한국어
메뉴

자성 재료

Nd₂Fe₁₄B를 주상으로 하는 네오디뮴 자석이 큰 보자력을 가질 수 있는, 물질로서의 주된 이유는 무엇인가?

  1. A입방정으로 결정 자기 이방성이 거의 없어, 어느 방향으로나 자화가 안정하기 때문
  2. B포화 자화가 약 1.6 T로 크며, 포화 자화가 클수록 보자력도 반드시 커지기 때문
  3. C정방정으로, c축 방향으로 강한 일축 결정 자기 이방성을 가지기 때문
정답과 해설 보기

정답: C. 정방정으로, c축 방향으로 강한 일축 결정 자기 이방성을 가지기 때문

보자력 상한의 기준은 이방성 자기장 HA = 2K/(µ₀Ms)이며, K가 클수록 자화를 용이축에서 벗어나게 하기 어려워집니다. Nd₂Fe₁₄B는 정방정으로, Nd의 4f 전자의 기여에 의해 c축 방향으로 강한 일축 결정 자기 이방성을 가지며, µ₀HA는 약 7.5 T에 이릅니다. 실제 보자력은 결정립 표면 등에서 역자구가 생겨나므로 HA보다 상당히 작으며, 입계상 등의 조직 제어로 높입니다. 입방정으로 이방성이 거의 없는 것은 퍼멀로이 같은 연자성 재료의 조건입니다. Nd₂Fe₁₄B의 포화 자화는 약 1.6 T로 커서 잔류 자속 밀도를 크게 하지만, HA의 식에서 Ms는 분모에 있으므로 보자력이 반드시 커지는 것은 아닙니다.

오류 신고

이 분야 풀기 분야 페이지로

자성 재료의 다른 문제

  1. 전기 자동차의 모터 등 고온에서 사용하는 네오디뮴 자석에 Dy나 Tb를 첨가하는 주된 목적은 무엇인가?
  2. 자화율 χ가 음이고, 그 크기가 10⁻⁵ 정도로 매우 작은 물질의 자성은 무엇인가?
  3. 마그네타이트(Fe₃O₄) 등의 페라이트가 보이는 페리자성에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
  4. 철(BCC, 격자 상수 0.2866 nm)의 원자 1개당 자기 모멘트를 2.22 µB로 한다. 모든 모멘트가 정렬된 0 K에서의 포화 자화 Ms에 가장 가까운 것은 무엇인가? 보어 마그네톤은 µB = 9.27×10⁻²⁴ A·m²로 한다.
  5. 마그네타이트 Fe₃O₄는 역스피넬형으로, A 자리(사면체 자리)에 Fe³⁺가 1개, B 자리(팔면체 자리)에 Fe³⁺와 Fe²⁺가 1개씩 들어가며, A 자리와 B 자리의 모멘트는 반평행으로 배열된다. Fe³⁺를 5 µB, Fe²⁺를 4 µB로 하고 스핀만 기여한다고 하면, 화학식 Fe₃O₄당 자기 모멘트는 얼마인가?