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자성 재료

마그네타이트(Fe₃O₄) 등의 페라이트가 보이는 페리자성에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A모든 원자의 자기 모멘트가 평행으로 정렬되어 있어, 강자성과 본질적으로 같다
  2. B2종류 부격자의 자기 모멘트가 반평행으로 배열되고 크기도 같으므로, 전체의 자발 자화는 0이 된다
  3. C2종류 부격자의 자기 모멘트가 반평행으로 배열되지만, 크기가 다르므로 상쇄되지 않고 자발 자화가 남는다
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정답: C. 2종류 부격자의 자기 모멘트가 반평행으로 배열되지만, 크기가 다르므로 상쇄되지 않고 자발 자화가 남는다

페리자성체에서는 결정 속 2종류의 자리(부격자)에 있는 자기 모멘트가 교환 상호작용에 의해 서로 반평행으로 배열됩니다. 그런데 두 부격자의 모멘트 크기나 수가 다르기 때문에 완전히 상쇄되지 않고, 차이만큼 자발 자화가 남습니다. 거시적으로는 강자성체와 마찬가지로 자구나 히스테리시스를 보이지만, 포화 자화는 철 등의 강자성 금속보다 작아집니다. 모두가 평행으로 정렬되는 것은 강자성, 반평행이고 크기가 같아 상쇄되는 것은 반강자성입니다. 페라이트는 산화물로 전기 비저항이 높아 와전류가 잘 흐르지 않으므로, 고주파용 자심에 사용됩니다.

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