Terfenol-D
टर्फेनॉल-डी, सूत्र (x ≈ 0.3) का एक मिश्र धातु, एक चुंबक-घर्षण सामग्री है। इसे शुरू में 1970 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में नौसेना आयुध प्रयोगशाला द्वारा विकसित किया गया था। सामग्री के कुशलतापूर्वक निर्माण के लिए प्रौद्योगिकी 1980 के दशक में एम्स प्रयोगशाला में अमेरिकी नौसेना द्वारा वित्त पोषित कार्यक्रम के तहत विकसित की गई थी। इसका नाम टेरबियम, आयरन (फे), नेवल ऑर्डनेंस लेबोरेटरी (एन. ओ. एल.) के नाम पर रखा गया है और डी डिस्प्रोसियम से आता है। भौतिक गुण मिश्र धातु में किसी भी मिश्र धातु का उच्चतम चुंबक-घर्षण होता है, संतृप्ति पर 0.002 m/m तक; यह एक चुंबकीय क्षेत्र में फैलता है और सिकुड़ता है। टर्फेनॉल-डी में एक बड़ा चुंबक-घर्षण बल, उच्च ऊर्जा घनत्व, कम ध्वनि वेग और कम यंग का मापांक होता है। अपने सबसे शुद्ध रूप में, इसमें कम लचीलापन और कम फ्रैक्चर प्रतिरोध भी होता है। टर्फेनॉल-डी एक धूसर मिश्र धातु है जिसमें इसके मौलिक घटकों का अलग-अलग संभावित अनुपात होता है जो हमेशा एक सूत्र का पालन करते हैं। डिस्प्रोसियम के जुड़ने से मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करना आसान हो गया, जिससे मिश्र धातु को कम स्तर के चुंबकीय क्षेत्रों की आवश्यकता होती है। जब टी. बी. और डी. आई. का अनुपात बढ़ाया जाता है, तो परिणामी मिश्र धातु के मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुण-200 डिग्री सेल्सियस के रूप में कम तापमान पर काम करेंगे, और जब कम हो जाएगा, तो यह अधिकतम 200 डिग्री सेल्सियस पर काम कर सकता है। टर्फेनॉल-डी की संरचना इसे एक चुंबकीय क्षेत्र लागू करने पर एक बड़े मैग्नेटोस्ट्रिक्शन और चुंबकीय प्रवाह की अनुमति देती है। यह मामला संपीड़ित तनावों की एक बड़ी श्रृंखला के लिए मौजूद है, जिसमें संपीड़ित तनाव बढ़ने के साथ-साथ कम होने वाले चुंबक-घर्षण की प्रवृत्ति है। चुंबकीय प्रवाह और संपीड़न के बीच भी एक संबंध है जिसमें जब संपीड़ित तनाव बढ़ता है, तो चुंबकीय प्रवाह कम तेजी से बदलता है। टर्फेनॉल-डी का उपयोग ज्यादातर अपने मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुणों के लिए किया जाता है, जिसमें यह चुंबकीयकरण नामक प्रक्रिया में चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने पर आकार बदलता है। चुंबकीय ताप उपचार को टी. बी. और डी. आई. के कुछ अनुपातों के लिए कम संपीड़ित तनाव पर टर्फेनॉल-डी के चुंबक-घर्षण गुणों में सुधार करने के लिए दिखाया गया है। अनुप्रयोग अपने भौतिक गुणों के कारण, टर्फेनॉल-डी कम आवृत्ति, उच्च शक्ति वाले पानी के नीचे ध्वनिकी के निर्माण में उपयोग के लिए उत्कृष्ट है। इसका प्रारंभिक अनुप्रयोग नौसैनिक सोनार प्रणालियों में था। यह अपने उच्च ऊर्जा घनत्व और बड़ी बैंडविड्थ क्षमताओं के कारण मैग्नेटोमैकेनिकल सेंसर, एक्चुएटर्स और ध्वनिक और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में अनुप्रयोग देखता है, जैसे। साउंडबग उपकरण में (फीओनिक द्वारा इसका पहला व्यावसायिक अनुप्रयोग)। इसका तनाव एक अन्य सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री (पी. जेड. टी. 8) की तुलना में भी बड़ा है, जो टर्फेनॉल-डी ट्रांसड्यूसरों को पिछले ट्रांसड्यूसरों की तुलना में महासागर अन्वेषण के लिए अधिक गहराई तक पहुंचने की अनुमति देता है। इसका लो यंग मॉड्यूलस बड़ी गहराई पर संपीड़न के कारण कुछ जटिलताएं लाता है, जो ट्रांसड्यूसर डिजाइनों में दूर हो जाते हैं जो 1000 फीट गहराई तक पहुंच सकते हैं और केवल लगभग 1 डीबी की सटीकता की एक छोटी मात्रा खो देते हैं। अपनी उच्च तापमान सीमा के कारण, टर्फेनॉल-डी गहरे छेद वाले ध्वनिक ट्रांसड्यूसरों में भी उपयोगी है जहां पर्यावरण उच्च दबाव और तेल छेद जैसे तापमान तक पहुंच सकता है। टर्फेनॉल-डी का उपयोग हाइड्रोलिक वाल्व चालकों के लिए भी किया जा सकता है क्योंकि इसमें उच्च तनाव और उच्च