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보자력의 뜻

자화된 자성체의 자화(또는 자속 밀도)를 0으로 되돌리는 데 필요한 역방향 자기장의 세기. 작은 것은 연자성 재료, 큰 것은 경자성 재료이다.

일본어 명칭: 保磁力

‘보자력’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 6문제가 있습니다(자성 재료, 전자·자성·광학 재료 등).

이 용어의 분야: 전자·자성·광학 재료

보자력 연습 문제에 도전

강자성체의 입자를 수 µm에서 nm 크기까지 작게 해 갈 때, 입자의 보자력 변화로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A보자력은 결정 자기 이방성만으로 정해지는 물성값이므로, 입자 지름과 관계없이 거의 일정하다
  2. B입자가 작을수록 자벽이 줄어 반전되기 어려워지므로, nm 크기까지 단조롭게 계속 커진다
  3. C단자구가 되는 임계 지름 부근에서 최대가 되고, 더 작게 하면 초상자성이 되어 0에 가까워진다
정답과 해설 보기

정답: C. 단자구가 되는 임계 지름 부근에서 최대가 되고, 더 작게 하면 초상자성이 되어 0에 가까워진다

큰 입자는 많은 자구를 가지며, 자화의 반전은 약한 자기장에서도 움직이는 자벽의 이동으로 일어나므로 보자력은 작아집니다. 입자를 작게 하면 자벽이 줄어들고, 임계 지름보다 작아지면 자벽을 갖지 않는 단자구 입자가 됩니다. 단자구 입자의 자화를 반전시키려면 자기 이방성을 거슬러 자화 전체를 회전시켜야 하므로, 보자력은 이 부근에서 최대가 됩니다. 더 작게 하면 반전의 에너지 장벽 KV가 열에너지에 비해 작아져 자화가 열로 저절로 반전되는 초상자성이 되며, 보자력은 0에 가까워집니다. 보자력은 이방성뿐 아니라 입자 지름이나 조직에 강하게 의존하므로 일정하지 않으며, 임계 지름보다 작은 범위에서 단조롭게 증가하지도 않습니다. 자기 기록 매체의 입자 설계는 이 상한과 하한 사이에서 이루어집니다.

영구 자석의 감자 곡선에서 자속 밀도 B를 0으로 만드는 역자기장의 크기를 보자력 HcB, 자화 M을 0으로 만드는 역자기장의 크기를 고유 보자력 HcJ로 한다. B = µ₀(H + M)의 관계로부터 둘의 대소 관계로 옳은 것은 무엇인가?

  1. AHcJ ≥ HcB
  2. BHcJ ≤ HcB
  3. C재료와 관계없이 항상 HcJ = HcB
정답과 해설 보기

정답: A. HcJ ≥ HcB

역자기장 H = −HcB에서 B = 0이 되었을 때, B = µ₀(H + M)으로부터 M = HcB > 0으로 자화는 아직 양의 값으로 남아 있습니다. M을 0으로 만들려면 더 강한 역자기장이 필요하므로 HcJ ≥ HcB입니다. 따라서 HcJ ≤ HcB나 항상 같다는 선택지는 틀렸습니다. 또한 역자기장 속에서 M은 잔류 자화보다 커지지 않으므로, HcB는 Br/µ₀를 넘을 수 없습니다. 네오디뮴 자석처럼 HcJ가 매우 큰 재료에서는 HcB가 이 상한인 Br/µ₀에 가까운 값에서 한계에 이릅니다. 고온이나 강한 역자기장 속에서 자석이 감자되기 어려운지는 자화 자체가 반전되는지를 나타내는 HcJ로 판단합니다. 보자력이 작은 연자성 재료에서는 둘의 차이가 무시할 수 있을 만큼 작아집니다.

해설 속의 ‘보자력’

‘보자력’ 관련 문제(6문제)

  1. 강자성체의 입자를 수 µm에서 nm 크기까지 작게 해 갈 때, 입자의 보자력 변화로 옳은 것은 무엇인가?
  2. 영구 자석의 감자 곡선에서 자속 밀도 B를 0으로 만드는 역자기장의 크기를 보자력 HcB, 자화 M을 0으로 만드는 역자기장의 크기를 고유 보자력 HcJ로 한다. B = µ₀(H + M)의 관계로부터 둘의 대소 관계로 옳은 것은 무엇인가?
  3. Nd₂Fe₁₄B를 주상으로 하는 네오디뮴 자석이 큰 보자력을 가질 수 있는, 물질로서의 주된 이유는 무엇인가?
  4. 변압기의 철심에 적합한 연자성 재료의 특징으로 옳은 것은 무엇인가?
  5. 소자 상태의 강자성체에 외부 자기장을 가해 서서히 강하게 할 때, 자화가 진행되는 원리로 옳은 것은 무엇인가?
  6. 전기 자동차의 모터 등 고온에서 사용하는 네오디뮴 자석에 Dy나 Tb를 첨가하는 주된 목적은 무엇인가?

관련 용어

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