रेअर अर्थ मॅग्नेट म्हणजे काय? केंद्र सरकार त्यासाठी 7 हजार कोटी रुपयांची योजना का आणतंय?

रेअर अर्थ मॅन्युफॅक्चरिंग क्षेत्रासाठी मोदी सरकारने मोठा निर्णय घेतला आहे. केंद्रीय मंत्रिमंडळाने 7280 कोटींच्या रेअर अर्थ मॅन्युफॅक्चरिंग कार्यक्रमाला मंजुरी दिली आहे.

'सिंटर्ड रेअर अर्थ पर्मनंट मॅग्नेट निर्मितीला प्रोत्साहन देण्याची ही योजना' एक खास आणि वेगळा उपक्रम आहे, असं सरकारचं म्हणणं आहे.

भारतातील रेअर अर्थ पर्मनंट मॅग्नेट्स (आरइपीएम) निर्मितीची वार्षिक उत्पादन क्षमता 6000 मेट्रिक टनपर्यंत (एमटीपीए) वाढवण्याचे या योजनेचे उद्दिष्ठ आहे.

माहिती प्रसारण मंत्री अश्विनी वैष्णव यांनी यासंबंधी माहिती दिली. ते म्हणाले की, रेअर अर्थ पर्मनंट मॅग्नेट हे जगातील सर्वात मजबूत मॅग्नेट्सपैकी एक आहेत आणि इलेक्ट्रिक कार, रिन्यूएबल एनर्जी (पुनर्निर्मितीक्षम ऊर्जा), इलेक्ट्रॉनिक्स, एरोस्पेस आणि संरक्षण क्षेत्रासाठी खूप महत्त्वाचे आहेत.

वैष्णव म्हणाले, या योजनेमुळे रेअर अर्थ मॅग्नेट्स एकात्मिक उत्पादन सुविधा (इंटिग्रेटेड मॅन्युफॅक्चरिंग फॅसिलिटी) उभारण्यासाठी मदत होईल.

या योजनेत रेअर अर्थ ऑक्साइडला मेटलमध्ये, मेटलला मिश्रधातूमध्ये (एलॉय) आणि मिश्रधातूला तयार रेअर अर्थ मॅग्नेटमध्ये रूपांतरित करण्याचा समावेश असेल.

परंतु, अलीकडे रेअर अर्थ मटेरियल आणि मॅग्नेटबद्दल सध्या इतकी चर्चा का सुरू झाली आहे?

खरं तर, इलेक्ट्रिक कार, अक्षय ऊर्जा, उद्योग आणि कन्झ्युमर इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी मागणी झपाट्याने वाढत आहे. त्यामुळे भारत सध्या रेअर अर्थ मॅग्नेट्सची गरज आयात करून भागवली जात आहे.

मार्च 2025 रोजी संपलेल्या आर्थिक वर्षात भारताने 53 हजार मेट्रिक टन रेअर अर्थ मॅग्नेट्स आयात केलं होतं.

सध्या या महत्त्वाच्या मॅग्नेट्सवर चीनचं प्रभुत्व आहे. अमेरिकेने टॅरिफ लावल्यावर एप्रिलमध्ये चीनने या मॅग्नेट्सच्या निर्यातीसाठी नियम कडक केले होते.

रेअर अर्थ मॅग्नेट म्हणजे काय?

रेअर अर्थ मॅग्नेट म्हणजे असे स्थायी (पर्मनंट) मॅग्नेट्स जे 'रेअर अर्थ' घटकांच्या मिश्रधातूपासून बनवले जातात.

हे खूप शक्तिशाली स्थायी मॅग्नेट्स असतात आणि अनेक वस्तूंमध्ये वापरले जातात, जसं की इलेक्ट्रिक मोटर, जनरेटर आणि हार्ड डिस्क ड्राइव्ह.

एलॉय म्हणजे दोन किंवा अधिक प्रकारच्या धातूंचे मिश्रण करून बनवलेला धातू (मेटल). मराठीत याला मिश्रधातू असंही म्हणतात.

