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永久磁石とは?

永久磁石とは?

磁石は永久磁石と電磁石に大きく分けられます。ここでは、永久磁石の仕組みなどの知識をご説明します。

永久磁石の仕組み

鉄材に電線を巻きつけ直流電流を流すことにより、磁石にすることができます。これは、鉄の内部に複数の磁区(磁力を持った原子の集まり)が形成されていて、通常その磁区の向きがバラバラの状態にあるため、外部には磁力が現れません。しかし、巻きつけた電線に電流を流すと、全ての磁区は同一方向に揃えられ、外部に強い磁力を発生させます。しかし、電流を切ると瞬時に磁区が元の状態に戻り、磁力はなくなります。これがいわゆる電磁石です。

しかし、特殊な元素を配合した磁石材料の場合、電流を切っても、磁石材料内部の磁区配列は元の状態に戻ることがなく、一方向に揃ったまま“永久”に磁力を保ちます。つまり磁界を取り去っても、自ら永久に磁力を発生し続けるのが“永久磁石”です。

 

永久磁石の分類

永久磁石は、成分元素により、大きくアルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石の3種に分類されます。

アルニコ磁石

合金磁石

アルミニウム・ニッケル・コバルトを主成分とする合金で、高い磁性と優れた耐熱性から広く利用され、永久磁石のなかで最も古い歴史を持っています。近年、希土類磁石などの高性能な磁石の開発により、需要は減少していますが、温度特性や金属物性を必要とする分野では今でも使用されています。


フェライト磁石

フェライト磁石

炭酸バリウムまたは炭酸ストロンチウムと酸化鉄および添加剤を混合した焼結磁石で、磁力は低いほうですが、ほかの永久磁石に比べて最も安価であるという特長をもっています。それに加えて、比重が小さく軽いこと、酸化物なので錆びないことなどの長所から広く使用され、現在生産量が最も多い永久磁石です。


希土類磁石

希土類磁石

希土類元素を主成分とし、粉末焼結で成形されます。アルニコ磁石やフェライト磁石に比べてきわめて磁気特性が高く、急速に需要が増加しています。希土類磁石には、サマリウムとコバルトを組成としたサマリウムコバルト磁石、およびネオジウムと鉄を組成としたネオジウム磁石の2種類があり、それぞれの長所や特性を生かして使用されています。


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