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자기구역회전에 관한한 고려해야 할 중요한 2가지 요인이 있는데 이는 자기소거(demagnetization)와 자기비등방성(방향에 따라 자기적 특성이 다르게 나타나는 현상)이다.
이들 중 첫번째는 자기화된 시료의 형상에 관련된다. 어떤 자석이건 그 주위의 공간에 자기장을 생성한다. 이 장의 역선의 방향은 이 장에 의해(가상적인) 단일 자기북극에 작용하는 힘의 방향으로 정의되며 그 자석을 원래 자기화시킬때 사용된 장의 방향과 반대이다. 그래서 어느 자석이건 그 자신의 자기를 소거시키려는 방향을 가진 자체 생성된 장 내에 존재한다.
이 현상은 자기소거인자(demagnetizing factor)로 기술된다. 자기력선이 자석 내에만 국한되고 주위의 매체로 나가는 것이 허용되지 않는다면 자기소거효과는 없을 것이다. 그러므로 모든 역선이 물질 내에서 폐곡선을 이루도록 원주 주위로 자기화한 고리 모양의 자석은 그 자신에 대해 자기소거를 하려하지 않을 것이다. 막대자석의 경우 자석들을 짝으로 두어 북극과 남극을 서로 인접하여 평행하게 놓고 연철로 만든 보자철편(保磁鐵片)을 각 끝에 걸치도록 함으로써 자기소거현상을 최소로 할 수 있다.
자기소거가 구역회전에 관련되어 있음은 자기소거장(demagnetizing field)을 자기 에너지가 저장된 것으로 간주할 수 있다는 사실에서 비롯된다.
모든 자연계와 마찬가지로 자석은 구속력이 없는 상황에서는 저장된 에너지를 최소화하는 방향으로 자기화를 유지하려 한다. 즉 자기소거장을 가능한 한 작게 만들려고 한다. 이 최소 에너지의 상태에서 벗어나게 자기구역을 회전시키려면 자기소거장을 증가시키는 데 들어가는 에너지를 위해 일을 필요로 한다. 따라서 한 구역의 자기화를 자연적인 최소 에너지 상태로부터 회전시키려고 시도한다면, 자기소거력을 거슬러서 회전을 증진시키기 위해 가해진 장이 일을 해야 한다는 의미에서 그 회전은 방해받는다고 말할 수 있다. 이 현상은 결국에는 시료의 전체 형상에 의해 결정되어버리는 구역의 기하학적 모양 때문에 일어나므로 형상비등방성이라고도 한다.
구역회전을 방해하는 2번째 기구인 자기결정비등방성(magnetocrystalline anisotropy)을 논할 때에도 최소 에너지에 대한 고려가 비슷하다.
1847년에 자기적 성질을 가진 결정에서 자기화가 더 잘 일어나는 방향이 있다는 것이 처음으로 관측되었다. 이 현상은 결정 내에서 원자배열의 대칭성과 관계가 있다. 예를 들면 입방결정형상인 철은 입방체의 모서리 방향이 다른 방향보다 자기화시키기가 쉽다. 따라서 6개의 입방체 모서리 방향은 자기화용이 방향(easy directions of magnetization)이며 그 결정의 자기화는 비등방성이라고 한다. 자기비등방성은 물질 내의 변형률에 의해서도 생길 수 있다. 자기화는 내부에 존재하는 변형의 방향에 평행 또는 수직으로 정렬하려는 경향이 있다.
어떤 자기합금들도 유도자기비등방성의 현상을 나타낸다. 그런 물질들이 고온에서 가열될 동안 외부자기장이 가해지면 자기화용 방향은 가해진 자기장과 일치하는 방향으로 유도되는 것이 관측된다.
위의 설명은 강철이 왜 연철보다 더 좋은 영구자석인지를 말해준다. 강철의 탄소는 철 내부에 소위 이차상(二次相)을 이루는 철탄화물의 작은 결정립(結晶粒)을 침전시킨다. 침전입자와 모체인 철 사이의 상경계(相境界)는 구역벽이 움직이는 장애물을 형성하며 따라서 보자력과 잔류자기는 순수한 철에 비해 증가한다.
그런데 가장 좋은 영구자석은 구역벽이 모두 자리에 고정되어 있고 모든 구역의 자기화가 서로 평행되게 정렬해 있는 자석일 것이다. 이 상황은 높은 포화자기화값을 갖는 많은 입자들로부터 자석을 구성한 결과로 구상화할 수 있는데 입자들 각각은 단일구역이며, 원하는 방향으로 단축비등방성을 갖고 있고, 또 자가 자기화는 다른 모든 것들과 평행하게 정렬해 있다.
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[Daum백과] 자기소거와 자기비등방성 – 다음백과, Daum
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