शिक्षण मंत्रालयाच्या 'साथी' पोर्टलनुसार रेअर अर्थ मॅग्नेट्सची खासियत म्हणजे त्यांची खूप जास्त चुंबकीय ताकद (हाय मॅग्नेटिक स्ट्रेंथ), बाहेरील ताकदीनेही न ढळणारी स्थिरता आणि ऊर्जा साठवण्याची जास्त क्षमता.

मॅग्नेटिक स्ट्रेंथ म्हणजे एका मॅग्नेटची दुसऱ्या मॅग्नेटला खेचण्याची किंवा दूर ढकलण्याची क्षमता.

कोएर्सिविटी म्हणजे मॅग्नेट सहजपणे आपली चुंबकीय शक्ती गमावू न देण्याची क्षमता. एनर्जी प्रॉडक्ट म्हणजे मॅग्नेटमध्ये साठवलेली चुंबकीय ऊर्जा किती आहे, हे दर्शवणारं माप.

रेअर अर्थ मॅग्नेटची ताकद जास्त असते, कारण ते अशा मिश्रधातूपासून बनलेले असतात ज्यात 'अनपेअर्ड इलेक्ट्रॉन्स' जास्त असतात. हे अनपेअर्ड इलेक्ट्रॉन्स मिळून खूप मजबूत चुंबकीय क्षेत्र (मॅग्नेटिक फिल्ड) तयार करतात.

रेअर अर्थ मॅग्नेटची कोएर्सिविटी जास्त असते कारण त्यांच्यात 'मॅग्नेटोक्रिस्टलाइन अ‍ॅनिसोट्रॉपी' जास्त असते. म्हणजेच, या मॅग्नेटमध्ये अणूंची चुंबकीय दिशा एकमेकांशी खूप घट्ट जुळलेली असते. त्यामुळे त्यांची चुंबकीय शक्ती कमी होणं किंवा मॅग्नेट डी-मॅग्नेटाइज होणं खूप कठीण होतं.

रेअर अर्थ मॅग्नेटचा एनर्जी प्रॉडक्ट जास्त असतो. कारण त्यांची चुंबकीय शक्तीही जास्त असते आणि ते सहज डी-मॅग्नेटाइजही होत नाहीत. त्यामुळे हे मॅग्नेट खूप मोठ्या प्रमाणात चुंबकीय ऊर्जा साठवू शकतात.

हे मॅग्नेट कुठं-कुठं वापरलं जातं?

हे मॅग्नेट कसं तयार केलं जातं?

रेअर अर्थ मॅग्नेट हे रेअर अर्थ घटक आणि इतर धातू एकत्र करून बनवले जातात. यात प्रामुख्याने निओडीमियम, प्रॉसोडीमियम आणि डिस्प्रॉसियम हे रेअर अर्थ घटक वापरले जातात.

हे रेअर अर्थ घटक जेव्हा लोखंड, बोरॉन आणि इतर धातूंशी मिसळतात, तेव्हा खूप शक्तिशाली चुंबकीय गुणधर्म असलेलं मटेरियल तयार होतं.

रेअर अर्थ मॅग्नेट निर्मितीची प्रक्रिया खूप कठीण आहे. आणि यामध्ये अनेक टप्प्यांचा समावेश होतो.

1. मायनिंग आणि रिफायनिंग

रेअर अर्थ मॅग्नेट बनवण्याचा पहिला टप्पा म्हणजे रेअर अर्थ घटकांचं उत्खनन. हे घटक बॅस्नेसाइट, मोनाझाइट आणि झेनोटाइमसह विविध खनिजांमध्ये आढळतात. आधी या खनिजांचं उत्खनन केलं जातं आणि नंतर त्यातून रेअर अर्थ घटक वेगळे काढण्यासाठी प्रक्रिया केली जाते.

