磁石は製造から工学まで多くの産業で使用されており、極端な温度条件での性能が求められることがよくあります。高温環境での最適な性能と耐久性を得るためには、適切な磁石の選択が重要です。この記事では、温度が磁石に与える影響と、高温耐性磁石の主な種類、その特性、そして一般的な用途について解説します。

 

温度が磁石の性能に与える影響

高温耐性磁石の種類に入る前に、周囲の温度が磁気特性にどのように影響するかについて説明します。一般に、熱は磁石の強さを低下させ、寒さは磁気を増加させます。高温環境は、磁石の磁気を永久に失わせることがあります。これは、動作温度が磁石の許容範囲をどれだけ超えているかによります。

1) 最大動作温度とキュリー温度：

すべての磁石には、磁気特性を失い始める最大動作温度があります。この温度を超えると、不可逆的な磁気喪失が起こります。キュリー温度は、磁石がすべての磁気を失う点です。これらの温度は、磁石の種類やグレードによって異なります。

2) 可逆的な磁気喪失と不可逆的な磁気喪失：

磁石を最大動作温度以上に加熱しても、キュリー温度に達しなければ、可逆的な磁気喪失を経験することがあります。これは、冷却すれば磁力が回復することを意味します。しかし、極端な温度に長時間さらしたり、キュリー温度に達した場合は、不可逆的な喪失となり、磁気は回復しません。

 

高温耐性磁石の一般的な種類

こちらは、使用できる最も一般的な高温耐性磁石です。それぞれに異なる特性があり、さまざまな用途に適しています。

  1. AlNiCo磁石（アルミニウム-ニッケル-コバルト）

最大動作温度： 最大525°Cまで

キュリー温度：約850°C

AlNiCo磁石は、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄の合金から作られています。商業用磁石の中で最も高温に耐えることができ、最大525°Cまで対応可能です。熱安定性が高いため、センサー、ギターのピックアップ、高温産業用途に使用されています。多くの用途ではより強力な希土類磁石に取って代わられていますが、極端な熱環境では今もなおAlNiCo磁石が好まれています。

  1. フェライト（セラミック）磁石

最大動作温度：最大250°Cまで

キュリー温度：約450°C

フェライト磁石は、酸化鉄や他の金属元素から主に作られています。高温磁石の中では温度制限が低いですが、安価で電気絶縁性があります。トランスやコンピューターケーブルなどに使用されており、250°Cを超えない用途に経済的な選択肢です。

  1. SmCo磁石（サマリウムコバルト）

最大動作温度：310-400°C

キュリー温度：約700°C

サマリウムコバルト（SmCo）磁石は非常に耐久性が高く、高い磁力と優れた耐温性を持っています。これらの磁石は高温環境に最適で、特に航空宇宙や自動車工学で使用されます。ネオジム磁石よりも腐食や酸化に対して耐性があり、脱磁抵抗も優れています。そのため、高温・低温の両方の極端な環境での用途に使われることが多いです。 

  1. NdFeB磁石（ネオジム・鉄・ホウ素）

最大動作温度：グレードによって80-200°C

キュリー温度：310-340°C

ネオジム磁石は、市販されている中で最も強力な磁石ですが、高温耐性はSmCoやAlNiCo磁石より低いです。ネオジム磁石は、耐熱性に基づいて異なるグレードに分類されます：

M（80-100°C）

H（100-120°C）

SH（120-150°C）

UH（150-180°C）

EH（180-200°C）

高温環境では、ネオジム磁石は温度が1°C上昇するごとに0.11%の磁力を失います。この損失は、最大温度を超えない限り通常は可逆的です。

さまざまな磁石の最大動作温度

AlNiCo磁石、フェライト磁石、SmCo磁石、NdFeB磁石の最大動作温度

 

高温での磁石性能に影響を与える主な要因

磁石の種類に加えて、高温での磁石の性能に関して考慮すべき他の要素があります：

周囲温度と湿度：

高温多湿の環境にさらされると、磁石は早く劣化します。例えば、ネオジム磁石は腐食しやすいため、ニッケルやエポキシなどのコーティングで保護されることが一般的です。

材料の組成：

磁石は異なる素材で作られており、それぞれ耐性レベルも異なります。フェライト磁石はセラミックベースで、熱に対して非常に耐性がありますがもろいです。一方、ネオジム磁石は金属合金で作られているため、湿気や腐食性の環境ではコーティングが必要です。

 

高温磁石の応用

高温でも性能を一定に保つ必要がある磁石が必要な産業は多くあります：

航空宇宙： タービンエンジンやその他の部品は、高温の場所で高温磁石を使用します。

自動車： 電動モーター、センサー、その他の自動車部品は、エンジンや他の部品が熱くなるため、高温に耐える磁石を使用します。

製造とエンジニアリング： 高温磁石は、溶接や高熱加工などの工業プロセスで使用されます。温度が変動しても磁気を保持します。

医療機器： 一部の医療機器や器具は、滅菌温度で動作する磁石が必要であり、それは高温です。

 

高温磁石の選び方

適切な高温磁石は、あなたの用途の具体的な運用条件によります。最大温度、磁石がその温度にどれくらい長くさらされるか、湿度などの環境要因を知る必要があります。AlNiCo、フェライト、SmCo、NdFeB磁石はそれぞれ異なる耐熱性を持ち、さまざまな商業および産業用途で使用されています。磁石を選ぶ前に、最大動作温度と磁石のキュリー温度を知る必要があります。

高温磁石についての詳細情報や見積もりを希望する場合は、 NBAEMをご覧ください。私たちは世界中の企業や産業と協力して、高品質なソリューションを提供しています。