మోటార్లు కోసం అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాల చరిత్ర

అరుదైన భూమి మూలకాలు (అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాలు) ఆవర్తన పట్టిక మధ్యలో ఉన్న 17 లోహ మూలకాలు (పరమాణు సంఖ్యలు 21, 39, మరియు 57-71) అసాధారణమైన ఫ్లోరోసెంట్, వాహక మరియు అయస్కాంత లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ఇనుము వంటి సాధారణ లోహాలకు విరుద్ధంగా ఉంటాయి) చాలా ఉపయోగకరంగా ఉన్నప్పుడు మిశ్రమం లేదా చిన్న మొత్తంలో మిశ్రమంగా ఉంటుంది. భౌగోళికంగా చెప్పాలంటే, అరుదైన భూమి మూలకాలు ముఖ్యంగా అరుదైనవి కావు. ఈ లోహాల నిక్షేపాలు ప్రపంచంలోని అనేక ప్రాంతాలలో కనిపిస్తాయి మరియు కొన్ని మూలకాలు రాగి లేదా టిన్‌తో సమానంగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, అరుదైన భూమి మూలకాలు చాలా ఎక్కువ సాంద్రతలలో కనుగొనబడలేదు మరియు తరచుగా ఒకదానితో ఒకటి లేదా యురేనియం వంటి రేడియోధార్మిక మూలకాలతో కలపబడతాయి. అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క రసాయన లక్షణాలు చుట్టుపక్కల పదార్థాల నుండి వేరు చేయడం కష్టతరం చేస్తాయి మరియు ఈ లక్షణాలు వాటిని శుద్ధి చేయడం కష్టతరం చేస్తాయి. ప్రస్తుత ఉత్పత్తి పద్ధతులకు పెద్ద మొత్తంలో ధాతువు అవసరం మరియు రేడియోధార్మిక నీరు, టాక్సిక్ ఫ్లోరిన్ మరియు యాసిడ్‌లతో సహా ప్రాసెసింగ్ పద్ధతుల నుండి వచ్చే వ్యర్థాలతో అరుదైన ఎర్త్ లోహాలను మాత్రమే చిన్న మొత్తంలో తీయడానికి పెద్ద మొత్తంలో ప్రమాదకర వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

కనుగొనబడిన మొట్టమొదటి శాశ్వత అయస్కాంతాలు స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని అందించే ఖనిజాలు. 19వ శతాబ్దం ప్రారంభం వరకు, అయస్కాంతాలు పెళుసుగా, అస్థిరంగా ఉండేవి మరియు కార్బన్ స్టీల్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి. 1917లో, జపాన్ కోబాల్ట్ మాగ్నెట్ స్టీల్‌ను కనుగొంది, ఇది మెరుగుదలలు చేసింది. శాశ్వత అయస్కాంతాల పనితీరు వారి ఆవిష్కరణ నుండి మెరుగుపడటం కొనసాగింది. 1930లలో అల్నికోస్ (అల్/ని/కో మిశ్రమాలు) కోసం, ఈ పరిణామం గరిష్ట సంఖ్యలో పెరిగిన శక్తి ఉత్పత్తి (BH) గరిష్టంగా వ్యక్తీకరించబడింది, ఇది శాశ్వత అయస్కాంతాల నాణ్యతా కారకాన్ని బాగా మెరుగుపరిచింది మరియు అయస్కాంతాల యొక్క నిర్దిష్ట పరిమాణంలో, గరిష్ట శక్తి సాంద్రతను అయస్కాంతాలను ఉపయోగించి యంత్రాలలో ఉపయోగించగల శక్తిగా మార్చవచ్చు.

నెదర్లాండ్స్‌లోని ఫిలిప్స్ ఇండస్ట్రియల్ రీసెర్చ్‌కు చెందిన భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాలలో 1950లో మొదటి ఫెర్రైట్ అయస్కాంతం అనుకోకుండా కనుగొనబడింది. ఒక సహాయకుడు పొరపాటున దానిని సంశ్లేషణ చేశాడు - అతను సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌గా అధ్యయనం చేయడానికి మరొక నమూనాను సిద్ధం చేయాల్సి ఉంది. ఇది వాస్తవానికి అయస్కాంతమని కనుగొనబడింది, కాబట్టి ఇది అయస్కాంత పరిశోధన బృందానికి పంపబడింది. అయస్కాంతం వలె దాని మంచి పనితీరు మరియు తక్కువ ఉత్పత్తి వ్యయం కారణంగా. అలాగే, ఇది ఫిలిప్స్-అభివృద్ధి చేసిన ఉత్పత్తి, ఇది శాశ్వత అయస్కాంతాల వినియోగంలో వేగవంతమైన పెరుగుదలకు నాంది పలికింది.

