물체를 끌어 당기는 신비한 성질, 자성
철은 물체를 끌어 당기는 신비한 성질, 즉 자성을 지니고 있다. 쉽게 자화(磁化)되는 성질 때문에 철은 강한 자석을 만드는데 편리하게 이용될 수 있었다. 이러한 자성은 지구상에 존재하는 물질 중에서 상당히 한정된 물질에서만 볼 수 있는 특수한 현상이다.

자기적 성질에 따른 구분
물질은 자기적 성질에 따라 크게 상자성, 반자성, 강자성으로 구분되는데, 먼저 상자성체는 자기장 안에 넣으면 자기장 방향으로 약하게 자화되고, 자기장이 제거되면 자화하지 않는 물질을 말한다. 대표적으로 알루미늄, 주석, 백금, 이리듐 외에 산소 등이 있다. 반자성체는 외부자기장에 의해 반대 방향으로 자화되는 물질로 수소나, 물, 수정, 납, 구리, 아연 등 많은 금속과 대부분의 염류 등이 이에 속한다. 반면, 철, 니켈 및 코발트 등은 강자성체로 자기장의 방향으로 강하게 자화되며 자석에 강하게 끌리는 물체들이다. 이러한 강자성체 물질들을 함유한 합금 중에도 강자성체 성질을 갖기도 한다.

                            <그림1> 자성을 이용해 먼 바다로의 항해가 가능하게 한 나침반 

탈자성체 합금, 스테인리스
하지만 철 합금이라고 해도 자석에 붙지 않는 것도 있다. 대표적인 예가 오스트나이트계 스테인리스이다. 이것은 크롬 18%, 니켈 8%를 함유한 철 합금이어서 보통 ‘18-8 스테인리스’라고도 불리기도 하는데, 오물이 잘 묻지 않고 녹이 잘 슬지 않기 때문에 일반 가정의 싱크대 및 주방용 기기에 많이 사용되고 있다. 물론 자석에 붙지 않는 '18-8 스테인리스'도 여러 번 두드리면 부분적으로 자성을 띄게 되어 자석에 반응을 보이기도 한다.

퀴리온도와 탈자성
한편 강자성체라고 해도 일정한 온도 이하에서만 자성을 띠게 되는, 즉 퀴리온도를 가진다. 모든 원소는 일정한 온도 이상이 되면 자성의 성질을 잃게 되며 그 온도도 원소마다 다르다. 즉, 퀴리온도란 강자성과 상자성 사이의 전이온도로서 자성을 띤 물체를 그 물체의 퀴리온도 이상으로 가열하면 자성을 잃어 탈자될 뿐만 아니라 자석에도 붙지 않는 상자성체로 변한다. 그러나 온도가 떨어져 퀴리온도 이하가 되면 다시 자성체로 되돌아온다. 순수한 철의 퀴리온도는 768℃, 니켈은 350℃, 코발트는 1120℃이다.

                        <그림2> 2012년부터 인천국제공항에서 운행예정인 자기부상열차 

자성과 함께 발달해 온 인류 문명
인류 문명의 발전은 철을 비롯한 자성물질을 효과적으로 이용함으로써 급진적으로 이루어졌다고 해도 과언이 아니다. 서력 기원을 전후해 중국에서는 자석의 일종인 나침반이 발명되었으며, 이 나침반은 서양으로 전래돼 먼 바다를 항해할 수 있게 만들어 주었다. 또 20세기 초에는 전기강판이 개발되어 전기강판으로 만든 철심이 변압기, 발전기, 모터 등에 이용돼 전력 수송에 핵심적인 역할을 하였다. 그리고 20세기 중∙후반에는 카세트테이프, 컴퓨터 기억 소자 및 플로피 디스크, 신용카드 및 전화카드, 전철표, 스피커, 고속전철, 거대한 입자가속기 장치 및 자기부상열차 등 다양한 곳에 자성재료가 활용되어 현대 문명의 핵심 소재로 부상하였다. 철의 신비한 성질 자성은 지금도 그리고 훗날까지도 인류 문명의 발전을 이루는 핵심 역할을 할 것이다.