네오디뮴 자석은 왜 그렇게 강한 자성을 갖는 것인가요??

Question

유투브를 보다 보니깐 네오디뮴 자석이 정말 강한 자석으로 서로 붙으려는 힘때문에 파괴되는 영상을 봤습니다. 네오디뮴 자석은 왜 그렇게 강한 자성을 갖는 것인가요??

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

네오디뮴 자석이 강한 자성을 갖는 이유는 네오디뮴이라는 원소의 특성 때문입니다. 네오디뮴은 희토류 원소로, 철과 알루미늄의 합금을 형성하면 강한 자성을 갖게 됩니다. 네오디뮴 자석은 네오디뮴과 철, 보론의 합금으로 만들어지며, 이 합금은 철 원자의 자성 모멘트가 잘 방향성 있게 배열되어 있기 때문에 매우 강한 자성을 갖습니다

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

네오디뮴 자석(-磁石, Neodymium Magnet) 또는 NIB 자석(Neodymium-Iron-Boron Magnet)은 지구상에서 가장 널리 사용되는 희토류 자석이다. 네오디뮴과 철 및 붕소를 2:14:1의 비율로 분말 야금법으로 합금하여 만든다

네오디뮴 자석은 지구상에서 현재 사용되는 자석 가운데 가장 강한 자력(25~50MGOe)을 지니고 있으며, 가공성이 양호하고 사마륨-코발트 자석이나 알니코 자석에 비해 가격이 저렴하나, 녹이 잘 슬어 표면을 니켈로 도금하여 사용하며, 온도계수가 낮아 열에 따라 자성이 쉽게 약해지는 것이 단점이다. 2000년대 들어 디스프로슘을 미량 첨가하여 온도계수를 200 °C까지 높인 네오디뮴 자석이 개발되었다.

Answer 3

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

네오디뮴 자석이 강한 자성을 갖는 이유는 그 구조 때문입니다. 네오디뮴 자석은 철 보륨 코발트 등의 금속과 함께 합쳐져서 만들어지는 합금 자석입니다. 이 합금 자석은 강한 자성을 가지는데 이는 그 구조 때문입니다.

네오디뮴 자석은 분자 내부에 있는 전자들이 모두 같은 방향으로 정렬되어 있기 때문에 강한 자성을 가지게 됩니다. 이렇게 정렬된 전자들은 자석의 북극과 남극을 만들어내는데 이게 서로 붙으려는 힘을 만들어내는 것입니다.

그리고 네오디뮴 자석은 분자 내부에 있는 전자들이 다른 자석보다도 더 밀집되어 있기 때문에 강한 자성을 가지게 됩니다.

따라서 네오디뮴 자석은 강한 자성을 가지고 있기 때문에 서로 붙으려는 힘으로 인해 파괴되는 영상을 볼 수 있습니다. 이러한 강한 자성은 다양한 분야에서 활용되고 있으며 우리 생활에도 많이 사용되고 있습니다.

제가 네오디뮴 자석을 사용하는 이유는 이러한 강한 자성 때문입니다. 감사합니다.

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Answer 4

안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.

네오디뮴 자석은 희토류 자석 중에서도 가장 강력한 영구자석으로 알려져 있으며, 그 강한 자성은 그 구성 요소와 결정 구조 때문입니다. 네오디뮴 자석은 네오디뮴(Nd), 철(Fe), 보론(B)으로 구성된 Nd2Fe14B 화합물로 만들어집니다. 이 자석이 강력한 이유를 몇 가지 측면에서 설명할 수 있습니다.

1. 강한 자기 이방성: 네오디뮴 자석은 강한 자기 이방성을 가집니다. 이는 자석이 특정 방향에서 특히 강한 자기장을 가지며, 이 방향으로 쉽게 자화될 수 있음을 의미합니다. 이 자기 이방성은 자석이 강한 자기 모멘트를 유지하는 데 도움이 됩니다.

2. 높은 포화 자화: 네오디뮴 자석은 매우 높은 포화 자화를 가지며, 이는 자석이 매우 강한 자기장을 생성할 수 있음을 의미합니다. 포화 자화는 자석이 달성할 수 있는 최대 자기 모멘트를 나타내며, 네오디뮴 자석은 다른 상용 자석들보다 이 값이 훨씬 높습니다.

3. 결정 구조: 네오디뮴 자석의 결정 구조는 자기 모멘트가 크게 기여하는 철 원자들로 이루어져 있습니다. 이 구조는 강력한 자기장을 생성하는 데 중요한 역할을 합니다.

4. 희토류 원소의 특성: 네오디뮴과 같은 희토류 원소는 큰 자기 모멘트를 가지며, 이는 자석의 전반적인 강도를 증가시킵니다. 네오디뮴은 자기 모멘트를 크게 증가시켜 자석의 성능을 향상시키는 중요한 요소입니다.

이러한 특성들이 결합되어 네오디뮴 자석은 작은 크기임에도 불구하고 매우 강한 자기력을 발휘할 수 있습니다. 그러나 이러한 강한 자력 때문에 자석이 서로 끌어당길 때 충격에 의해 파손될 수도 있으며, 이는 자석을 사용할 때 주의해야 할 점 중 하나입니다.