Barium ferrite
بیریوم فیرائٹ، مختصر بی اے ایف ای، بی اے ایم، فارمولا بی اے ایف ای 12 او 19 والا کیمیائی مرکب ہے۔ یہ اور متعلقہ فیرائٹ مواد مقناطیسی پٹی کارڈز اور لاؤڈ اسپیکر میگیٹس کے اجزاء ہیں۔ بی اے ایف ای کو بی اے 2 + (فی 3 +) 12 (او 2 −) 19 کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ فی 3 + مراکز فیرمیگنیٹک طور پر جڑے ہوتے ہیں، اور بی اے ایم کے ایک یونٹ سیل میں 40 ایم بی کا خالص مقناطیسی مومنٹ ہوتا ہے۔ ٹیکنالوجی کے اس شعبے کو عام طور پر میٹریل سائنس اور سالڈ اسٹیٹ کیمسٹری کے متعلقہ شعبوں کا اطلاق سمجھا جاتا ہے۔ بیریوم فیرائٹ ایک انتہائی مقناطیسی مواد ہے، جس میں پیکنگ کی کثافت زیادہ ہوتی ہے، اور یہ ایک دھاتی آکسائڈ ہے۔ اس مواد کے مطالعے کی تاریخ کم از کم 1931 تک ہے، اور اس نے مقناطیسی کارڈ کی پٹیوں، اسپیکرز اور مقناطیسی ٹیپوں میں ایپلی کیشنز پائی ہیں۔ خاص طور پر ایک ایسا شعبہ جس میں اسے کامیابی ملی ہے وہ ہے طویل مدتی ڈیٹا اسٹوریج ؛ یہ مواد مقناطیسی ہے، جو درجہ حرارت کی تبدیلی، کٹاؤ اور آکسیکرن کے خلاف مزاحم ہے۔ کیمیائی ڈھانچہ فی 3 + مراکز، اعلی اسپن ڈی 5 ترتیب کے ساتھ، فیرمیگنیٹک طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ ٹیکنالوجی کے اس شعبے کو عام طور پر میٹریل سائنس اور سالڈ اسٹیٹ کیمسٹری کے متعلقہ شعبوں کا اطلاق سمجھا جاتا ہے۔ صنعتی طور پر مفید "ہیکساگونل فیریٹس" کا ایک متعلقہ خاندان جانا جاتا ہے، جس میں بیریوم بھی ہوتا ہے۔ عام اسپنل ڈھانچے کے برعکس، ان مواد میں آکسائڈ کے مسدس بند پیک فریم ورک کی خصوصیت ہوتی ہے۔ مزید برآں، آکسیجن کے کچھ مراکز کی جگہ بی اے 2 + آئن لے لیتے ہیں۔ ان انواع کے فارمولوں میں بی اے ایف ای 12 او 19، بی اے ایف ای 15 او 23، اور بی اے ایف ای 18 او 27 شامل ہیں۔ بیریوم کلورائڈ، فیرس کلورائڈ، پوٹاشیم نائٹریٹ، اور سوڈیم ہائیڈروکسائڈ کو 2:1 کے ہائیڈرو آکسائیڈ اور کلورائڈ کے ارتکاز کے تناسب کے ساتھ ملا کر، بیریوم فیرائٹ کے کرسٹل بنانے کے لیے ایک مرحلہ ہائیڈرو تھرمل عمل استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نینو ذرات فیرک نائٹریٹ، بیریوم کلورائڈ، سوڈیم سائٹریٹ اور سوڈیم ہائیڈروکسائڈ سے تیار کیے جاتے ہیں۔ تاہم، عام تیاری آئرن (III) آکسائڈ کے ساتھ بیریوم کاربونیٹ کا حساب لگانا ہے: بی اے سی او 3 + 6 ایف ای 2 او 3-> [\text {Δ}] بی اے ایف ای 12 او 19 + سی او 2 پراپرٹیز بیریوم فیرائٹ کو طویل مدتی ڈیٹا اسٹوریج کے لیے سمجھا گیا ہے۔ یہ مواد نمی اور کٹاؤ سمیت متعدد مختلف ماحولیاتی دباؤ کے خلاف مزاحم ثابت ہوا ہے۔ چونکہ فیرائٹس پہلے ہی آکسائڈائز ہو چکے ہوتے ہیں اس لیے اسے مزید آکسائڈائز نہیں کیا جا سکتا۔ یہ ایک وجہ ہے کہ فیرائٹس کٹاؤ کے لیے اتنے مزاحم ہوتے ہیں۔ بیریوم فیرائٹ تھرمل ڈیمیگنیٹائزیشن کے خلاف بھی مزاحم ثابت ہوا، ایک اور مسئلہ جو طویل مدتی اسٹوریج کے ساتھ عام ہے۔ کیوری کا درجہ حرارت عام طور پر تقریبا 450 سینٹی گریڈ (723 K) ہوتا ہے۔ جب بیریوم فیرائٹ میگیٹس درجہ حرارت میں بڑھتے ہیں، تو ان کی اعلی اندرونی جبر میں بہتری آتی ہے، یہی وہ چیز ہے جو اسے تھرمل ڈیمیگنیٹائزیشن کے لیے زیادہ مزاحم بناتی ہے۔ فیرائٹ میگنےٹ واحد قسم کے میگنےٹ ہیں جو درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ڈیمیگنیٹائزیشن کے لیے کافی حد تک زیادہ مزاحم ہو جاتے ہیں۔ بیریوم فیرائٹ کی یہ خصوصیت اسے موٹر اور جنریٹر کے ڈیزائن اور لاؤڈ اسپیکر ایپلی کیشنز میں بھی مقبول انتخاب بناتی ہے۔ فیرائٹ میگنےٹس کو 300 ڈگری سیلسیس تک کے درجہ حرارت میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جو اسے اوپر بیان کردہ ایپلی کیشنز میں استعمال کرنے کے لیے بہترین بناتا ہے۔ فیرائٹ میگنےٹ انتہائی اچھے موصلیت ہوتے ہیں اور کسی بھی برقی کرنٹ کو ان میں سے گزرنے نہیں دیتے اور وہ ٹوٹے ہوئے ہوتے ہیں جو ان کی سیرامک خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں۔ فیرائٹ میگنےٹس میں مشینی خصوصیات بھی اچھی ہوتی ہیں، جو مواد کو کئی شکلوں اور سائز میں کاٹنے کی اجازت دیتی ہیں۔ کیمیائی خصوصیات بیریوم فیرائٹس مضبوط مٹی کے برتن ہوتے ہیں جو عام طور پر نمی اور کٹاؤ کے خلاف مستحکم ہوتے ہیں۔ بی اے ایف ای بھی ایک آکسائڈ ہے لہذا یہ آکسیکرن کی وجہ سے اتنا نہیں ٹوٹتا جتنا کہ دھات کی مرکب دھات کر سکتی ہے۔ بی اے ایف ای کو زندگی کی توقع بہت زیادہ دیتی ہے۔ میکانکی خصوصیات دھات کے ذرات (ایم پی) کو ٹیپ اور مقناطیسی سٹرپس پر ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے لیکن وہ اعلی صلاحیت کے ڈیٹا اسٹوریج کے لیے اپنی حد تک پہنچ چکے ہیں۔ ڈیٹا ٹیپ پر اپنی صلاحیت (25x) بڑھانے کے لیے ایم پی کو ٹیپ کی لمبائی (45 ٪) اور ٹریک کثافت (500%) میں اضافہ کرنا پڑا جس کی وجہ سے انفرادی ذرات کے سائز کو کم کرنا ضروری ہو گیا۔ جیسے جیسے ذرات کا سائز کم ہوتا گیا، ایم پی کے آکسیکرن اور بگاڑ کو روکنے کے لیے درکار غیر فعال کوٹنگ کو موٹا ہونا پڑا۔ اس نے ایک مسئلہ پیش کیا کیونکہ جیسے جیسے پاسیوشن کوٹنگ موٹی ہوتی گئی، شور کے تناسب کے لیے قابل قبول سگنل حاصل کرنا مشکل ہوتا گیا۔ بیریوم فیرائٹ مکمل طور پر ایم پی کلاسوں سے باہر ہے، زیادہ تر اس لیے کہ بی اے ایف ای پہلے ہی اپنی آکسیڈائزڈ حالت میں ہے اور اس لیے حفاظتی کوٹنگ کے ذریعے اس کے سائز میں محدود نہیں ہے۔ اس کے ہیکساگونل پیٹرن کی وجہ سے ایم پی جیسی غیر منظم چھڑی کے مقابلے میں اسے منظم کرنا آسان ہے۔ ایک اور عنصر ذرات کے سائز میں فرق ہے، ایم پی میں سائز 40 سے 100 این ایم تک ہوتا ہے جبکہ بی اے ایف ای صرف 20 این ایم ہوتا ہے۔ لہذا سب سے چھوٹا ایم پی ذرہ اب بھی بی اے ایف ای ذرات کے سائز سے دوگنا ہے۔ ایپلی کیشنز بیریوم فیرائٹ کا استعمال ریکارڈنگ میڈیا، مستقل مقناطیس، اور مقناطیسی پٹی والے کارڈ (کریڈٹ کارڈ، ہوٹل کی چابیاں، شناختی کارڈ) جیسی ایپلی کیشنز میں کیا جاتا ہے۔ مواد کے استحکام کی وجہ سے، اسے سائز میں بہت کم کیا جا سکتا ہے، جس سے پیکنگ کی کثافت بہت زیادہ ہو جاتی ہے۔ اس سے پہلے کے میڈیا آلات ریکارڈ کرنے کے لیے ضروری جبر کی اقدار حاصل کرنے کے لیے ڈوپڈ ایسکیولر آکسائیڈ مواد کا استعمال کرتے تھے۔ حالیہ دہائیوں میں، بیریوم فیرائٹ نے ایسکیولر آکسائڈز کی جگہ لے لی ہے۔ بغیر کسی ڈوپینٹ کے، ایسکیولر آکسائڈز بہت کم جبر کی اقدار پیدا کرتے ہیں، جس سے مواد بہت مقناطیسی طور پر نرم ہو جاتا ہے، جبکہ بیریوم فیرائٹ کی اعلی جبر کی سطح مواد کو مقناطیسی طور پر سخت بنا دیتی ہے اور اس طرح مواد کی ایپلی کیشنز کو ریکارڈ کرنے کے لیے ایک اعلی انتخاب ہے۔ بیریوم فیرائٹ کا استعمال کرتے ہوئے مقناطیسی سٹرپس آئی ڈی کارڈ مقناطیسی فنگر پرنٹ سے بنائے جاتے ہیں جو ان کی شناخت کرتے ہیں، جس سے قارئین خود کیلیبریٹ کر سکتے ہیں۔ اسپیکر میگیٹس بیریوم فیرائٹ اسپیکر میگیٹس کے لیے ایک عام مواد ہے۔ مواد کو سنٹرنگ نامی عمل کا استعمال کرتے ہوئے تقریبا کسی بھی شکل اور سائز میں بنایا جا سکتا ہے، جس کے ذریعے پاؤڈرڈ بیریوم فیرائٹ کو سڑنا میں دبایا جاتا ہے، اور پھر گرم کیا جاتا ہے جب تک کہ یہ ایک ساتھ فیوز نہ ہو جائے۔ بیریوم فیرائٹ اپنی مقناطیسی خصوصیات کو برقرار رکھتے ہوئے ایک ٹھوس بلاک میں بدل جاتا ہے۔ میگیٹس میں ڈیمیگنیٹائزیشن کے خلاف بہترین مزاحمت ہوتی ہے، جس کی وجہ سے وہ طویل عرصے تک اسپیکر یونٹس میں مفید ثابت ہوتے ہیں۔ ٹیپ ڈیٹا اسٹوریج میڈیا بیریوم فیرائٹ انٹرپرائز کی سطح اور اجناس لکیری ٹیپ اوپن (ایل ٹی او) ٹیپ اسٹوریج میڈیا کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس کی زیادہ کثافت کی وجہ سے، بیریوم فیرائٹ نے سابقہ دھاتی ذرہ (ایم پی) میڈیا ٹیکنالوجی کے مقابلے انٹرپرائز اور ایل ٹی او ٹیپ دونوں میں ڈیٹا کی صلاحیت میں بہتری لائی ہے۔ میدان میں ہونے والی پیش رفت کے نتیجے میں بی اے ایف ای ذرات کا سائز بھی کم ہو کر تقریبا 20 این ایم رہ گیا ہے۔ یہ ایم پی ٹیکنالوجی سے متصادم ہے، جس میں ذرات کو 100 این ایم سے آگے سکڑنے میں دشواری ہوتی ہے۔ بیریوم فیرائٹ میں ذرات کی مخصوص شکل کی وجہ سے زیادہ تر دیگر دھاتی ذرات کے مقابلے میں پیکنگ کی بہتر خصوصیات ہیں۔ اس سے مقناطیسی واقفیت پر بہتر کنٹرول اور سگنل سے شور کی خصوصیات میں بہتری آتی ہے۔ قدرتی موجودگی مرکب فطرت میں پایا جاتا ہے، حالانکہ یہ بہت کم ہوتا ہے۔ اسے بیریوفیرائٹ کہا جاتا ہے اور اس کا تعلق پائرومیٹامورفزم سے ہے۔ حوالہ جات بیریوم مرکبات فیریٹس