永久磁石としても知られる界磁マグネットは、シンプルな日常機器から複雑な産業機械まで、幅広い用途に欠かせない部品です。これらの磁石は、外部磁場がない状態でも磁気特性を保持できることが特徴です。この総合ガイドでは、界磁の基礎から、その種類、特性、用途などを掘り下げて解説します。
フィールド・マグネットの種類
界磁マグネットは、強磁性と非強磁性に大別される。
1.強磁場磁石
強磁場磁石は、外部磁場がなくても強い磁性を示す材料で作られている。鉄、ニッケル、コバルト、およびそれらの合金などが含まれる。強磁界磁石はさらに2つのサブカテゴリーに分けられる：
a.アルニコ・マグネット
アルニコ磁石は、アルミニウム、ニッケル、コバルトの合金に、銅、マグネシウム、チタンなどの他の元素を微量加えたものである。これらの磁石は、磁力が強く、温度安定性が良く、減磁しにくいことで知られています。アルニコ磁石はスピーカー、モーター、磁気センサーなどの用途によく使われています。
b.セラミックまたはフェライト磁石
セラミック磁石またはフェライト磁石は、酸化鉄とストロンチウム、バリウム、鉛などの金属元素の混合物から作られています。これらの磁石は比較的安価で、腐食や減磁に対して良好な耐性を持っています。しかし、他のタイプの磁界磁石に比べ、一般的に磁力と温度安定性が低い。セラミック磁石は、モーター、発電機、変圧器などの用途でよく見られます。
2.非強磁場マグネット
非強磁場磁石は、外部磁場がない場合に弱い磁性を示すか、まったく磁性を示さない材料から作られている。これらの材料には、サマリウム、ネオジム、希土類元素などが含まれます。非磁界磁石はさらに2つのサブカテゴリーに分けられます：
a.サマリウム・コバルト(SmCo)磁石
サマリウム・コバルト（SmCo）磁石は、サマリウムとコバルトの合金に、鉄、銅、ジルコニウムなどの他の元素を少量加えたものです。これらの磁石は高い磁気強度、良好な温度安定性、および減磁に対する耐性を持っています。SmCo の磁石はモーター、発電機および磁気センサーのような高性能の適用で一般的使用されます。
b.ネオジム鉄ホウ素(NdFeB)磁石
ネオジム鉄ホウ素（NdFeB）磁石は、ネオジム、鉄、ホウ素の合金に、コバルト、銅、希土類元素などの他の元素を微量添加したものです。永久磁石の中で最も磁力が強く、耐食性にも優れています。NdFeB磁石は、モーター、発電機、スピーカー、磁気分離器などの用途に広く使用されています。
フィールド・マグネットの特性
磁石の特性を理解することは、特定の用途に適した磁石を選択するために非常に重要です。考慮すべき重要な特性には、以下のようなものがあります：
1.磁力
磁場強度または磁化とも呼ばれる磁気の強さは、磁石が他の磁性体を引き寄せたり反発したりする能力のことである。通常、テスラ（T）またはガウス（G）の単位で測定される。磁場磁石の磁場強度は、それが作られる材料とその特定の組成に依存します。一般的に、強磁性材料は非強磁性材料よりも磁気強度が低い。
2.保磁力
保磁力は、反対磁界にさらされたときの磁石の減磁に対する抵抗力の尺度である。エルステッド（Oe）またはアンペア毎メートル（A/m）の単位で表される。保磁力の値が大きいほど、磁石が減磁しにくいことを示す。ネオジムやサマリウム・コバルトなどの非強磁性材料は、一般的に強磁性材料よりも高い保磁力値を持つ。
3.レマネンス
残留磁力とも呼ばれる残留磁力は、減磁力を受けた後に磁石がその磁気特性を保持する能力の尺度である。磁石の飽和磁束密度に対する残留磁束密度の比で表されます。残留磁束密度が高い材料ほど、減磁力を受けても磁性を保持しやすい。
4.キュリー温度
キュリー温度（キュリー点）とは、磁石の磁気特性が熱効果によって劣化し始める温度のことである。キュリー温度を超えると、磁石は磁性を完全に失う。キュリー温度は磁石の材料組成によって異なる。強磁性材料は一般に、非強磁性材料よりもキュリー温度が低い。
