알니코 자석
1. 개요
알루미늄과 니켈, 코발트를 합금해서 만든 자석의 일종이다.
학교 과학실에서는 페라이트 자석 다음으로 많이 사용되고, 인지도는 네오디뮴 자석 다음으로 유명하다. N극과 S극이 표시되어있고 N극이 빨간색, S극이 파란색으로 되어있는 그 자석이 바로 알니코 자석이다.
2. 장점
네오디뮴 자석이 가장 강력한 자석이라면 알니코 자석은 극한의 환경을 가장 잘 견디는 자석이다.
알니코 자석은 내구성이 매우 강해 충격을 받아도 잘 안깨지는 장점이 있다. 내구성이 매우 강해서 떨어뜨리거나 기타충격으로 깨지는 경우는 거의 없고 자기 자신의 자력을 이기지 못하거나 자석끼리 붙어서 깨지는경우는 더더욱 없다.
알니코 자석은 부식에 강한 알루미늄과 니켈,코발트가 주성분이라서 내식성이 강해 녹도 잘 안슬고 덕분에 내식성코팅도 불필요하다.
알니코 자석의 최대강점은 바로 내열성이다. 자석은 열을 받으면 자력이 차츰또는 급격히 약해지고 결국은 자력이 완전히사라져 버리는데 자석이 악영향을 받는 최저온도를 퀴리온도라고 부른다. 그리고 열받아서 소멸된 자력은 절대로 회복되지않는다.
여기서 네오디뮴 자석은 내열성이 매우 약해서 섭씨 50도만 되어도 자력상실이 발생하고 섭씨 100도가 넘으면 자력이 급격히 상실될 정도로 취약한데 비해[1]알니코 자석은 최대 섭씨 660도까지 자력을 상실하지않고 견딜정도로 내열성이 아주 막강하다.이정도 내열성이면 불속에서도 견디는 엄청난 내열성이다.[2]
3. 단점
자력이 별로라는 최대 단점이 있다.[3] 알니코 자석은 내열성이 뛰어나 고온에서도 자력을 꿋꿋하게 유지시키지만 반대로 상온에서의 자력은 가장 열등하다는 소리가 된다.
게다가 알니코 자석은 가격이 비교적 비싸다는 단점이 있다.
4. 주의점
자력이 비슷한 자석끼리는 붙여도 되지만 자력이 서로 다른 자석끼리는 붙이면 문제가 된다.
왜냐면 자력이 서로 다른 자석이 서로 붙으면 자력이 약한 자석이 강한 자석에 의해 쇼트가 발생할수있다.
쇼트가 발생하면 극이 달라지거나 극끼리 자력이 바뀔수도 있다.
쉽게 말해서 알니코 자석은 네오디뮴 자석에 취약하다.
또한 한번 쇼트가 발생한 자석은 원래상태로 되돌릴수 없다.
네오디뮴 자석이 불에 취약하듯이 알니코 자석은 네오디뮴 자석에 취약하니 알니코 자석은 네오디뮴 자석을 멀리 해야한다.
내열성이 매우 나빠 불에 취약한 네오디뮴 자석과는 달리 알니코 자석은 내열성이 매우 좋아 불에도 잘견디지만 정작 알니코 자석의 천적은 네오디뮴 자석이란게 아이러니하다.
5. 결론
특징을 살펴보면 알니코 자석은 네오디뮴 자석과는 성질 면에서 상반되는 자석이라 볼 수 있다.
네오디뮴 자석은 지구상에서 가장 뛰어난 자기력을 가진 영구자석이지만 내구성, 내식성이 별로이고 특히 최악의 내열성을 가졌다. 반면 알니코 자석은 고무자석 수준 밖에 안 될 정도로 약한 자기력을 가졌지만 내구성과 내식성이 매우 뛰어나고 최강의 내열성을 자랑한다.
이러한 특성을 고려하면 네오디뮴 자석은 상온이나 저온의 환경에서, 알니코 자석은 고온의 환경에서 사용하는게 적절하다.
예를 들어 평범하게 상온에서 쓰거나 액체질소가 존재하는 극저온의 환경[4]에서는 네오디뮴 자석을, 찜질방이나 제철소같이 더운 장소, 특히 불 속에서도 자력을 잃지 않고 유지시켜야 한다면 알니코 자석을 쓰는 것이 적절하다.
[1] 고온용 네오디뮴 자석이 따로 있다만 역시나 이것도 내열성의 한계라서 그런지 섭씨 220도까지 밖에 견디지 못한다.[2] 참고로 페라이트 자석이 섭씨540도,사마륨 코발트 자석은 섭씨350도,고무자석은 섭씨90도까지 견딘다.[3] 네오디뮴 자석이 5000가우스, 사마륨 코발트 자석은 3500가우스, 페라이트 자석이 1800가우스, 알니코 자석은 800가우스, 고무자석은 300가우스의 자력을 가진다.[4] 자석은 고온에서는 분자 운동이 활발해져 미소자석의 배열이 흐트러져서 자기력을 상실하는 반면 저온에서는 내부의 원자와 분자가 안정되어 내부 자기장 방향에 맞춰 정렬되기 때문에 자기력이 강력해진다.