1960 లలో, మొదటి అరుదైన భూమి అయస్కాంతాలు(అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాలు)లాంతనైడ్ మూలకం, యట్రియం యొక్క మిశ్రమాల నుండి తయారు చేయబడ్డాయి. అవి అధిక సంతృప్త అయస్కాంతీకరణ మరియు డీమాగ్నెటైజేషన్‌కు మంచి నిరోధకత కలిగిన బలమైన శాశ్వత అయస్కాంతాలు. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అవి ఖరీదైనవి, పెళుసుగా మరియు అసమర్థమైనవి అయినప్పటికీ, వాటి అప్లికేషన్‌లు మరింత సందర్భోచితంగా మారడంతో అవి మార్కెట్‌ను ఆధిపత్యం చేయడం ప్రారంభించాయి. వ్యక్తిగత కంప్యూటర్ల యాజమాన్యం 1980లలో విస్తృతంగా వ్యాపించింది, దీని అర్థం హార్డ్ డ్రైవ్‌ల కోసం శాశ్వత అయస్కాంతాలకు అధిక డిమాండ్ ఏర్పడింది.

సమారియం-కోబాల్ట్ వంటి మిశ్రమాలు 1960ల మధ్యకాలంలో మొదటి తరం పరివర్తన లోహాలు మరియు అరుదైన ఎర్త్‌లతో అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు 1970ల చివరలో, కాంగోలో అస్థిర సరఫరాల కారణంగా కోబాల్ట్ ధర తీవ్రంగా పెరిగింది. ఆ సమయంలో, అత్యధిక సమారియం-కోబాల్ట్ శాశ్వత అయస్కాంతాలు (BH) మాక్స్ అత్యధికం మరియు పరిశోధనా సంఘం ఈ అయస్కాంతాలను భర్తీ చేయాల్సి వచ్చింది. కొన్ని సంవత్సరాల తరువాత, 1984లో, Nd-Fe-B ఆధారంగా శాశ్వత అయస్కాంతాల అభివృద్ధిని మొదట సగావా మరియు ఇతరులు ప్రతిపాదించారు. సుమిటోమో స్పెషల్ మెటల్స్ వద్ద పౌడర్ మెటలర్జీ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడం, జనరల్ మోటార్స్ నుండి మెల్ట్ స్పిన్నింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం. దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా, (BH) గరిష్టం దాదాపు ఒక శతాబ్దంలో మెరుగుపడింది, ఉక్కు కోసం ≈1 MGOe వద్ద ప్రారంభమై గత 20 సంవత్సరాలలో NdFeB అయస్కాంతాల కోసం దాదాపు 56 MGOeకి చేరుకుంది.

పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో స్థిరత్వం ఇటీవల ప్రాధాన్యత సంతరించుకుంది మరియు అధిక సరఫరా ప్రమాదం మరియు ఆర్థిక ప్రాముఖ్యత కారణంగా దేశాలు కీలక ముడి పదార్థాలుగా గుర్తించబడిన అరుదైన భూమి మూలకాలు, కొత్త అరుదైన భూమి-రహిత శాశ్వత అయస్కాంతాలపై పరిశోధన కోసం ప్రాంతాలను తెరిచాయి. ఇటీవలి దశాబ్దాలలో అందుబాటులో ఉన్న అన్ని కొత్త సాధనాలు మరియు పద్ధతులను ఉపయోగించి ముందుగా అభివృద్ధి చేయబడిన శాశ్వత అయస్కాంతాలు, ఫెర్రైట్ అయస్కాంతాలను తిరిగి చూడడం మరియు వాటిని మరింత అధ్యయనం చేయడం సాధ్యమైన పరిశోధన దిశ. అరుదైన-భూమి అయస్కాంతాలను పచ్చని, మరింత సమర్థవంతమైన ప్రత్యామ్నాయాలతో భర్తీ చేయాలని భావిస్తున్న అనేక సంస్థలు ఇప్పుడు కొత్త పరిశోధన ప్రాజెక్టులపై పనిచేస్తున్నాయి.