サマリウムコバルト磁石

サマリウムコバルト磁石の製造プロセスには、原材料の準備、合金の形成、粉砕、プレス、焼結、仕上げなど、いくつかの段階が含まれます。

原材料：希土類金属のサマリウムと遷移金属のコバルトは、SmCo 磁石の主成分です。SmCo 合金は、これらの元素を正確な割合で組み合わせて作られます。混合物には、他の材料も少量使用されています。当社の磁石情報ページのサマリウム コバルトで、これがどの材料であるかを確認できます。

合金化:高温でサマリウムとコバルトが融合して合金を形成し、その後液体金属が急速に冷却されて固体のインゴットが形成されます。
特殊な粉砕装置を使用して、固体インゴットを細かい粉末にします。この物質が磁石の原料となります。

押す:高圧プレスを使用して、SmCo 材料を目的の磁石形状に圧縮します。この段階では、磁場を使用して材料内の磁区を整列させ、最終的な磁石が目的の磁気特性を持つようにします。

焼結:圧縮された磁石は、焼結工程中に制御された雰囲気で高温に加熱され、個々のコンポーネントが融合されて均一で高密度の磁石になります。

仕上げ:必要な寸法と許容差を実現するために、焼結磁石は研磨、切断、または機械加工されます。その後、磁石は腐食を防ぎ、外観を改善するためにコーティングまたはメッキされます。

磁力の強さ
磁石には「磁力」と呼ばれる超能力があります。磁石 1 個だけでたくさんのペーパークリップを拾えるところを想像してみてください。
SmCo 磁石は磁力が強いため、私たちの周りで目にする多くのクールなものの中に使われています。
磁石は、簡単にくっつく磁性ブロックや、モーターを高速回転させる強力な磁場を作り出すことができる電気自動車やおもちゃの電車に使われています。

耐熱性
サマリウム コバルト磁石は、磁性を失うことなく高温と低温に耐えることができます。サマリウム コバルト磁石のデータシートによると、サマリウム コバルト磁石の温度制限は 350 ℃ です。
キュリー温度は 1098 K、サマリウムコバルトの密度は 8.4 × 103 kg/m3 です。極度の気象条件に耐えられるスーパーヒーローのように、サマリウムコバルト磁石は極度の温度にも耐えることができます。
このため、サマリウムコバルト磁石は高温または低温になる場所に最適です。たとえば、極端に高温になる可能性がある宇宙ミッションや衛星に使用されます。また、飛行機のエンジンにも使用され、高温になることがあります。
サマリウムコバルト磁石は高温に耐えられるだけでなく、低温にも非常に強いです。冷蔵庫や科学者が研究する研究室でも使用されているのはそのためです。
強力な磁力と極端な温度にも耐える能力により、多くの優れた機能を実現できます。

サマリウム コバルト磁石には、サマリウムとコバルトの比率によって定義される 2 つのシリーズがあります。2 つの合金組成は SmCo5 と Sm2Co17 で、1/5 合金または 2/17 合金とも呼ばれます。

SmCo5 磁石
SmCo5 磁石は、1 つのサマリウム原子と 5 つのコバルト原子で構成されています。重量で見ると、この磁石合金には通常 37% のサマリウムと 63% のコバルトが含まれています。SmCo5 磁石のエネルギー積は 16 MGOe から 25 MGOe の範囲で、これは約 128～200 kJ/m3 に相当します。推奨される最大動作温度は 250 度です。このシリーズの磁石は、Sm2Co17 磁石よりも特定の磁場に調整するのが簡単です。

Sm2Co17 磁石
Sm2Co17 磁石は、2 個のサマリウム原子と 13-17 個の遷移金属 (TM) 原子で構成されています。TM の含有量はコバルトに富んでいますが、鉄や銅などの他の元素も含まれています。重量で見ると、合金は約 25% のサマリウム、50% のコバルト、18% の鉄、5% の銅、2% のハフニウムまたはジルコニウムで構成されています。ハフニウムとジルコニウムは、熱処理の応答性を向上させるために追加されています。これらの合金の最大エネルギー積は 20 ～ 32 MGOe、つまり約 160-260 kJ/m3 です。
Sm2Co17 はより強度が高く、より一般的に使用されています。しかし、Sm2Co17 には鉄分が含まれているため、水中では表面が腐食するリスクがあります。ただし、Ni コーティングなどのメッキを施すことで、このリスクは回避できます。

サマリウムコバルト磁石は腐食に強く、華氏 575 度までエネルギーの大部分を保持するため、高温での使用や小型化が必要な場合にアルニコ磁石の代替品として最適です。温度安定性に優れ、最大使用温度は 250 ～ 550 度、キュリー温度は 700 ～ 800 度です。
これらは、システムが 350 度 F (180 度 ) を超える極低温 (または非常に高温) で動作する必要があるアプリケーションで機能します。温度変化に対してパフォーマンスが一定であることが求められるアプリケーションでは、サマリウム コバルト磁石の磁束密度は、温度が 100 度変化するごとに 5% 未満に変化します (25～250 度 F (77-480 度 F) の範囲)。希土類焼結サマリウム コバルト磁石は、減磁に対する耐性が非常に高く、最高 500 度 F (260 度 ) の温度で動作できます。

磁石を正しい方法で保管すると、寿命を長く保つことができます。磁石を最大限に活用するには、次の点に注意してください。

磁石を保管ケースに入れて保管する– キーパーとは、通常磁石の N 極と S 極の間に一時的に追加される小さな鉄片です。キーパーは、磁石の磁場の方向を変えて、磁石が減磁するのを防ぎます。

磁石をペアで保管する– 磁石はペアで保管し、北側と南側が接触しないようにします。同じ位置にある両極が接触しないようにします。接触すると磁場が反発し、時間の経過とともに磁石が弱くなります。

乾燥した場所– 湿気の多い環境で保管されている磁石は、腐食が起こりやすいです。腐食は磁石の強度に影響します。特に錆びて空隙が生じると、磁石は不安定になります。これにより、強磁性材料の結合が不安定になります。また、磁石が濡れると、ラミネートに泡が発生することがあります。湿気の多い環境で磁石を使用する必要がある場合は、水用に設計された磁石を使用し、磁石を定期的に乾燥させて清掃してください。

非強磁性空間に保管する– 複数の磁石を保管する場合は、非強磁性の容器に保管してください。磁石を保管する容器は、磁石が望ましくない金属片を引き寄せないようにするのに役立ちます。