2. एलॉयिंग (मिश्रधातू)

पुढचा टप्पा म्हणजे रेअर अर्थ मटेरियलला इतर धातूंशी मिसळून एलॉय म्हणजेच मिश्रधातू तयार करणे. मॅग्नेट बनवताना प्रामुख्याने लोखंड, बोरॉन आणि कोबाल्ट या धातूंचा वापर होतो. हे धातू वितळवून एकत्र केले जातात आणि नंतर त्याला साचा (मोल्ड) देऊन आकार दिला जातो.

3. सिंटरिंग

यानंतर तयार केलेल्या मॅग्नेटला 'सिंटरिंग' केलं जातं. सिंटरिंग म्हणजे मॅग्नेटला खूप उष्ण तापमानावर गरम करणं, पण तो वितळणार नाही इतपतच. या प्रक्रियेमुळे मॅग्नेट आणखी मजबूत होतो आणि त्याला गंज लागण्याचा धोका कमी होतो.

4. मॅग्नेटायझिंग

रेअर अर्थ मॅग्नेट तयार करण्याचा शेवटचा टप्पा म्हणजे त्यांना 'मॅग्नेटाइज' करणं. यासाठी मॅग्नेटला खूप शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रात ठेवलं जातं. त्या क्षेत्रामुळे मॅग्नेटमधील चुंबकीय डोमेन्स एकाच दिशेला जुळतात आणि मॅग्नेट खूप जास्त मजबूत बनतो.

मुख्य दोन प्रकारचे रेअर अर्थ मॅग्नेट कोणते?

निओडीमियम मॅग्नेट हे सर्वात सामान्य रेअर अर्थ मॅग्नेट मानले जाते. ते निओडीमियम, लोखंड आणि बोरोन यांच्या मिश्रधातूपासून बनते. निओडीमियम मॅग्नेट हे खूप शक्तिशाली असतात, परंतु ते खाली पडले किंवा नीट हाताळले नाही तर तुटूही शकतात.

सेमेरियम-कोबाल्ट मॅग्नेट. नावाप्रमाणेच ते सेमेरियम आणि कोबाल्टपासून बनतं. ते निओडीमियम मॅग्नेटइतकं शक्तिशाली नाही, परंतु टिकाऊ आहे. जास्त उष्णतेतही ते आपली ताकद टिकवतं.

निओडीमियम मॅग्नेट कुठे वापरलं जातं?

सेमेरियम-कोबाल्ट मॅग्नेट कुठं वापरलं जातं?

निओडीमियम आणि सेमेरियम-कोबाल्ट मॅग्नेटशिवाय इतर प्रकारचे रेअर अर्थ मॅग्नेटही असतात, जसं की-

प्रॉसिओडीमियम मॅग्नेट प्रॉसिओडीमियम, लोखंड आणि बोरोन यांच्या मिश्रधातूपासून बनतं. हे निओडीमियम मॅग्नेटसारखेच असतात, परंतु थोडंसं कमी शक्तिशाली असतात.

डिसप्रॉसियम मॅग्नेट डिसप्रॉसियम, लोखंड आणि बोरोन यांच्या मिश्रधातूपासून बनतं. रेअर अर्थ मॅग्नेटमध्ये हे उष्णतेस सामोरे जाण्यास सर्वात टिकाऊ, मजबूत असतात.

होल्मियम मॅग्नेट होल्मियम, लोखंड आणि बोरोन यांच्या मिश्रधातूपासून बनवले जातात. हे रेअर अर्थ मॅग्नेटमध्ये सर्वात जास्त मऊ किंवा सॉफ्ट मानले जातात.

स्मार्टफोन, इलेक्ट्रिक कार किंवा विंड टर्बाइन असो, रेअर अर्थ मॅग्नेट्स अनेक तंत्रज्ञानासाठी खूप महत्त्वाचे आहेत. हे मॅग्नेट्स रेअर अर्थ घटकांपासून बनवले जातात, जे 17 खास घटकांचा समूह आहेत आणि ज्यांचे वेगवेगळे, खास चुंबकीय गुणधर्म असतात.

आणि रेअर अर्थ घटक काढणं ही एक गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे.

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन.)