자석에 재미가 있다 (9), 네오디뮴 N35와 N52와 사마리움과 페라이트

글쓴이 : SOONDORI

알게 모르게 산업용으로, 아주 널리 쓰이고 있는 자석은,

a) 반짝거리는 일반형 네오디뮴 자석, b) 예수와 사마리아인, 사바사바 무협지 검객이 연상되는 강력한 안정성의 사마리움-코발트 자석, c) 스피커 유닛에서 쉽게 볼 수 있는 페라이트 자석, 3종으로 구분하면 좋을 듯.

* 관련 글 : 자석에 재미가 있다 (8), 자력 집중 테스트 (Contents Locked)

■ Neodymium N35와 N52

시중에서 쉽게 구입할 수 있는 반짝반짝 네오디뮴 자석은, ‘자력을 담는 능력을 뜻하는 보자력(保磁力, Normal Coercivity*)’이  N 그레이드인 제품이다. Normal의 N. (2025.02.18, 아래 주석문의 취지에 부합하는 dust 님의 말씀 일부를 기록함. “…보자력은 자력을 담는 능력이라기 보단, 자기의 자력을 지키는 능력이라고 볼 수 있어요…”)

* 자화된 자성체에서 자력을 완전히 제거하는 데 필요한 외부 자력의 강도. 단위는 엘스테드(Oe) 또는 암페어-미터(A/m). 1 A/m = 4π×10 -3 Oe.

그중에 네오디미움 N35가 일반적임. 그러니까, 인터넷 제품의 99 프로는 N 그레이드.

N35 등 자석의 반짝거림은 보호 코팅을 했기 때문이다. 도막이 깨지면 거뭇한 자성체가 보인다. 얇은 것, 두툼한 것, 직경이 큰 것, 작은 것 등 여러 가지가 있는데, 3차원 체적이 자력 강도를 절대적으로 좌우하는 것은 아니라는 점에 유의.

DIYer나 일반인에게는 불필요하게 강력한 네오디뮴 N52를 인터넷으로 구하는 것은 살짝 어렵고…

(출처 : 네델란드 Goudsmit의 Neodymium 제품 데이터시트-2023년판)

어떤 고온에서 갑자기 자력이 없어지고 다시 복구되지 않는 속성에 대비하는 ‘내고열 등급’은, 꽤 특수하기 때문에 더 구하기 어렵다. 그런 것은 중국 등 해외 생산 공장을 직접 상대해야 함. 1만 개쯤 주문하면 회신을 주시려나?

아무튼, 알리익스프레스의 이상한 고가 특수 제품은 샛말 뻥~카일 가능성이 있으므로 유의. 흔히 DIY 소비자는 가우스 미터가 없고 기타 속성을 측정할 방법도 없으니까… 뭘?

■ 이름도 거룩한 사마리움

더 높은 내열 특성을 확보하려고 사마리움-코발트 자석이 있냐고 물었더니… “거~참! 희한한 분이시네?” 그런 눈빛만 돌아오더라.

■ 고려전자 마샬 박병윤 선생님과 페라이트 자석

페라이트 자석은 (경제성 관점에서) 스피커 유닛 제작의 필수 요소. 일본 히타치와의 ‘지인 커넥션’ 덕분에 짭짤하게 재미를 보셨다는 일화가 있다.

