자성재료의 종류와 특성 및 VSM원리

소개

자성재료의 종류와 특성 및 VSM원리에 대한 실험예비레포트입니다

목차

(1)자성재료의 종류와 특성
1.상자성 (paramagnetism)
2.반자성 (diamagnetism:)
3.강자성 (ferromagnetism)
4.반강자성(antiferromagnetism)
5. 페리자성(ferrimagnetism)
(2)VSM (Vibrating Sample Magnetometer)
1. VSM이란?
2. VSM의 작동원리
3. VSM의 구성
출처

본문내용

(1)자성재료의 종류와 특성
자성재료란 자계가 가해지면 자속이 현저하게 증가하는 물질을 말한다. 이 자성체는 크게 두 가지의 자성으로 나타낼 수 있다.

① 유기자성(induced magnetism)
-자계가 작용할 때만 재료가 자화하는 자성이다.
반자성(diamagnetism)과 상자성(paramagnetism)이 있다.

② 자발자성 ( Spontaneous magnetism)
-자발적으로 자화되며 자계가 없는 곳에서도 자화상태를 유지할 수 있는 자성이다.
강자성 (Ferromagnetism), 반강자성(Antiferromagnetism), 페리자성(Ferrimagnetism)
등 공업적으로 중요하게 이용되고 있는 대부분의 자성재료를 말한다.

1.상자성 (paramagnetism)

강한 자석에 약하게 끌리는 물체가 갖고 있는 자기 특성이다.
1845년 영국의 과학자 마이클 패러데이가 이름을 붙였고 이 현상을 자세히 연구했다. 대부분의 원소와 일부 화합물이 상자성체에 속하며 철·팔라듐·백금·희토류 원소가 들어 있는 화합물은 강한 상자성(철·코발트·니켈 등의 원소와 일부 합금에서 나타나는 강자성과는 다름)을 나타낸다. 그러한 화합물에서 이러한 원소들의 원자는 다 채워지지 않은 내부 전자껍질을 갖고 있어서 그 안에 있는 짝을 이루지 못한 전자가 팽이처럼 스핀(spin)을 갖고 위성의 궤도운동과 비슷하게 궤도를 돌고 있다. 따라서 외부에서 자기장이 가해지면 그 원자들은 이 자기장에 대해 정렬하려는 경향의 영구자석이 되고 이에 따른 원자배열 때문에 가해진 자기장을 더욱 강하게 해준다. 온도가 높아지면 원자자석의 운동이 불규칙해져서 정렬된 상태가 흐트러지므로 강한 상자성이 줄어든다. 반면 온도와 무관한 약한 상자성이 나트륨과 그밖의 알칼리 금속처럼 고체상태로 있는 많은 금속 원소에서 발견되는데, 이는 일부 약하게 결합된 전도 전자들의 스핀에 가해진 자기장이 영향을 미치기 때문에 생긴다. 상자성 물질의 자화율(磁化率：물질에 유도된 자기장의 상대적인 양) 값은 언제나 양(陽)이고, 10-3 ~ 10-6 정도로 작은 축에 속한다. 이 자화율은 온도의 변화에 영향을 받게 되는데 자화의 온도 의존성은 열역학적으로 이해될 수 있다. 온도가 증가할수록 열에너지의 흡수로 인하여 증가하는 엔트로피에 의해 thermal motion이 발생하고 spin 중 몇몇이 정렬을 깨고 무질서하게 배열하기 때문에 도미노 현상으로 magnetization의 배열을 방해하여 자화율이 감소하게 되며 이는 Curie`s law에 의해 다음과 같은 관계가 있다.
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참고자료

· 출처있음