アルニコ 磁石。 磁石の上級知識

アルニコ磁石とは

アルニコ 磁石

日頃当たり前に使っている磁石、その知識をさらに増やして幅を広げましょう! 磁石はみんな知っていますが、詳しい知識をお持ちの方は少ないですよね。 ここではそんな磁石の上級者の知識をいつくかご紹介していきますので、ご参考にしてもらえれば幸いです。 日頃当たり前に使っている磁石ですが、その詳しい知識をみにつけて磁石の魅力を知りましょう! まず、 磁石の種類は、大別して三種類あることを知って おきましょう。 その種類は、希土類磁石、フェライ ト磁石、アルニコ磁石です。 ここからまたさらに細かく種類が分かれているのですが、今回は希土類 磁石に属する ネオジュウム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石について ご紹介したいと思います。 種類は豊富にありますが、それぞれに 特性があり、上級者の方はそれぞれの磁石の詳細な知識をもっています。 残留磁束密度と保持力がとても強力 先にでた3種類の磁石について簡単に説明すると、まず、希土類磁 石の大きな特徴は、残留磁束密度と保持力がとても強力という点です。 磁気が強力なので、小型 化して使用できるので、ヘッドホンなどに使用されています。 磁石は、それぞれに特性がある フェライト磁石は、磁束密度が小さいという特性があります。 焼結磁石のため 耐酸性などに優れているものの、割れやすい、というのも特性です。 アルニコ磁石も、磁束密度が高くて強力だと いう特性があります。 このように磁石は、それぞれに特性をもっており、その特性に沿って、用途に合わせた 使い方をしていくわけです。 間違った使い方をすると磁石が壊れたりケガをすることもあります。 さて、 フェライト磁石は、 酸化鉄を主原料にしてストロンチウム、バリウム、などの成分を微量に加え焼き固めた後、粒子状にしたものを 成形して焼結することでフェライト磁石になります。 ちなみに、磁石を焼結させて作る方法は窯業製品に分類され、フェライト磁石も、 窯業製品のひとつになります。 熱による減磁が大きい磁石 フェライト磁石のその長所と用途例をを挙げると、焼結磁石なので、 耐 腐性・耐酸化性にとても優れており、磁気保持力が高く減磁しにくいので、安定していて、規格品やロットがまとまっ た時にもっとも安い磁石になります。 また、フェライト磁石は 熱による減磁が大きい磁石です。 100度をオーバーすると磁力が相 当下がり、200度の状態では磁力は半分になります。 ただ、200度までから常温に復帰すると元の磁力をほ とんど取り戻します。 また、異方性は特定方向に強力なフェライト磁石ですが、他方向には磁力が発揮できないという点もあります。 またフェライト磁石等方性は、異方性に比べると磁力は弱まりますが、どの方向にも等しく磁力がでます。 このような特性を活かし、フェライト磁石はモーターの高性能や省エネ化、コンパクト化などに貢献しています。 今はエコの時代でエコ化をしないと時代に取り残されますので、この開発は急速にこれからも進むでしょう。 サマリウムコバルト磁石 次に サマリウムコバルト磁石についてです。 磁石としてのサマ リウムはその歴史が長くもちろん今でも使用されています。 残留磁束密度や保持力の温度係数が小さいので、優れた熱安 定性や耐食性面を持っていることが特徴の種類です。 このサマリウムコバルト磁石は、いったいどのようなシーンで使われているのでしょうか。 用途の一例の 上級知識をと紹介致します。 まず、 用途のひとつとして回転機器がありますね。 各種モーターや、 小型発電機として使われています。 用途も広く、応用機器としても使用 サマリウムコバルト磁石は、他にもさまざまな用途があります。 音響機器に関連した、スピーカーやマイクロフォン、ピックアップ。 そ してとても身近な存在である、イヤホンなどにも使われている磁石です。 サマリウムコバルト磁石は 用途も広く、応用機器としても使用されています。 マグネ ットカップリング、そして電子ロック、なんと健康機器などにも使われているのです。 ただ、短所として、 水分が多く研 磨されている状態では低温度でも発火する可能性があるので注意する必要な種類です。 用途が広くメリットが大きいサマリウムコバルト磁石ですが、発火しやすいというデメリットもあるのです。 上級者の方からすれば当然の常識でも初級や中級の方は知らずに大変な 事故になることもあるのです。 知識を持った上級者ですら、事故を起こしてしまうことがあるので、それ以外の方は本当に要注意です。 取扱をしないといけない場合は、知識が少ない方は必ず上級者の立ち合いの元行うようにしましょう。 大きなケガを出さないためには、初心者を導いてくれる上級者の存在は必ず必要なのです。 磁石といえば、小さなものばかり想像してしまいますが、 ちょっと取扱いを間違っただけで本当に大怪我になることもよくあるのです。 日常で考える磁石とはかけ離れ、最悪の場合、火災や 命の危険すら招きかねません。 