“… 그런데 한번은… 아프리카 콩고가 코발트 광산으로 유명합니다. 그곳에 공산 정권이 들어섰어요. 그때 소련하고 짝짝꿍이 돼서, 소련하고 콩고하고 몇 나라만 코발트를 가지고 있었고 다른 나라는 매장은 조금 있었지만 양산을 못 했고. 독점을 했다고. 그래서 가격을 올리니까 공급이 안 되는 거라. ○ 알니코(AlNiCo) 자석의 원료잖습니까? ■ 코발트가 30~40% 정도 들어가야 되요. 그거가 공급이 안 되니까 모든 스피커 업체가 문 닫게 생겼다고. 그런데 나는, 참… 사람이 운대가 있는 것 같아요. 자석, 쇠를 만드는 히타치 금속이라는 회사에 갔더니 “박 사장, 우리가 화란 필립스하고 기술 제휴해서 훼라이트 공장을 세웠소. 시제품도 만들었는데 이게 알리코보다 쌉니다. 그런데 지남철 힘은 더 쎄요. 그러니 이것을 어떻게 쓸 것인지 준비를 해보세요” 그래? 이게 무슨 소리인가? 그래가지고는 샘플, 기술자료를 가져와서 열심히 공부해보니까 알겠더라고. 그런데 갑자기 코발트 시세가 몇 배를 뛴 거야. 스피커 시장에 동이 나는데 나는… 다들 나한테 와서 사가. 그때 삼미는 제대로 못 팔고 나는 만드는 대로 나가더라. 그래서 국내 시장을 독점했어요. 그게 돈이 되었고 기술을 더 향상시키는 계기가 되었습니다. 그런 사건이 있었습니다…”

* 관련 글 : [오디오의 역사를 만나다] 고려전자 마샬, 박병윤 (1)

동네 북경반점의 전단지, 냉장고에 다닥다닥 붙는 이런저런 자석 스티커는, 온 세상 자석 응용 사례 중 빙산의 일각의 빙산의 일각의 손톱 때 정도? 생각보다 훨씬 더 많은 곳에서 자석을 쓰고 있다. 그리하여,

이 잘난 현대 문명은… 가장 원시적인 것으로 보이는 자석 없이는 존재할 수 없음.

단순 예시로서,

1) 각종 식료품 생산 기계에서 나오는 철 등 금속 성분 제거.

일종의 특수 필터와 다름없음. 국내 법에서 기기 상태를 주기적으로 관찰하라고 강제하는 것으로 알고 있고… 그런 게 없으면, 철분 보충할 일도 없는데 맛난 어묵바에서 쇳가루가 잘근잘근. 그에 준하는 여러 산업 프로세스에서 사용 중.

2) 각종 산업용 시설이나 전문 시스템에 잔뜩. 전기 자동차에도 많은 자석이 잔뜩 들어간다.

아무려나 좋은 자석이 좋은 삶을 만든다. 좋은 자석은 미래 IT 세상을 결정하는 핵심 인자.

중국이 강력한 자석을 만드는 필수 인자 희토류에 집착하는 것은, 참 좋은 미래 국가 전략이라고 생각한다. 그들은 장차 글로벌 세상의 목줄을 쥐려는 것. 오늘 당장이라도, 꼭지가 돈 시진핑이 모든 수출 물량을 제로 상태로 만들어버리면, 세상은 즉시 폭망각.

“응? 꼴통 트럼프가 어쩔 낀데?”

○ 자석 종류에 따라 한 개 자석 안에, 두 개 극이 같은 방향으로 배치될 수도 있음.

(출처 : https://www.couragemagnet.com/magnetization-direction/)

* 관련 글 : 자석에 재미가 있다 (1), Standard

기기묘묘한 세상? 그게… 요즘 세상 자석의 형태와 속성은, 칠판의 막대자석이나 말굽자석이 아니라는 것이다.

○ 자석의 능력을 평가할 때 가우스 미터를 사용하면 된다.

일본 카네텍(Kanetec) 제품은 확실히 좋더라. (느낌상 Fluke Meter급?) 미제는 쓸데없이 거시기하고, 나머지는… 가성비 관점의 대만제(=Tenmar TM-917) 또는 중국제. 저가형 제품의 성능을 믿거나 말거나는 각자의 몫.

국산품은?

과거에 있었을까? 또는 있기는 한 것인지… 소소한 계측 장비 생산도 없고, 뭣도 없고, 그래서 이것도 저것도 아닌 대한민국의 미래가 문제라는 말씀.