5.透磁率
透磁率は、材料がその内部で磁場の形成をサポートする能力を示す尺度である。材料内の磁場の強さと印加された磁場の強さの比である。強磁性体のように透磁率の高い材料は、強い磁場の形成をサポートするため、高い磁場強度が要求される用途によく使用される。
フィールド・マグネットの応用
フィールドマグネットは、そのユニークな磁気特性により、様々な産業分野で幅広い用途に使用されています。一般的な用途には以下のようなものがあります：
1.電気・電子部品
界磁は、モーター、発電機、変圧器、スピーカー、ハードディスク・ドライブなど、多くの電気・電子機器に不可欠な部品である。電気エネルギーを機械エネルギーに変換したり、逆に機械エネルギーを電気エネルギーに変換したりする磁界を作り出したり、データを保存したり取り出したりするために使用される。
2.医療機器
強力な磁場を利用して人体の詳細な画像を生成する磁気共鳴画像装置（MRI）などの医療機器にも、フィールド・マグネットが広く使用されている。その他の医療用途としては、磁場によって機能する磁気治療装置や埋め込み型医療機器などがある。
3.産業用途
工業的な設定では、分野の磁石は物質的な処理、分類および分離を含むさまざまな適用で使用されます。例えば、強力な希土類磁石は、廃棄物の流れから鉄と非鉄金属を分離するリサイクル施設でよく使用されます。磁石はまた、磁気的に支援された機械加工およびアセンブリのようなさまざまな製造工程で使用されます。
4.消費者製品
フィールド磁石は、冷蔵庫用磁石、マグネットファスナー、マグネット玩具など、幅広い消費者向け製品にも使用されている。また、ホーム・オートメーション・システムやセキュリティ・システムによく見られる近接センサーや磁気スイッチなど、さまざまな種類のセンサーにも使用されています。
結論
界磁マグネット（永久磁石）は、そのユニークな磁気特性により、幅広い用途に不可欠な部品です。磁石の種類や特性、用途を理解することは、用途に合った磁石を選ぶ上で非常に重要です。強磁性界磁石と非強磁性界磁石は、界磁石の2つの主要なカテゴリであり、各カテゴリには独自のサブカテゴリと特性があります。技術の進歩に伴い、高性能な界磁マグネットの需要は増加し、この魅力的な分野の研究開発がさらに進むと思われます。
よくあるご質問
1.界磁は何でできているのか？
永久磁石とも呼ばれる界磁は、外部磁場がない状態でも強い磁気特性を示す材料で作られている。強磁性体と非強磁性体に大別される。強磁性体には鉄、ニッケル、コバルトなどがあり、非強磁性体にはサマリウムやネオジムなどの希土類元素があります。
2.強磁場磁石と非強磁場磁石の違いは？
強磁場磁石は、外部磁場がなくても強い磁性を示す材料で作られている。鉄、ニッケル、コバルトなどがこれにあたる。一方、非強磁界磁石は、外部磁界がない状態では磁性が弱いか、まったくない材料で作られています。サマリウムやネオジムなどの希土類元素がこれにあたります。
3.界磁の特性は？
特定の用途に使用する磁石を選択する際に考慮すべき界磁の特性には、磁力、保磁力、残留磁化、キュリー温度、透磁率などがある。
4.磁石の一般的な用途は？
フィールド・マグネットは、電気・電子部品、医療機器、産業用アプリケーション、消費者向け製品など、さまざまな業界の幅広いアプリケーションで使用されています。例えば、モーター、発電機、変圧器、スピーカー、磁気共鳴画像装置（MRI）、物流機器、磁気センサーなどがあります。
5.特定の用途に適した界磁を選ぶには？
特定の用途に適した界磁を選ぶには、さまざまなタイプの磁石の特性と、その具体的な特性を理解する必要があります。考慮すべき主な要素には、磁石の使用目的、必要な磁力、使用温度、使用環境、コストなどがあります。磁石の専門家やサプライヤーに相談することも、特定の用途に最適な磁石を選択する上で役立ちます。