영구자석 종류-알리코 자석, 페라이트 자석, 네오디뮴 자석, 희토류 자석

영구 자석은 한 번 자화 되면 자성을 유지하는 자석으로, 전기 자석처럼 자기장을 유지하기 위해 외부 전원이 필요하지 않습니다. 영구 자석에는 여러 가지 유형이 있으며, 각각 다른 재료 또는 합금으로 만들어집니다. 많이 사용되는 영구 자석에 대해 소개합니다.

알니코 자석(알루미늄-니켈-코발트)

알니코 자석은 알루미늄, 니켈, 코발트 합금과 구리 및 철과 같은 소량의 다른 원소로 만들어집니다. 강한 자기장과 온도 변화에 안정성을 유지하는 것으로 알려져 있습니다. 알니코 자석은 말굽자석과 막대자석 등 다양한 모양으로 만들어집니다. 과거에 널리 사용되었지만 많은 현재는 많은 응용 분야에서 네오디뮴 자석으로 대체되고 있는 추세입니다.

페라이트 자석(세라믹 자석)

페라이트 자석은 산화철(Fe2O3)과 니켈, 아연 망간, 바륨 등 여러 금속 원소들을 혼합해서 만들어지는 페라이트라고 하는 세라믹 재료로 만들어집니다. 비교적 저렴하고 부식에 대한 저항력이 뛰어납니다. 페라이트 자석은 일반적으로 냉장고 자석, 스피커, 자기 어셈블리 등의 응용분야에 사용됩니다.

네오디뮴 자석(NdFeB 자석)

네오디뮴 자석은 현재 나와있는 영구 자석 중에서 가능한 가장 강력한 자석입니다. 네오디뮴, 철, 붕소(NdFeB)의 합금으로 만들어집니다. 이 자석은 자기 강도가 매우 높으며 전기 모터, 헤드폰, 하드 디스크 드라이브, 마그네틱 잠금장치 등 다양한 응용분야에 사용됩니다.

 

네오디뮴 자석의 단점은 섭씨 310~400도(화씨 590~752도)의 고온에서는 자력 손실이 발생합니다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 희토류 원소인 디스프로슘을 함께 사용합니다. 전기 자동차 모터의 경우 운행 중 발생하는 고온의 열에 의하여 모터에 사용된 자석이 자력을 잃게 되는 문제점을 해결하는 것이 매우 중요하기 때문입니다.

사마륨-코발트 자석(SmCo 자석)

사마륨-코발트 자석은 사마륨과 코발트의 합금으로 만들어집니다. 고온에서의 안정성 유지와 부식에 대한 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 사마륨-코발트(SmCo) 자석은 크게 두 가지 유형이 있습니다. 각각 고유한 자기 특성을 가진 Sm1Co5와 Sm2Co17입니다. 항공우주 및 의료 기기 등 고온의 환경에서 안정적인 상태가 요구되는 분야에 사용됩니다.

플렉시블 자석

플렉시블 자석은 고무 또는 플라스틱과 자성 분말(일반적으로 스트론튬 페라이트)의 혼합물로 만들어집니다. 유연하고 다양한 모양으로 쉽게 자를 수 있으며 냉장고 자석, 간판, 마그네틱 스트립과 같은 용도에 일반적으로 사용됩니다.

희토류 자석

네오디뮴과 사마륨-코발트 자석은 주기율표의 희토류족에 속하는 원소로 만들어지기 때문에 통칭하여 희토류 자석이라고 합니다. 이 자석은 영구 자석 중 가장 높은 자기 강도를 제공하며 많은 현대 기술에서 필수적입니다. 영구 자석 유형은 필요한 자기 강도, 온도 저항, 비용 및 특정 환경에서 요구되는 조건 등 다양한 요인에 의해서 선택됩니다. 네오디뮴 자석은 매우 강한 자기 강도가 필요한 경우 선호되는 반면, 페라이트 자석은 비용에 더 민감하거나 강도가 낮은 응용 분야에 사용됩니다.