NdFeB காந்தங்கள்: காந்தம் உருவாக்கும் திறனில் இந்தியாவின் காணாமல் போன வரைபடம்

செய்திகளில் ஏன்?

செப்டம்பர் 21 அன்று The Hindu இதழில் வந்த கொள்கைப் பகுப்பாய்வு, இந்தியாவின் (India) நிரந்தர-காந்தத் தொழில்துறை திறன்களை எவ்வளவு நன்றாக அளவிடுகிறது என்று கேள்வி எழுப்பியது. கனிம வளங்களில் இருந்து மட்டுமே தயார்நிலையை மதிப்பிடுவதை விட, முழு உற்பத்தி சங்கிலியையும் வரைபடமாக்க ஆசிரியர்கள் வாதிட்டனர். நியோடைமியம்-இரும்பு-போரான் (Neodymium–iron–boron) காந்தங்கள், பொதுவாக NdFeB காந்தங்கள் என எழுதப்பட்டு, சிறிய கூறுகளில் வலுவான காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன. அவை பல மின்சார மோட்டார்கள் (motors), ஜெனரேட்டர்கள் (generators) மற்றும் மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒருங்கிணைந்த அரிய-பூமி காந்த உற்பத்திக்கான ஆதரவை இந்தியா ஏற்கனவே அங்கீகரித்துள்ளது, ஆனால் தாதுக்கள் இருப்பது தேவையான ஒவ்வொரு செயலாக்க திறனையும் நிறுவவில்லை. பகுப்பாய்வு இந்த இடைநிலை நிலைகளில் கவனத்தை ஈர்க்கிறது. உத்தேசிக்கப்பட்ட மேப்பிங் (mapping) கட்டமைப்பு என்பது ஒரு பகுப்பாய்வுப் பரிந்துரையாகும், புதிதாக அறிவிக்கப்பட்ட அரசுத் திட்டம் அல்லது திட்டமிட்ட தொழிற்சாலைகள் ஏற்கனவே செயல்படுகின்றன என்பதற்கான ஆதாரம் அல்ல.

நிரந்தர காந்தம் உண்மையில் என்ன பங்களிக்கிறது

ஒரு நிரந்தர காந்தம் அந்த புலத்தை உருவாக்க ஒரு தொடர்ச்சியான மின்சாரம் வழங்கப்படாமல் ஒரு காந்தப்புலத்தை பராமரிக்கிறது. ஒரு மின்சார மோட்டார் (motor) மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் சுருள்களுடன் இதைப் பயன்படுத்தலாம். தொடர்பு மெக்கானிக்கல் (mechanical) திருப்பு சக்தியை உருவாக்குகிறது. ஒரு ஜெனரேட்டர் (generator) இயக்கம் மற்றும் மின்சாரத்திற்கு இடையிலான தொடர்புடைய உறவு மூலம் செயல்படுகிறது. காந்தமே ஆற்றல் மூலமல்ல. மோட்டாருக்கு இன்னும் மின்சாரம் தேவைப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் ஜெனரேட்டருக்கு டர்பைன் (turbine) போன்ற ஒன்றிலிருந்து இயந்திர உள்ளீடு தேவைப்படுகிறது.

NdFeB முக்கிய கூறுகளை அடையாளம் காட்டுகிறது: நியோடைமியம் (neodymium), இரும்பு மற்றும் போரான் (boron). ஒரு முக்கியமான காந்த படிக கட்டம் Nd₂Fe₁₄B சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளது. எண்கள் அந்தக் கலவையில் உள்ள அணுக்களை விவரிக்கின்றன, ஒவ்வொரு வணிக காந்தத்திலும் ஒவ்வொரு தனிமத்தின் நிறை சதவீதத்தை அல்ல. உண்மையான தயாரிப்புகள் சிறிய சேர்த்தல்கள், நுண்ணிய தானியங்களின் ஏற்பாடு மற்றும் மேற்பரப்பு சிகிச்சை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. உற்பத்தியின் தரம், தயாரிப்புகள் ஒரே பரந்த பொருளின் பெயரைக் கொண்டிருக்கும் போது கூட செயல்திறனை மாற்றும்.