必要であればプロの指導の下に磁石を扱うくらいの注意を払いましょう。 種類によっても磁石は さまざまな特徴の違いがあるので、それぞれの知識が必要です。 ネオジュウム磁石 次に ネオジュウム磁石の、さまざまな特徴や利用法の上級知識です。 まずはネオジュウム磁石の、特徴について紹介しましょう。 ネオジュウム磁石には、磁束密度が高いという特徴があります。 そして磁力の温度変化が大きく、機械的に壊れやすい特徴もありますね。 また、錆びやすいといった特徴もあるため、ニッケルでめっきされることが多いと言われています。 ネオジュウム磁石は磁力が非常に強いという特徴もがあるため、ハードディスクドライブやCDプレーヤーなどの製品に利用されています。 私たちの身近なものでいうと、 携帯電話などにも使用されています。 ネオジウム磁石は様々な種類がある磁石、永久磁石と 呼ばれているのですが、その中で最も強力な磁石といわれています。 手袋をはめておくなど、小さな配慮が必要 ただ、 ネオジュウム磁石を取り扱う際には注意が必要なもの上級知識として知っておきましょう。 たった数センチの大きさでも、10kg以上の吸着力があります。 吸着力が強いのも、特徴のひとつですが、反対に、扱う際には、決して指などを挟まないようにする必要があります。 手袋をはめておくなど、小さな配慮が必要です。 またネオジュウム磁石は酸素との反応性が高いので、磁石の結晶粒を小さくしてしまうと、空気にあたり面積 が増加してしまうので、自然発火の可能性もあり、酸素を取り除いた状態で製造する必要がある、という注意点も上級知識とし て知っておきましょう。 上級知識の説明ですので専門用語も多く、わかりずらいと思いますが、このくらいは知っていて当然で 磁石系の仕事についている人にとっては常識的な知識になります。 アルニコ磁石 15000ガウスの磁束密度を持っている 次に アルニコ磁石についてです。 まず基本的に先にでたサマリウムコバルト磁石やネオジュウム磁石とほぼ同じ程度の強力な磁力があり、 地球の磁場の約3000倍にあたる15000ガウスの磁束密度を持っています。 アルニコ磁石の用途ですが、まず、基本的なところでは、 電動機やセンサなどに主に使われています。 アルニコ磁石の用途で変わった使い方としては、5cm位の棒状の形にして、牛に飲のませ、第3胃内 の針金等の鉄片を束状にこれを吸着させることで、牛の創傷性心膜炎を予防に使われることがあります。 このように磁石は単に物にくっつける、というだけでなく、動物の病気の予防にも使われているのです。 磁石が病気予防に使われているとは素晴らしいですよね。 丸棒の形にすると磁力を得るのに有利 さて、このアルニコ磁石の用途として、 この磁石は最近 ではよく、スピーカーユニットにも使われています。 スピーカーユニットに使 用されているアルニコ磁石は丸棒の形なっていて、帯状の軟磁性体材料を四角の形に折り曲げ、くびき穴を作っ たヨークと、このくびき穴の中の丸棒の形のセンターポールにつけています。 また、以前はフェライト磁石が使われていることが多かったのですが、 アルニコ磁石を長くし、 先に説明のとおり、丸棒の形にすると磁力を得るのに有利という点があります。 また、保持力を高くするという理由でも磁石を長くしなければいけません。 さらに、磁場がヨークで閉じ込められるので、 ユニットが小さくでき、ブラウン管への影響も小さくなるのもアルニコ磁石をスピーカーユニットへ使用する利点です。 アルコニ磁石がこのように使用されるようになったことも知識としてまず必要です。 実践の場でしか得られない知識も ありますがそのような所まで身につけて初めてエキスパートと言えます。 頭に入れる知識だけではまだアマチュアで、実践の場で 作業できて初めて上級者と呼べるのです。 未だに解明されない磁石の謎 電気の力に似ているということ以上は未だにわかっていない これまで磁石の種類の上級知識を説明してきましたが、 磁石の原理自体は、とても不思議なものです。 磁石の原理を説明するとなると、かなり長い時間語らなければならず、しかもどんな上級知識を持った人でも全ては説明できないのです。 それほど不思議なものが磁石なのです。 先に磁石の原理を上級者でも全ては説明できない、といったのは、 実は、今の科学の力でも 、磁石の原理は完全に解明することができていないからです。 一言で説明するなら、 電気に似た不思議な力、でし ょうか。 電気の力に似ているという以上のことは、未だにわかっていないのです。 ただ、先の通り、実際の化学でも磁石という存在の原理が解明されていない、というのはまだまだ未知の部分として活用方法がある、という ことにもなります。 磁石の原理について、現時点でわかっている内容で説明するなら、「電磁力が働いている」ということですね。 電磁力について説明すると、「 電気と磁気の力を合わせて表現したもの」です。 もとも と、電気と磁気は別のものとして認識されていました。

