इसके अलावा इसके षट्कोणीय पैटर्न के कारण एम. पी. जैसी असंगठित छड़ की तुलना में इसे व्यवस्थित करना आसान है। एक अन्य कारक कणों के आकार में अंतर है, मध्य प्रदेश में आकार 40 से 100 एनएम तक होता है जबकि बाफे केवल 20 एनएम होता है। इसलिए सबसे छोटा एमपी कण अभी भी बाफे कणों के आकार से दोगुना है। एप्लिकेशन बेरियम फेराइट का उपयोग रिकॉर्डिंग मीडिया, स्थायी चुंबक और चुंबकीय पट्टी कार्ड (क्रेडिट कार्ड, होटल की चाबियाँ, आईडी कार्ड) जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है। सामग्री की स्थिरता के कारण, इसे आकार में बहुत कम किया जा सकता है, जिससे पैकिंग का घनत्व बहुत अधिक हो जाता है। पहले के मीडिया उपकरणों में डोप्ड एसिकुलर ऑक्साइड सामग्री का उपयोग रिकॉर्ड करने के लिए आवश्यक जबरदस्ती मूल्यों को प्राप्त करने के लिए किया जाता था। हाल के दशकों में, बेरियम फेराइट ने एसिकुलर ऑक्साइड को बदल दिया है; बिना किसी डोपेंट के, एसिकुलर ऑक्साइड बहुत कम जबरदस्ती मूल्यों का उत्पादन करते हैं, जिससे सामग्री बहुत चुंबकीय रूप से नरम हो जाती है, जबकि बेरियम फेराइट का उच्च जबरदस्ती स्तर सामग्री को चुंबकीय रूप से कठिन बना देता है और इस प्रकार सामग्री अनुप्रयोगों को रिकॉर्ड करने के लिए एक बेहतर विकल्प है। बेरियम फेराइट का उपयोग करते हुए मैग्नेटिक स्ट्राइप्स आईडी कार्ड एक चुंबकीय फिंगरप्रिंट के साथ बनाए जाते हैं जो उन्हें पहचानता है, जिससे पाठकों को आत्म-अंशांकन करने की अनुमति मिलती है। स्पीकर मैग्नेट बेरियम फेराइट स्पीकर मैग्नेट के लिए एक आम सामग्री है। सिंटरिंग नामक प्रक्रिया का उपयोग करके सामग्री को लगभग किसी भी आकार और आकार में बनाया जा सकता है, जिसके द्वारा पाउडर बेरियम फेराइट को एक सांचे में दबाया जाता है, और फिर तब तक गर्म किया जाता है जब तक कि यह एक साथ फ्यूज न हो जाए। बेरियम फेराइट अपने चुंबकीय गुणों को बनाए रखते हुए एक ठोस खंड में बदल जाता है। मैग्नेट में डिमैग्नेटाइजेशन के लिए एक उत्कृष्ट प्रतिरोध है, जिससे वे लंबे समय तक स्पीकर इकाइयों में उपयोगी हो सकते हैं। टेप डेटा स्टोरेज मीडिया बेरियम फेराइट का उपयोग उद्यम स्तर और वस्तु रैखिक टेप-ओपन (एल. टी. ओ.) टेप भंडारण मीडिया के लिए किया जाता है। अपने उच्च घनत्व के कारण, बेरियम फेराइट ने पूर्व धातु कण (एम. पी.) मीडिया प्रौद्योगिकी की तुलना में उद्यम और एल. टी. ओ. टेप दोनों में डेटा क्षमता में सुधार किया है। इस क्षेत्र में विकास के परिणामस्वरूप बी. ए. एफ. ई. कणों का आकार लगभग 20 एन. एम. तक कम हो गया है। यह एमपी तकनीक के विपरीत है, जिसमें कणों को 100 एनएम से अधिक सिकुड़ने की समस्या होती है। बेरियम फेराइट में कणों के विशिष्ट आकार के कारण अधिकांश अन्य धातु कणों की तुलना में बेहतर पैकिंग गुण होते हैं। इससे चुंबकीय अभिविन्यास पर बेहतर नियंत्रण और संकेत-से-शोर विशेषताओं में सुधार होता है। प्राकृतिक घटना यौगिक प्रकृति में पाया जाता है, हालांकि यह बहुत दुर्लभ है। इसे बैरिओफेराइट कहा जाता है और यह पायरोमेटामॉर्फिज्म से संबंधित है। संदर्भ बेरियम यौगिक फेराइट्स