한국어
메뉴

포화 자화의 뜻

강한 자기장을 걸어 자기 모멘트가 모두 같은 방향으로 정렬했을 때의 자화. 철에서는 약 1.7×10⁶ A/m(µ₀Ms로 약 2.2 T)이며, 온도가 오르면 줄어든다.

일본어 명칭: 飽和磁化

‘포화 자화’ 관련 연습 문제는 2개 분야에 8문제가 있습니다(자성 재료, 전자·자성·광학 재료 등).

이 용어의 분야: 자성 재료

포화 자화 연습 문제에 도전

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.

  1. A약 8.7×10⁵ A/m
  2. B약 1.7×10⁶ A/m
  3. C약 3.5×10⁶ A/m
정답과 해설 보기

정답: B. 약 1.7×10⁶ A/m

BCC의 단위정에는 원자가 2개 있으므로, 원자의 수밀도는 n = 2/a³ = 2/(0.2866×10⁻⁹ m)³ ≈ 8.50×10²⁸ m⁻³입니다. 포화 자화는 단위 부피당 자기 모멘트이므로 Ms = n × 2.22 µB = 8.50×10²⁸ × 2.22 × 9.27×10⁻²⁴ ≈ 1.7×10⁶ A/m가 됩니다. µ₀Ms로 환산하면 약 2.2 T로, 철의 포화 자속 밀도 값과 잘 맞습니다. 약 8.7×10⁵ A/m는 단위정의 원자를 1개로 센 값이고, 약 3.5×10⁶ A/m는 FCC와 같은 4개로 센 값입니다. 원자 1개당 모멘트가 정수가 되지 않는 것은 자성을 담당하는 3d 전자가 밴드를 이루고 있기 때문입니다.

해설 속의 ‘포화 자화’

‘포화 자화’ 관련 문제(8문제)

  1. 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.
  2. 소자 상태의 강자성체에 외부 자기장을 가해 서서히 강하게 할 때, 자화가 진행되는 원리로 옳은 것은 무엇인가?
  3. 마그네타이트(Fe₃O₄) 등의 페라이트가 보이는 페리자성에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
  4. 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?
  5. Fe-약 78%Ni의 퍼멀로이가 매우 높은 투자율을 보이는 주된 이유는 무엇인가?
  6. 감자 곡선이 B = Br + µ₀H의 직선이 되는(HcJ가 충분히 큰) 이상적인 영구 자석에서 잔류 자속 밀도 Br = 1.40 T일 때, 최대 에너지적 (BH)max에 가장 가까운 것은 무엇인가? µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m로 한다.
  7. Nd₂Fe₁₄B를 주상으로 하는 네오디뮴 자석이 큰 보자력을 가질 수 있는, 물질로서의 주된 이유는 무엇인가?
  8. 전기 자동차의 모터 등 고온에서 사용하는 네오디뮴 자석에 Dy나 Tb를 첨가하는 주된 목적은 무엇인가?

관련 용어

자구 보자력 결정 자기 이방성 자벽 최대 에너지적 페리자성 스피넬 구조 연자성 재료 퀴리 온도 와전류 손실

용어집 목록으로