次の

アルニコ磁石 丸型

アルニコ 磁石

永久磁石は、じつは永久ではない? 磁石は、使っている間に磁力が変化してしまうことがあります。 磁力が自然に増える、ということはまずめったになく、反対に磁力が減ってしまうことは茶飯事にあります。 磁力が減ってしまう現象を 減磁するといいます。 減磁は「外部」「自己」「温度」の3つの影響があり得ます。 つまり永久磁石は必ずしも「永久」であり続けるとは限りません。 「外部減磁」「自己減磁」「温度減磁」によって磁石でなくなってしまうことがあるのです。 減磁を含む磁力の変化には、可逆変化と不可逆変化があります。 温度変化を例に考えてみると、室温から温度変化をさせると、磁力が変わります。 もとの温度に戻した時、磁力が元に戻る場合が可逆変化(可逆減磁)、戻らない場合が不可逆変化(不可逆減磁)になります。 以下、磁力を弱めてしまう3要素「外部減磁」「自己減磁」「温度減磁」について見てゆきます。 外部磁界の影響による減磁 磁石は外部から印加される磁界の影響を受けて減磁が発生することがあります。 磁石同士を反発させるだけで発生してしまう場合もあります。 特に保磁力の小さい磁石では現れやすい現象ですので、使用途から予測してあらかじめ保磁力の高い材質を選定するなどの検討が必要になります。 保磁力が比較的弱いフェライト磁石を例に説明します。 逆磁界の影響を検討するためには、磁石固有の磁化の強さを示すJ-H曲線を利用します。 この減磁が可逆減磁なのか不可逆減磁なのかは、J-H曲線の屈曲点を通過するかどうかによります。 図示の例では、屈曲点を超えてしまっていますので、不可逆減磁となります。 逆磁界の平行移動が、JH曲線の屈曲点を超えなければ、不可逆ではなく可逆減磁となり、磁力も元に戻ります。 わたしどもマグテックが磁石製造を承る場合に、周囲に大きな電磁力のある部品があるかどうか確認させていただくことがあります。 周囲に大きな電磁力がある場合には上述のような外部磁界による減磁を想定し、磁石を設計しています。 自己減磁 磁石本体の次第に減衰してゆく磁力自己減磁と言うものがあります。 自己減磁とは磁石極面から磁石内部に発生する磁界の影響で起こる減磁です。 自己減磁は磁石の形状、寸法比に依存します。 磁化された磁石は、表面に生じる磁界はN極からS極へ向かいますが、磁石内部では磁化の方向とは逆向きにHdになる磁界が働きます。 この内部の磁場を減磁界といい、磁石を減磁させる方向に働きます。 この減磁界は磁石の寸法比により異なり、磁化方向に細長い磁石ほど小さくなります。 自己減磁の影響はBH曲線上の動作点における磁束密度Bdと減磁界Hdの比で表されます。 動作点の磁界Hdと磁束密度Bdの比をパーミアンス係数と言い、Pcで表します。 これを減磁曲線上で考えると、傾きを持った直線となります。 この直線を動作線と言い、減磁曲線との交点を動作点と言います。 