ஏன் பலம் மட்டும் போதாது

இந்த பொருட்கள் சிறிய இடைவெளிகளுக்குள் பொருத்துவதற்கு சக்திவாய்ந்த காந்தங்களை அனுமதிக்கின்றன, வடிவமைப்பாளர்களுக்கு சில மோட்டார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்களின் (actuators) அளவைக் குறைக்க உதவுகிறது. இருப்பினும், ஒரு பயனுள்ள காந்தம் சேவையின் போது அதன் காந்தமாக்கலை இழப்பதை எதிர்க்க வேண்டும். எதிரெதிர் காந்தப்புலத்தின் மூலம் டிமேக்னடைசேஷனுக்கான (demagnetisation) எதிர்ப்பை கோயர்சிவிட்டி (Coercivity) விவரிக்கிறது. வெப்பம் மற்றொரு முக்கியமான இயக்கக் கட்டுப்பாடு. அறை வெப்பநிலையில் நன்றாகச் செயல்படும் ஒரு கூறு வெப்பமான மோட்டருக்குள் (motor) பொருந்தாது. காந்த தரம் மற்றும் மோட்டார் (motor) வடிவமைப்பு அந்த சூழலுக்கு கணக்கிட வேண்டும்.

தேவைப்படும் நிலைமைகளின் கீழ் செயல்திறனை மேம்படுத்த சில தரங்கள் டிஸ்ப்ரோசியம் (dysprosium) அல்லது பிற சேர்த்தல்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. உற்பத்தியாளர்கள் அத்தகைய பொருட்களை எங்கு அதிக பங்களிப்பை அளிக்கிறார்கள், தேவைப்படும் அளவைக் குறைப்பதற்கான வழிகளையும் உருவாக்கியுள்ளனர். விநியோக பாதுகாப்பு ஏன் ஓரளவுக்கு பொருட்கள்-பொறியியல் பிரச்சினை என்பதை இது விளக்குகிறது. அதிக தாதுவைப் பெறுவதன் மூலம் மட்டுமே அதை தீர்க்க முடியாது. ஒரு காந்தம் பல ஆண்டுகளாக நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்பட வேண்டும் என்றால் அரிப்பு பாதுகாப்பு, பரிமாண துல்லியம் மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் செய்யக்கூடிய காந்த பண்புகளும் முக்கியம்.

ஒரு கனிம வைப்பு முதல் முடிக்கப்பட்ட கூறு வரை

உற்பத்திச் சங்கிலி கனிம பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் செறிவுடன் தொடங்குகிறது, ஆனால் அது அங்கு முடிவதில்லை. அரிய-பூமி கூறுகள் பிரிக்கப்பட்டு பொருத்தமான கலவைகளாக செயலாக்கப்பட வேண்டும். ஆக்சைடுகள் (Oxides) உலோகங்களாக மாற்றப்படுகின்றன, உலோகங்கள் கலவைகளாக மாறும், மற்றும் கலவையானது காந்தங்களாக தயாரிக்கப்படுகிறது. ஒரு மோட்டார் (motor) உற்பத்தியாளர் ஒரு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டிற்காக அந்த காந்தங்களை தகுதி பெற வேண்டும். இந்த நிலைகளுக்கு வெவ்வேறு உபகரணங்கள், இரசாயன செயல்முறைகள், திறன்கள் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடுகள் தேவை. ஒரு கட்டத்தில் வலிமை இருப்பது மற்றொரு கட்டத்தில் பலவீனத்தை நீக்காது.

பொதுவான சின்டர் (sintered)-காந்த வழியில், அலாய் (alloy) தூள் சீரமைக்கப்பட்டு, அழுத்தப்பட்டு சூடுபடுத்தப்படுகிறது, இதனால் துகள்கள் ஒரு திடமான உடலில் இணைகின்றன. ஆக்சிஜன் (oxygen), துகள் அளவு மற்றும் தானிய அமைப்பு ஆகியவற்றின் மீதான கட்டுப்பாடு முடிவை பாதிக்கிறது. கூறு அதன் பயனரைச் சென்றடைவதற்கு முன் முடித்தல் மற்றும் பாதுகாப்பு சிகிச்சை பின்பற்றப்படும். இதனால்தான் ஒரு சுரங்கத்தின் வெளியீடு, ஒரு பிரிப்பு ஆலையின் வெளியீடு மற்றும் ஒரு காந்த தொழிற்சாலையின் வெளியீடு ஆகியவை ஒருவருக்கொருவர் மாற்றக்கூடிய திறன் அளவீடுகள் அல்ல. அவர்கள் சங்கிலியின் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் வெவ்வேறு தயாரிப்புகளைக் குறிப்பிடுகின்றனர்.

