Terfenol-D
ٹرفینول-ڈی، فارمولا (x ≈ 0.3) کا مرکب، ایک مقناطیسی رکاوٹ والا مواد ہے۔ اسے ابتدائی طور پر 1970 کی دہائی میں ریاستہائے متحدہ میں نیول آرڈیننس لیبارٹری نے تیار کیا تھا۔ مواد کو مؤثر طریقے سے تیار کرنے کی ٹیکنالوجی 1980 کی دہائی میں امیس لیبارٹری میں امریکی بحریہ کے مالی تعاون سے چلنے والے پروگرام کے تحت تیار کی گئی تھی۔ اس کا نام ٹیربیم، آئرن (فی)، نیول آرڈیننس لیبارٹری (این او ایل) کے نام پر رکھا گیا ہے، اور ڈی ڈیسپروزیم سے آتا ہے۔ جسمانی خصوصیات مرکب دھات میں کسی بھی مرکب دھات کی سب سے زیادہ مقناطیسی رگڑ ہوتی ہے، جو سنترپتی کے وقت 0.002 m/m تک ہوتی ہے۔ یہ مقناطیسی میدان میں پھیلتا اور سکڑتا ہے۔ ٹرفینول-ڈی میں ایک بڑی مقناطیسی رگڑ قوت، اعلی توانائی کی کثافت، کم آواز کی رفتار، اور کم ینگ ماڈیولس ہے۔ اس کی سب سے زیادہ خالص شکل میں، اس میں کم لچک اور کم فریکچر مزاحمت بھی ہے۔ Terfenol-D ایک سرمئی مرکب ہے جس میں اس کے بنیادی اجزاء کے مختلف ممکنہ تناسب ہوتے ہیں جو ہمیشہ کے فارمولے پر عمل کرتے ہیں۔ ڈیسپروزیم کے اضافے نے مرکب دھات کو مقناطیسی میدانوں کی نچلی سطح کی ضرورت بنا کر مقناطیسی تعطل کے ردعمل کو متاثر کرنا آسان بنا دیا۔ جب Tb اور Dy کا تناسب بڑھایا جاتا ہے، تو اس کے نتیجے میں مرکب دھات کی مقناطیسی رکاوٹ خصوصیات −200 °C تک کم درجہ حرارت پر کام کریں گی، اور جب کم ہو جائے گی، تو یہ زیادہ سے زیادہ 200 °C پر کام کر سکتی ہے۔ ٹرفینول-ڈی کی ساخت اس پر مقناطیسی میدان لگانے پر اسے ایک بڑا مقناطیسی رگڑ اور مقناطیسی بہاؤ حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ معاملہ کمپریسیو تناؤ کی ایک بڑی رینج کے لیے موجود ہے، جس میں کم ہونے والے میگنیٹوسٹریکشن کے رجحان کے ساتھ جیسے جیسے کمپریسیو تناؤ بڑھتا ہے۔ مقناطیسی بہاؤ اور کمپریشن کے درمیان بھی ایک تعلق ہے جس میں جب کمپریسیو تناؤ بڑھتا ہے تو مقناطیسی بہاؤ کم تیزی سے تبدیل ہوتا ہے۔ ٹرفینول-ڈی زیادہ تر اپنی میگنیٹوسٹریکٹو خصوصیات کے لیے استعمال ہوتا ہے، جس میں مقناطیسیت نامی عمل میں مقناطیسی شعبوں کے سامنے آنے پر یہ شکل بدلتا ہے۔ مقناطیسی حرارت کے علاج سے ٹی بی اور ڈی کے مخصوص تناسب کے لیے کم کمپریسیو تناؤ پر ٹرفینول-ڈی کی مقناطیسی رگڑ کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ ایپلی کیشنز اس کی مادی خصوصیات کی وجہ سے، ٹرفینول-ڈی کم تعدد، اعلی طاقت والے زیر آب صوتیات کی تیاری میں استعمال کے لیے بہترین ہے۔ اس کا ابتدائی اطلاق بحری سونار نظام میں تھا۔ یہ میگنیٹو مکینیکل سینسرز، ایکچوایٹرز، اور صوتی اور الٹراسونک ٹرانسڈیوسرز میں اپنی اعلی توانائی کی کثافت اور بڑی بینڈوڈتھ صلاحیتوں کی وجہ سے ایپلی کیشن دیکھتا ہے، مثال کے طور پر۔ ساؤنڈ بگ ڈیوائس میں (فیوونک کی طرف سے اس کی پہلی تجارتی ایپلی کیشن)۔ اس کا تناؤ دوسرے عام طور پر استعمال ہونے والے مواد (پی زیڈ ٹی 8) سے بھی بڑا ہے، جو ٹرفینول-ڈی ٹرانسڈیوسرز کو ماضی کے ٹرانسڈیوسرز کے مقابلے سمندر کی تلاش کے لیے زیادہ گہرائی تک پہنچنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس کا کم ینگ ماڈیولس بڑی گہرائی میں کمپریشن کی وجہ سے کچھ پیچیدگیاں لاتا ہے، جن پر ٹرانسڈیوسر ڈیزائنوں میں قابو پایا جاتا ہے جو 1000 فٹ گہرائی تک پہنچ سکتے ہیں اور صرف 1 ڈی بی کی تھوڑی سی درستگی کھو دیتے ہیں۔ اس کی اعلی درجہ حرارت کی حد کی وجہ سے، ٹرفینول-ڈی گہرے سوراخ کے صوتی ٹرانسڈیوسرز میں بھی مفید ہے جہاں ماحول زیادہ دباؤ اور تیل کے سوراخ جیسے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔ ٹرفینول-ڈی کو ہائیڈرولک والو ڈرائیوروں کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے کیونکہ اس میں زیادہ دباؤ اور زیادہ طاقت کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ اسی طرح، ڈیزل انجنوں کے لیے فیول انجیکٹرز میں استعمال کے لیے میگنیٹوسٹریکٹو ایکچوایٹرز پر بھی غور کیا گیا ہے کیونکہ زیادہ دباؤ پیدا کیا جا سکتا ہے۔ مینوفیکچرنگ ٹرانسڈیوسرز میں ٹرفینول-ڈی کے استعمال میں اضافے کے لیے نئی پیداواری تکنیکوں کی ضرورت تھی جس سے پیداوار کی شرح اور معیار میں اضافہ ہوا کیونکہ اصل طریقے ناقابل اعتماد اور چھوٹے پیمانے کے تھے۔ ٹرفینول-ڈی تیار کرنے کے لیے چار طریقے استعمال کیے جاتے ہیں، جو فری اسٹینڈ زون پگھلنا، ترمیم شدہ برج مین، سنٹرڈ پاؤڈر کمپیکٹ، اور پولیمر میٹرکس کمپوزائٹس ہیں۔ پہلے دو طریقے، فری اسٹینڈ زون پگھلنا (ایف ایس زیڈ ایم) اور ترمیم شدہ برج مین (ایم بی)، ٹرفینول-ڈی تیار کرنے کے قابل ہیں جن میں زیادہ مقناطیسی رکاوٹ کی خصوصیات اور توانائی کی کثافت ہوتی ہے۔ تاہم، ٹرفینول-ڈی کی سطح کے تناؤ اور کس طرح ایف ایس زیڈ ایم کے عمل میں مواد کو محدود کرنے کے لیے کوئی کنٹینر نہیں ہے اس کی وجہ سے ایف ایس زیڈ ایم 8 ملی میٹر قطر سے بڑی چھڑی تیار نہیں کر سکتا۔ ایم بی عمل کم از کم 10 ملی میٹر قطر کا سائز پیش کرتا ہے اور صرف کرسٹل کی نشوونما میں دیوار کی مداخلت کی وجہ سے محدود ہے۔ دونوں طریقے ٹھوس کرسٹل بناتے ہیں جن کی بعد میں تیاری کی ضرورت ہوتی ہے اگر دائیں زاویہ سلنڈر کے علاوہ کسی اور جیومیٹری کی ضرورت ہو۔ پیدا ہونے والے ٹھوس کرسٹل میں ایک عمدہ لیمیلر ڈھانچہ ہوتا ہے۔ دیگر دو تکنیکیں، سنٹرڈ پاؤڈر کمپیکٹ اور پولیمر میٹرکس کمپوزائٹس، پاؤڈر پر مبنی ہیں۔ یہ تکنیکیں پیچیدہ جیومیٹری اور تفصیل کی اجازت دیتی ہیں۔ تاہم، استعمال شدہ سانچوں کی وجہ سے سائز 10 ملی میٹر قطر اور 100 ملی میٹر لمبائی تک محدود ہے۔ ان پاؤڈر پر مبنی طریقوں کے نتیجے میں مائکرو اسٹرکچرز ٹھوس کرسٹل سے مختلف ہوتے ہیں کیونکہ ان میں لیمیلر ڈھانچہ نہیں ہوتا ہے اور ان کی کثافت کم ہوتی ہے۔ تاہم، تمام طریقوں میں یکساں میگنیٹوسٹریکٹو خصوصیات ہیں۔ سائز کی پابندی کی وجہ سے، ٹرفینول-ڈی تیار کرنے کے لیے ایم بی بہترین عمل ہے، تاہم یہ ایک محنت کش طریقہ ہے۔ ایم بی کی طرح ایک نیا عمل ای ٹی-ریما کرسٹل گروتھ (ای سی جی) ہے جس کے نتیجے میں بڑے قطر والے ٹرفینول-ڈی کرسٹل اور میگنیٹوسٹریکٹو کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ ای ٹی-ریما کا استعمال کرتے ہوئے مواد کی پوری زندگی میں ٹرفینول-ڈی کی میگنیٹوسٹریکٹو خصوصیات کی وشوسنییتا میں اضافہ ہوتا ہے۔ ٹرفینول-ڈی میں کچھ معمولی خامیاں ہیں جو اس کی مادی خصوصیات سے پیدا ہوتی ہیں۔ ٹرفینول-ڈی میں کم لچک اور کم فریکچر مزاحمت ہے۔ اس کو حل کرنے کے لیے، کمپوزائٹس بنانے کے لیے پولیمر اور دیگر دھاتوں میں ٹرفینول-ڈی شامل کیا گیا ہے۔ جب پولیمر میں ملایا جاتا ہے تو اس کے نتیجے میں بننے والے مرکب کی سختی کم ہوتی ہے۔ جب ڈکٹائل میٹل بائنڈرز کے ساتھ ٹرفینول-ڈی کے مرکب بنائے جاتے ہیں، تو اس کے نتیجے میں بننے والے مواد نے کم میگنیٹوسٹریکٹو خصوصیات کے ساتھ سختی اور ڈکٹیلٹی میں اضافہ کیا ہے۔ یہ دھاتی مرکبات دھماکے کے مرکب سے بن سکتے ہیں۔ ٹرفینول-ڈی مرکب دھاتوں کی پروسیسنگ پر کیے گئے ایک مطالعے میں، تانبے اور ٹرفینول-ڈی کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے نتیجے میں مرکب دھاتوں میں طاقت اور سختی کی اقدار میں اضافہ ہوا، جو اس نظریہ کی حمایت کرتا ہے کہ ڈکٹائل میٹل بائنڈرز اور ٹرفینول-ڈی کے مرکب ایک مضبوط اور زیادہ ڈکٹائل مواد کا نتیجہ ہیں۔ گیلفینول حوالہ جات بیرونی روابط http://tdvib.com/terfenol-d نایاب زمین کے مرکب ٹیربیم انٹرمیٹالکس بھی دیکھیں۔