パーミアンス係数が大きくなると動作線の傾き方はB軸側に近づき、小さくなるとH軸側に近づきます。 パーミアンス係数は、磁石の形状に依存します。 単純な形の場合、計算で近似的に求める事ができます。 aは補正係数であり通常1. 2~1. 4程度です。 温度変化による減磁 磁石の磁気特性は温度により変化します。 ネオジム磁石の場合もフェライト磁石の場合も、不可逆減磁を避けるために動作点が屈曲点以下に落ちないように磁石を設計する必要があります。 わたしどもマグテックが磁石製造を承る場合には、以下に述べるような温度変化を想定し、磁石を設計しています。 高温減磁 ネオジムなどの希土類磁石の場合、温度変化が大きい、特に高温側では減磁が発生します。 ネオジム磁石を含む希土類磁石は、高温になる程、Br、Hcb、Hcjが低下します。 これを負の温度係数があると言います。 パーミアンス係数が大きい、あるネオジム磁石Pc1の場合を考えてみます。 B-H曲線は高温になるに従って、図のように変化していきます。 右側の図をみると動作点がネオジム磁石のBr温度係数に従って低下していきます。 ここでは-0. この場合は、動作線はB-H曲線の屈曲点を超えていませんので、高温から元の温度に戻すと、磁石の動作点も元の位置に戻ります。 即ち、可逆減磁の状態にあります。 次に、パーミアンス係数がPc0. 2と先ほどより係数の小さなネオジム磁石の直線の場合を考えてみます。 屈曲点と動作線の交点をK点とします。 この場合、K点に到達するまではBr温度係数に従って変化します。 K点から先は磁壁の変化が生じてしまい、元に戻らない不可逆変化となります。 高温不可逆減磁は残留磁束密度Brではなく保磁力Hcbに依存します。 この不可逆減磁が起こると、磁石の磁力は低下したまま元に戻らないため、設計上、注意が必要です。 低温減磁 ネオジム磁石は高温で不可逆減磁を起こし易いですが、フェライト磁石の場合は傾向が異なりますので、以下に説明します。 図は、フェライト磁石のB-H曲線を示しています。 フェライト磁石のBr温度係数は、ネオジム磁石と同様に負の温度係数ですが、フェライト磁石の保磁力Hcbは正の温度係数であり、温度がプラス側に変化するほど、保磁力Hcbは増加し、残留磁束密度Brは低下していきます。 保磁力HcjもHcbと同じ傾向を示します。 逆に考えてみると、温度がマイナス側に変化するほど、保磁力Hcbは低下し、残留磁束密度Brは増加することになります。 これがフェライト磁石の特性であり、設計上、注意が必要な点です。 あるフェライト磁石のパーミアンス係数がPc0. 2と小さく、常温時の動作点が屈曲点に近い場合を考えてみます。 この状態で、不可逆減磁が発生すると判断できます。 常温に戻したときの減磁量は以下のように考える事ができます。 常温時、低温時におけるそれぞれのB-H曲線の屈曲点を結ぶ直線を引きます。 これを包絡線と言います。 リコイル線とPc0. これをフェライト磁石の低温減磁と言います。

