Ferromagnetic, Ferromagnetic Substance, Ferrimagnetic   강자성, 강자성체, 준강자성체, 반강자성체

(2024-04-01)

1. 강자성(Ferromagnetism), 강 자성체(Ferromagnetic Material)

  ㅇ 외부 자계에 의해 자화 반응이 크게 나타남
     - 강자성체의 자화상자성체 보다 매우 큼


2. 강자성체의 특징

  ㅇ 외부에서 강한 자기장을 걸 때,
     - 그 자기장의 방향으로 강하게 자화되고, (방향성)
     - 외부 자기장이 사라져도 자화가 남게됨 (자기 이력)
  ㅇ 자화시에, 자속밀도포화 현상 (자기 포화)
  ㅇ 자화벡터 M과 자기장 μm 간의 관계가 비선형적임 (비선형성)
  ㅇ 비투자율 : μr >> 1 
     - μ  =  μ。μr  =  μ。(1 + χm)
  ㅇ 자화율 : χm (매우 큰 양수값을 갖음)
  ㅇ 강자성체는, 비투자율 μr,자화율 χm이, 일정 상수가 되지 못함
     - 단, 강자성체 이외의 매질은, (선형,등방성,균질한 비 자기적 매질)
        . 비투자율 μr,자화율 χm이 일정 상수로 취급함


3. 강자성체의 구분

  ㅇ 강자성체 (페로 자성체, Ferro-magnetic)
     - 강하게 자화되며 쉽게 자석이 되는 자성 물질

     - 例) Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), 텅스텐(W) 등의 합금으로 구성됨

  ㅇ 준자성체 (페리 자성체, Ferri-magnetic)
     - 결정 내 자성 이온자기모멘트가 서로 반대방향으로 일치하나,
        . 자화시 자성 이온 수가 달라서 강자성체 처럼 자발 자화가 나타남
     - 비교적 높은 주파수 범위(수백 MHz)에서 고 투자율 자심 재료로 사용  

     - 例) 광물 => 자철광석(Magentite), 인공 => 페라이트(Ferrite) 등
        . 페라이트(Ferrite) : 자성을 띠는 산화철 화합물
           .. 니켈,아연,망간 등의 산화물로 만들어진 비 전도성 세라믹

  ㅇ 반강자성체 (Anti-Ferromagnetic)
     - 각 원자자기모멘트가 강하지만 인접 원자와 반대방향으로 정렬되어,
        . 전체적으로 강자성체 처럼 동작 안함
        . 이웃하는 자기모멘트가 상쇄됨
     - 결정격자 구조가 반대방향으로 자화한 2개의 부분 격자로 이루어진 합성 격자 처럼 보임
     - 상자성체 처럼 자화직선적으로 변하며, 자기감수율은 10-5~10-2 정도
     - 어떤 임계온도를 넘어서면 상자성체가 됨

     - 例) MnFe, FeCl2, CoCl2, NiCl2, MnO, Cr 등

     


4. 자기적 재료로써 `강자성체` 응용전기기기에서의 필수적인 재료 물질
     - 에너지를 전달,변환하는 중요 `매개체` 역할 (전기에너지기계에너지)
        . 원하는 토크 생성 및 전기적 단자 특성을 얻기위해, 자계(자속)을 통제하는 역할
     - 자속이 흐르는 `길(자류)`을 만들어 냄
        . 자계를 잘 가두고 의도된 방향으로 자속을 향하게 만듬
     - 그 `모양새(형태 지지)`를 만들어주는 재료

  ㅇ 例) 철심

자성물질
   1. 자성체   2. 자기재료(강자성체)   3. 비자기재료(반자성,상자성체)  
강자성
   1. 강자성체   2. 자기 포화   3. 자기 이력   4. 자구   5. 자기 재료 응용  


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