बल गुण होते हैं। इसी तरह, उत्पादित किए जा सकने वाले उच्च दबावों के कारण डीजल इंजनों के लिए ईंधन इंजेक्टरों में उपयोग के लिए मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव एक्चुएटर्स पर भी विचार किया गया है। विनिर्माण ट्रांसड्यूसरों में टर्फेनॉल-डी के उपयोग में वृद्धि के लिए नई उत्पादन तकनीकों की आवश्यकता थी जिससे उत्पादन दर और गुणवत्ता में वृद्धि हुई क्योंकि मूल तरीके अविश्वसनीय और छोटे पैमाने पर थे। टर्फेनॉल-डी के उत्पादन के लिए चार विधियों का उपयोग किया जाता है, जो हैं फ्री स्टैंड ज़ोन मेल्टिंग, मॉडिफाइड ब्रिजमैन, सिंटर्ड पाउडर कॉम्पैक्ट और पॉलिमर मैट्रिक्स कंपोजिट। पहली दो विधियाँ, फ्री स्टैंड ज़ोन मेल्टिंग (एफ. एस. जेड. एम.) और मॉडिफाइड ब्रिजमैन (एम. बी.), टर्फेनॉल-डी का उत्पादन करने में सक्षम हैं जिनमें उच्च मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुण और ऊर्जा घनत्व हैं। हालांकि, टर्फेनॉल-डी के सतह तनाव के कारण एफएसजेडएम 8 मिमी व्यास से बड़ी छड़ का उत्पादन नहीं कर सकता है और कैसे एफएसजेडएम प्रक्रिया में सामग्री को प्रतिबंधित करने के लिए कोई पात्र नहीं है। एमबी प्रक्रिया न्यूनतम 10 मिमी व्यास का आकार प्रदान करती है और केवल क्रिस्टल विकास में दीवार के हस्तक्षेप के कारण प्रतिबंधित है। दोनों विधियाँ ठोस क्रिस्टल बनाती हैं जिन्हें बाद में निर्माण की आवश्यकता होती है यदि एक समकोण सिलेंडर के अलावा एक ज्यामिति की आवश्यकता होती है। उत्पादित ठोस क्रिस्टल में एक महीन लैमेलर संरचना होती है। अन्य दो तकनीकें, सिंटर पाउडर कॉम्पैक्ट और पॉलिमर मैट्रिक्स कंपोजिट, पाउडर आधारित हैं। ये तकनीकें जटिल ज्यामिति और विस्तार की अनुमति देती हैं। हालांकि, उपयोग किए गए सांचों के कारण आकार 10 मिमी व्यास और 100 मिमी लंबाई तक सीमित है। इन पाउडर आधारित विधियों की परिणामी सूक्ष्म संरचनाएँ ठोस क्रिस्टल से भिन्न होती हैं क्योंकि उनमें लैमेलर संरचना नहीं होती है और उनका घनत्व कम होता है। हालाँकि, सभी विधियों में समान मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुण होते हैं। आकार प्रतिबंध के कारण, टर्फेनॉल-डी का उत्पादन करने के लिए एमबी सबसे अच्छी प्रक्रिया है, हालांकि यह एक श्रम-गहन विधि है। एमबी जैसी एक नई प्रक्रिया ईटी-राइमा क्रिस्टल ग्रोथ (ईसीजी) है जिसके परिणामस्वरूप बड़े व्यास वाले टर्फेनॉल-डी क्रिस्टल और मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रदर्शन में वृद्धि होती है। ई. टी.-राइमा का उपयोग करके सामग्री के पूरे जीवन में टर्फेनॉल-डी के मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुणों की विश्वसनीयता में वृद्धि होती है। टर्फेनॉल-डी में कुछ मामूली कमियां हैं जो इसके भौतिक गुणों से उत्पन्न होती हैं। टर्फेनॉल-डी में कम लचीलापन और कम फ्रैक्चर प्रतिरोध होता है। इसे हल करने के लिए, कम्पोजिट बनाने के लिए पॉलिमर और अन्य धातुओं में टर्फेनॉल-डी जोड़ा गया है। पॉलिमर में मिलाने पर, परिणामी यौगिक की कठोरता कम होती है। जब नमनीय धातु बंधनकों के साथ टर्फेनॉल-डी के यौगिक बनाए जाते हैं, तो परिणामी सामग्री में कम मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव गुणों के साथ कठोरता और लचीलापन बढ़ जाता है। ये धातु संमिश्रण विस्फोट संपीड़न द्वारा बनाए जा सकते हैं। टर्फेनॉल-डी मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण पर किए गए एक अध्ययन में, तांबे और टर्फेनॉल-डी का उपयोग करके बनाए गए परिणामी मिश्र धातुओं में शक्ति और कठोरता मूल्यों में वृद्धि हुई थी, जो इस सिद्धांत का समर्थन करता है कि नमनीय धातु बाइंडर और टर्फेनॉल-डी के यौगिकों के परिणामस्वरूप एक मजबूत और अधिक नमनीय सामग्री होती है। गाल्फेनॉल संदर्भ बाहरी लिंक http://tdvib.com/terfenol-d दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु टर्बियम इंटरमेटेलिक्स भी देखें।