次の

アルニコ磁石の方がほんとうによい音がするのか

アルニコ 磁石

アルニコ磁石 磁石が工業生産され始めた1930年代に最も高性能として活用された磁石です。 材質は主として鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトで、材料の頭文字をとって「Al・Ni・Co 磁石」です。 鋳造品のため「鋳造磁石」とも呼ばれます。 等方性(MCA)と異方性(MCB)の2種類のタイプがあります。 希土類であるコバルトを使用している関係上高価で、安く造形の容易なフェライト磁石に 主役の座を奪われ、近年使用されることが極端に減っています。 現在では、外部温度による磁気特性の変化が少ないため精密計器に用いられたり、キュリー点が高い性質を活かして高温になる部分での使用、 減磁の性質を活かして永電磁マグネットなどに利用されています。 フェライト磁石|Ba系・Sr系 現在、あらゆる分野で使用されているマグネットで、1970年頃から工業化されました。 主成分は製鉄の副産物である酸化鉄で、粉末を固めて焼いて作られる粉末冶金品のため陶磁器に近い性質を持っています。 そのため割れやすいという短所がありますが、様々な形状を作ることができ、 着磁前であれば切断・研磨などの加工も行えます。 原料が安いため、製品価格も比較的安価です。 永久磁石の中心的存在として今日迄長く使われ続けている最も一般的な磁石です。 温度による磁気特性の変化率が比較的大きくなります。 等方性と異方性の2種類のタイプがあり、異方性は等方性に比較して約2倍程度の磁力を有します。 等方性磁石 どの方向から着磁しても同じ強さの磁石のことで、全方向に対して同じ磁気特性を有しています。 磁石内部の結晶の向きは バラバラなのでどの方向からも着磁できますが、異方性磁石より低い最大エネルギー積となります。 異方性磁石 ある決まった方向から着磁する磁石のことです。 成型時に磁界内で加圧することで内部の結晶の向きを揃えてあります。 磁化しやすい方向から着磁することで、等方性磁石よりも大きな力を得ることができます。 磁石の結晶は、平たい六角形をしています。 この厚み方向に磁化すると強い磁石ができます。 柔軟磁石(ゴム磁石・塩ビ磁石・プラスチック磁石) ゴム・プラスチック等と、フェライト磁石粉末や希土類磁石粉末の混合品です。 柔軟であり、切断・穴あけなどが容易に行えます。 成型したままで寸法精度が高く、鋳造磁石やフェライト磁石などではできなかった非常に長いもの、 平面の広いものが容易に製作できます。 形状の自由度や精度、強度、一体成形可能などの点で非常に大きなメリットがあります。 磁石材料の温度特性はフェライト磁石とほとんど同様ですが、バインダーに熱可塑性樹脂を用いる分、磁力が落ちます。 希土類磁石 希土類金属(ネオジウム、サマリウム、コバルトなど合計17元素)の粉末を成型してから 焼結した高性能なマグネットです。 フェライト磁石に比べるとはるかに強力な磁気エネルギーを持っています。 近年、電子機器をはじめ、産業用各種機器において、小型化、高性能化の要求で、 希土類マグネットの性能が上がってきています。 希土類元素である材料を使用していますので、非常に高価です。 希土類マグネットには、サマリウム・コバルトSm-Co系マグネット(通称:サマコバ)と、 ネオジウム・鉄・ボロンNd-Fe-B系マグネット(通称:ネオジ)があります。 ネオジウム磁石|Nd-Fe-B系マグネット 現在実用化されている最高の磁力を持つ磁石です。 小さくても強力な磁力を有しています。 この磁石は、高い磁気特性と、主原料が比較的豊富なネオジムと鉄であるため、サマコバ磁石のよりも比較的安く製造できます。 さらに機械的強度が高いために、欠けや割れが少なく、取り扱いが容易です。 以上のように優れた磁気特性を持っていますが、鉄を含んでいるため耐食性が悪く錆びやすいので、メッキ等の表面処理が必要となります。 