磁石のクイックガイド

磁石は冷蔵庫の扉から風力発電機まで至る所にありますが、実際には何でできていて、なぜ一部の金属はくっつき、他の金属はつかないのでしょうか？

磁石は磁場を生み出すことができる材料でできており、通常は鉄、ニッケル、コバルトなどの金属や、これらの元素を含む合金で構成されています。これらは特定の種類の金属だけを引き付けます。

金属を引き付ける磁石

紙クリップが磁石にくっつくのに金の指輪はつかない理由を不思議に思ったことがあるなら、このガイドがすべてを解説します。私は15年以上磁石を扱ってきました。金属が磁性を持つ理由と、それを簡単に見分ける方法をお教えします。

自然の磁石は何でできているのか？

磁石は人工的でなくても存在します。自然に発生するものもあります。でも、それらを特別なものにしているのは何でしょう？

自然の磁石は磁鉄鉱（マグネタイト）という鉄酸化鉱物でできています。自然に存在し、その鉄原子の配列によって磁気特性を持っています。

自然の磁石

磁鉄鉱とは何で、なぜ磁気を持つのか？

磁鉄鉱（Fe₃O₄）は最もよく知られている自然に存在する磁性材料です。火成岩や変成岩に形成され、何世紀にもわたって使用されてきました。古代の航海者がルドーストーンの形で利用していたこともあります。

磁鉄鉱は、その独特な結晶構造によって磁気を持ちます。Fe²⁺とFe³⁺のイオンの両方を含み、これらの鉄イオンの未対電子が整列することで自発的な磁場を生み出します。

しかし、すべての鉄を含む岩石が磁性を持つわけではありません。結晶構造や原子の配列も元素と同じくらい重要です。

自然磁石を理解することで、工業用磁石がこれらの自然の性質を模倣し強化するように設計されていることを理解できます。

磁石の成分は何ですか？

すべての磁石が同じように作られているわけではありません。一般的な工業用磁石には何が含まれていますか？

ほとんどの磁石は、鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属や、ネオジムやサマリウムなどの希土類金属から作られています。材料の選択は磁石の用途によります。

一般的な磁石の種類と材料の比較

さまざまな種類の磁石があり、それぞれに異なる「成分」または基本材料があります。以下は最も一般的なものです：

これらすべてのタイプで作業した経験があります。ネオジム磁石はその強力さ、特に小型サイズで最も広く使用されています。しかし、自動車や航空宇宙のように耐熱性が必要な場合は、サマリウムコバルトの方が適しているかもしれません。

各成分は製造中に磁気ドメインを整列させるために慎重に選択・処理されています。この工程がなければ、鉄さえも磁石のように振る舞いません。

結論

磁石を磁気的にする要素を理解することで、モーターやセンサー、または冷蔵庫の磁石のような単純なものまで、用途に適した材料を選ぶことができます。