[네이버 블로그] 자기장 이론과 탈자원리

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*** 내용출처 : http://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=angles98

 

*** 자기장 이론과 탈자원리

 

 

 

 

 

 

[자기이력곡선]

 

 

 

[자기이력곡선의 비교]

 

 

 

 

1.탈자

 

1-1. 탈자의 한계

 

자화가 되지 않았던 시험체가 자화가 되었으면 자화전류의 통전을 중지시켜도 잔류자기가 남아있게 된다.

이때 남아있는 잔류자기를 완전히 제거한다는 것은 실제적으로는 대단히 어려우며 시험체의 완전한 탈자를 위해 지구자장의 영향을 적게 받도록 시험체를 동서 방향으로 놓고 탈자를 한다고 해도 잔류자기의 완전한 제거는 이루어지지 않는다.

철강의 경우에는 변태점(약 770 ˚C)까지 가열하면 비자성체가 되어 투자율이 공기와 비슷하게 약 1정도로 떨어져 완전한 탈자가 가능하게 된다. 즉 완전한 탈자를 하기 위해서는 시험체를 큐리점( Curie Point )까지 가열했다가 냉각시키면 잔류자기가 완전하게 제거되기도 한다.

다음은 재질에 따른 큐리점을 나타내고 있다. 큐리점은 재질의 합금성분에 따라

그 변화가 심하게 나타나는데 니켈의 경우 Si 1%를 함유한 경우의 큐리점은 약 320 ˚C 이나 5%를 함유한 경우에는 45 ˚C 정도로 낮아진다. 즉, 시험체를 큐리점까지 가열시키면 잔류자기를 완전하게 제거할 수 있으나 대부분의 경우 시험체 모서리에서의 잔류자장이 800 A·m-1 (10 0e) 이하가 되도록 요구되고 있다.

따라서 탈자는 시험체가 남아있는 잔류자기가 영향을 미치지 않는 즉 주로 다음 공정에 지장을 주지 않는 정도를 기준으로 하되 검사규격에 요구되어 있는 경우에는 그

기준을 만족시키는 정도로 탈자를 한다.

 

재질    /     큐리점 온도 (˚C)

철             770

코발트       1130

니켈          358

 

 

 

 

1-2. 탈자의 원리

 

탈자를 시키는 방법에는 여러가지가 있다. 이중 탈자가 이루어지는 원리는 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 자기이력곡선에서 찾아볼 수 있다.

 

 

 

[그림] 탈자시 자기이력곡선의 변화

 

 

 

그림에서 왼쪽 아래의 전류곡선은 탈자시 적용하는 전류로써 방향을 바꾸어가며 전류의 크기를 서서히 줄여가면, 이 전류의 크기와 방향에 따른 자기이력곡선이 그림의

왼쪽 상단에 나타나 있다. 즉 전류의 크기가 줄어들면서 자기이력곡선의 크기가 줄어들고 이 중에서 자속밀도의 크기만을 나타내면 그림의 오른쪽 상단과 같이 나타나

결국 시험체에는 남아있는 잔류자기가 점차 약해지고 있음을 알 수 있다.

이상에서 전류의 방향을 바꾸어가면서 그 크기를 서서히 줄이면 탈자가 되는 것을

알 수 있다. 여기서 주의해야할 점은

첫째, 탈자를 위해 처음 적용하는 자기세기의 강도는 항자력보다 커야하며

둘째는 전류를 한번에 줄이는양이 충분히 적어 이에 따른 매번의 자기이력곡선

폐회로가 충분히 이루어지도록 해야한다.

또한 전류를 방향이 바뀌는 주기도 매우 중요한 요인이 되는데 주기가 빠를수록

투과깊이가 줄어든다. 전류의 방향이 대략 1초에 1번 정도 바뀔 때 최적의 조건이

되는데 일반적인 50~60 Hz 의 교류를 사용해도 상당한 효과를 거둘 수 있기

때문에 교류가 많이 사용되고 있다.

 

 

 

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★ 탈자의 원리 : 자성체에 교류전류를 인가하여 착자된 자성체 원자내 전자
스핀의 방향성을 깨트려 자성(자화) 성분을 제거하는 방법   

 

★ 일반적으로 강자성체가 자화된것을 자석이라고 부른다.

탈자기는 근본적으로 약자성체의 일시적인 자화 감쇄를 목적으로 하기 때문에 강자성체인 자석을 탈자하려면 상당히 큰 교류전력을 인가 해야하기 때문에 특별한 목적이 아니면 소요비용이 비싸고 사용하는 전용장비가 필요하다.

한번 탈자된 자석은 보자력이란 것이 있기 때문에 일정시간이 지나면 다시 자력이 회복되어 원상복구된다.

물리계의 모든 자성(자기력선)은 다시 회복하는(가역반응) 특징이 있어 반복적으로 사용 하여야 하며 영구적으로 탈자 하려면 온도를 급격히 올려야 하지만 이렇게 하게 되면 재료 물성이 깨지기 때문에 현실적으로 불가능하다.

 

★ 탈자가 되는 이유는 강한 기구적인 충격이나 열 쇼크 또는 과도한 돌입 전류에 의한 충격에 의해 발생한다.