ネオジウム磁石の使用温度環境に対する磁束量の変化はフェライト磁石よりも少ないですが、 サマコバ磁石と比べると変化が大きく特に高温領域で大きく減磁します。 要するに、熱に弱いため使用温度に注意が必要ということになります。 しかし近年では研究が進み、高性能な耐熱グレードのものも登場してきています。 サマコバ磁石|Sm-Co系マグネット サマリウムとコバルトからなる合金で、材料の頭文字からそう呼ばれています。 1967年に開発された、世界初の希土類磁石です。 ネオジウム磁石の次に高い磁力を持つ上に、優れた熱安定性を有しているため高温での使用も可能で、 まさに究極の磁石と言えるでしょう。 また、ネオジウム磁石に比べて錆に強いため、ニッケルメッキなどの表面処理も必要ありません。 磁気異方性の優れた高保磁力の1-5系サマリウムコバルト磁石と、 磁気エネルギーの高い2-17系サマリウムコバルト磁石があります。 しかし原料であるサマリウム及びコバルトが希土類属の為、コストが割高で、 他の磁石に比べてもろく割れやすいという短所があります。 その他磁石 鉄・クロム・コバルト磁石 鉄・クロム・コバルトを主成分とする磁石で、その製造工程はアルニコ磁石とほぼ同じです。 最大の特徴は、アルニコ系磁石の特徴を有しながら残留磁束密度がさらに高く、塑性加工が可能な材料特徴を持っています。 また、コバルトの量がアルニコ系磁石よりも少なく、省資源型の磁石でもあります。 鋳造磁石の一種です。 塑性加工磁石|Fe-Mn系・Fe-Cr-Co系 この磁石は、アルニコ磁石では難しい形状、薄板・線材などに適し、打ち抜き、絞り、カールなどにも自在な加工性に富んでいます。 Fe-Mn系の半硬質磁石と、Fe-Cr-Co系の永久磁石があり、Fe-Mn系は主にヒステリシス材として、Fe-Cr-Co系は計測機器などに使用されています。 マンガン・アルミ・カーボンマグネット マンガン・アルミ磁石は、アトマイズ粉末合金を採用した高品質で量産性に優れた新しい磁石です。 マンガン・アルミ・炭素を主原料とし、資源的な供給不安が少なく、コバルトなど稀少元素を使わない汎用磁石の中でも機械的強度に優れ、 切削加工性と多様な着磁が可能な個性的な磁石です。 各種センサー、モーター、工具への応用により機能向上や新製品開発に貢献するエコロジーマグネットです。 プラセオジム磁石 プラセオジム磁石は、粉末工程を経ないで製造される異方性の高性能希土類磁石です。 機械的強度が大きく、引っ張り強度はネオジム系焼結磁石の3倍以上を誇り、割れ・欠け等はありません。 機械加工が容易で、穴あけ、ねじ切り、さらいなどを有する磁石が可能です。 しかも高温下での曲げ加工ができ、一定の厚みのセグメント磁石等が製作可能です。 酸素含有率が低く、錆びにくい組成です。 プラチナ磁石|Pt-Fe-Nd系 プラチナ磁石は白金を主体にした鋳造磁石です。 希土類磁石に準ずる強力な特性が得られ、機械加工仕上げで高寸法精度が可能で、 腐食環境中でまったく表面変化しない、最高級の耐食性磁石です。 チップ欠けや割れが発生しないため、医療用具への応用面で関心が寄せられています。 磁石の種類とその特性 アルニコ磁石 フェライト磁石 希土類サマコバ磁石 希土類ネオジ磁石 長所 耐高温、 機械的強度が高い 安価、 大量生産が容易 強磁力、高耐食性、 温度変化に強い 強磁力、機械的強度が高い 短所 減磁し易い もろくかけやすい もろい、 高価 温度変化に弱い、 錆びやすい 残留磁束密度 mT (Br) kG 1. 15 11. 5 0. 44 4. 4 1. 10 11 1. 4 1. 6 254. 7 3. 2 514. 3 6. 8 796. 4 1. 6 262. 7 3. 3 557. 2 7. 0 875. MGOe 87. 6 11 36. 6 4. 6 238. 8 30 318. 02 -0. 18 -0. 03 -0. 3 5. 0 8. 4 7.

次の