강자성체, 상자성체, 반자성체와 자화란?
자화란 물체가 자기장 속에서 자성을 지니는 현상을 의미합니다.
- 강자성체: 외부 자기장을 받으면 강하게 자화되어 자기장 안에서 자성을 지니는 물질입니다. 철, 코발트, 니켈 등이 이에 속합니다. 자화율은 자기장 안에서의 자화과정에 따라 변할 수 있습니다.
- 상자성체: 자기장에 따라 거의 자화되지 않는 물질로, 외부 자기장에 대해 거의 반응하지 않습니다. 이들은 자기장 안에서도 거의 변화가 없으며, 자화율이 매우 낮습니다.
- 반자성체: 외부 자기장에 대해 약간 자화되는 물질로, 자기장이 사라지면 대부분의 자화가 없어집니다. 전자의 스핀 방향이 반대로 배열된 경우에 해당됩니다.
- 페리자성체: 외부 자기장에 의해 자화되는 물질로, 자화율이 외부 자기장의 자화력에 비례합니다. 자기장이 없어져도 일정 시간 동안 자화가 유지될 수 있습니다.
이런 분류는 물체의 단위 부피에 대한 자기모멘트로 측정됩니다. 강자성체는 자화율이 자화과정과 자기장의 세기에 따라 변하는 특징을 가지고 있습니다. 반면, 상자성체나 반자성체는 고유한 자화율을 가지며, 외부 자기장에 거의 반응하지 않거나 일시적으로 반응하는 경우가 많습니다
강자성체란? 강자성체의 특징은?
강자성체는 외부에서 강한 자기장을 걸어주면 그 자기장의 방향으로 강하게 자화된 뒤, 외부 자기장이 사라져도 자화가 남아 있는 물질입니다. 철, 코발트, 니켈과 같은 금속이 대표적인 강자성체입니다. 강자성체에서는 각 원자가 작은 자석과 같은 역할을 합니다. 원자들은 외부 자기장이 없을 때는 불규칙하게 정렬되어 전체적으로 자석 효과가 없습니다. 그러나 외부에서 자석을 갖다 대면, 원자들이 자석의 방향으로 정렬되어 강자성체가 자석처럼 변합니다. 이 과정을 자화라고 합니다. 자화된 물질은 스스로 자석처럼 다른 강자성체를 끌어당길 수 있습니다.
강자성체에서는 전자 스핀들이 평행을 이루어 강한 자기 모멘트를 형성합니다. 또한, 전자 스핀들이 평행하게 정렬된 자기구역들이 모여 자화를 유지합니다. 자기장이 없어도 이 자기구역들이 한동안 그 방향을 유지하기 때문에 잔류자화가 나타납니다. 온도가 높아지면 열운동 때문에 원자들의 정렬이 흐트러져 강자성을 잃고 상자성체로 변합니다. 이 온도를 퀴리온도라고 부릅니다. 강자성체는 영구자석, 투자재료, 자기변형재료 등 다양한 용도로 사용됩니다.
쉽게 말해, 강자성체는 강한 자석에 붙었다가 자석이 없어져도 한동안 자석처럼 남아 있는 금속입니다. 철, 코발트, 니켈 같은 물질이 대표적이며, 자석을 가까이 대면 자석처럼 변하고, 자석이 없어도 그 상태를 유지합니다. 아주 뜨거워지면 자석 성질을 잃게 되는데, 이를 퀴리온도라고 합니다. 강자성체는 영구자석이나 다양한 특수 재료로 많이 사용됩니다..
