永久磁石とは何ですか?またそのカテゴリーは何ですか?

永久磁石は硬磁石とも呼ばれ、一度磁化されると長期間その磁気特性を維持できる材料です。一定の磁場を維持するこの能力は、外部磁場が除去されると磁性を失う軟磁石とは区別されます。永久磁石はマグネタイト (酸化鉄の一種) など自然に存在するものもありますが、人工的に製造することもできます。これらの磁石は、エレクトロニクス、電気工学、機械、輸送、医療、日常生活製品などのさまざまな用途に広く使用されています。

永久磁石は、広いヒステリシス ループ、高い保磁力、および高い残留磁気によって特徴付けられます。これらは、飽和して磁気的に帯電した後、減磁曲線の第 2 象限で動作します。最大の磁気エネルギーの蓄積と安定した磁気を確保するには、永久磁石はできるだけ高い保磁力 (Hc)、残留磁気 (Br)、および最大エネルギー積 ((BH)m) を持たなければなりません。

永久磁石は、その材料組成に基づいて、合金永久磁性材料とフェライト永久磁性材料の 2 つの主要なカテゴリに分類できます。

合金永久磁性材料には次のものが含まれます。

1. 希土類永久ネオジム磁石 (例: Nd2Fe14B、または ネオジム磁石): これらは市販されている磁石の中で最も強力です。非常に高い磁気特性を持ち、最大エネルギー積 (BHmax) はフェライトの 10 倍以上です。 NdFeB磁石は、製造プロセスに基づいて、接着NdFeB、焼結NdFeB、射出成形NdF​​eBにさらに分類できます。ボンドNdFeB磁石は、NdFeB粉末を樹脂、プラスチック、低融点金属などのバインダーと混合し、圧縮、押出、または射出成形によって形成されます。焼結 NdFeB 磁石はエアジェットミリングと焼結によって製造され、高い保磁力と優れた機械的特性をもたらします。射出成形された NdFeB 磁石は高精度を実現し、複雑な形状も簡単に作成できます。

2. サマリウムコバルト (SmCo): SmCo 磁石は、その組成に基づいて SmCo5 と Sm2Co17 に分類されます。 SmCo は、第 2 世代の希土類永久磁石として、高い最大エネルギー積 (14 ～ 28 MGOe) と信頼性の高い保磁力を備えているだけでなく、良好な温度特性も示します。 NdFeB と比較して、SmCo は高温用途 (200°C 以上) により適しています。

3. アルミニウム ニッケル コバルト (AlNiCo): AlNiCo は、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、およびその他の微量金属元素で構成される合金です。焼結法や鋳造法で製造できるため、さまざまなサイズや形状の製造が可能です。鋳造アルニコ永久磁石は可逆温度係数が最も低く、600°C を超える温度まで動作できます。

フェライト永久磁性材料 (フェライト): フェライト磁石は、主に BaFe12O19 や SrFe12O19 などの原料からセラミック加工によって製造されます。硬くて脆いが、優れた耐熱性と低コストを備えているため、最も広く使用されている永久磁石です。

要約すると、永久磁石は長期間にわたって磁性を保持する能力があるため、多くの用途で重要な役割を果たしています。多様な材料組成と製造プロセスにより、さまざまな用途に適した幅広い特性が得られます。