இந்தியா எதற்கு ஒப்புதல் அளித்துள்ளது

நவம்பர் 26, 2025 அன்று, சின்டர்டு (sintered) அரிதான-பூமி நிரந்தர காந்தங்களை தயாரிப்பதற்கான ₹7,280 கோடி திட்டத்திற்கு மத்திய அமைச்சரவை ஒப்புதல் அளித்தது. இதன் கூறப்பட்ட நோக்கம் 6,000 டன்கள் ஒருங்கிணைந்த வருடாந்திர உற்பத்தித் திறன் ஆகும். அங்கீகரிக்கப்பட்ட வடிவமைப்பு, அரிதான-பூமி ஆக்சைடுகளில் (oxides) இருந்து உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக் கலவைகள் மூலம் முடிக்கப்பட்ட காந்தங்கள் வரை மாற்றத்தை உள்ளடக்கியது. வெளிப்பாட்டில் மூலதன ஆதரவு மற்றும் விற்பனை-இணைக்கப்பட்ட சலுகைகள் அடங்கும். இவை திட்டத்தின் அங்கீகரிக்கப்பட்ட விதிகள் மற்றும் நோக்கங்கள்; முழுத் திறனும் இந்தப் பதிப்பின் தேதிக்குள் நியமிக்கப்பட்டதாக அவர்கள் நிறுவவில்லை.

கொள்கை பகுப்பாய்வு தொடர்புடைய அளவீட்டு சிக்கலை எழுப்புகிறது. தொழில்துறை பிரிவுகள் போலல்லாமல் தயாரிப்புகளை இணைத்தால், ஒரு பரந்த வெளியீட்டு எண் ஒரு காணாமல் போன சிறப்பு திறனை மறைக்கலாம். தொழில்நுட்பத் தேவைகளைச் செலவுகள், திறன் மற்றும் அடுத்தடுத்த நிலைகளில் தேவை ஆகியவற்றுடன் இணைக்க அதன் ஆசிரியர்கள் பரிந்துரைக்கின்றனர். எடுத்துக்காட்டாக, கீழ்நிலை உற்பத்தியாளருக்கு வாடிக்கையாளர்கள் இருக்கலாம் ஆனால் தகுதிவாய்ந்த அலாய் (alloy) நம்பகமான ஆதாரம் இல்லை. அந்த உறவை வரைபடமாக்குவது, கூடுதல் பிரித்தெடுப்பதற்கு வெறுமனே மானியம் வழங்குவதில் இருந்து வேறுபட்ட குறுக்கீட்டை அடையாளம் காணும். இது அவர்களின் முன்மொழியப்பட்ட கட்டமைப்பிற்கு பின்னால் உள்ள காரணம்பாகும்.

சார்புநிலையைக் குறைப்பது பல வழிகளைக் கொண்டுள்ளது

மறுசுழற்சியானது நிராகரிக்கப்பட்ட உபகரணங்களிலிருந்து மதிப்புமிக்க அரிய-பூமி பொருட்களை மீட்டெடுக்க முடியும், ஆனால் சேகரிப்பு, பிரித்தல் மற்றும் தயாரிப்பு தரம் ஆகியவை நடைமுறை சவால்களாகவே இருக்கின்றன. குறைவான அரிய-பூமிப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவது அல்லது நிரந்தர காந்தங்கள் இல்லாமல் மோட்டார்களை (motors) வடிவமைப்பது பற்றியும் ஆராய்ச்சி ஆராய்கிறது. இவை ஒவ்வொரு பயன்பாட்டிற்கும் சமமான மாற்றீடுகள் அல்ல. மோட்டார் (motor) வடிவமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றம் செயல்திறன், எடை, கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் மற்றும் செலவு ஆகியவற்றை பாதிக்கும். பயனுள்ள ஒப்பீடு என்பது முழு இயந்திரத்தின் செயல்திறனாகும், மாறாக தனிமையில் கருதப்படும் ஒரு பொருளின் விலையை விட.

முடிவுரை

ஒரு மீள் காந்தத் தொழிலுக்கு, பதப்படுத்தப்பட்ட பொருளிலிருந்து உற்பத்தியாளர்களால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட ஒரு கூறு வரை செயல்படும் சங்கிலி தேவைப்படுகிறது. இந்தியாவின் (India) அங்கீகரிக்கப்பட்ட திட்டம் அந்தச் சங்கிலியின் முக்கியப் பகுதிகளைக் குறிக்கிறது, அதே சமயம் அதன் இடைவெளிகளை எவ்வாறு அளவிட வேண்டும் என்று புதிய பகுப்பாய்வு கேட்கிறது. தகுதிவாய்ந்த உற்பத்தி, நம்பகமான உள்ளீடுகள் மற்றும் உண்மையான வாடிக்கையாளர் பயன்பாடு மூலம் முன்னேற்றம் மதிப்பிடப்பட வேண்டும். கனிம இருப்பு மற்றும் அறிவிக்கப்பட்ட திறன் ஆகியவை தொடக்க நிலைமைகளாகும், அந்த விளைவுகளுக்கு மாற்றாக இல்லை.