サマリウムコバルト磁石とは？

サマリウムコバルト磁石は、希土類磁石の一種です。 合金含有量は、重量で約25％から36％のサマリウムまで変化します。 これらの強力な永久磁石は、高温用途に特に役立ちます。

レアアースという用語は、地殻内の鉱物の不足を意味するのではなく、レアアース鉱物堆積物中の対象原子の比較的低い濃度を意味します。 これらの化合物は濃縮度が低いため、これらの化合物の抽出にはコストがかかる傾向があります。 特定の希土類鉱物は、鉄や鉄化合物などの永久磁性を示します。 希土類鉱物から製造された磁石は、磁力が強いという点で鉄ベースの磁石よりも優れています。 希土類鉱物の同じ磁場でより小さな部品を作ることができます。

磁性は、ゼロではないわずかな正味電荷分布によるものです。 原子レベルおよび亜原子レベルでは、電子および他の荷電粒子の最低で最も安定したエネルギー状態は、軌道または幾何学的に対称ではない他の動きにあります。 この中心から外れた特性は、地球の磁極に引き付けられるのに十分です。 天然に存在する磁気鉱物であるロードストーンの場合、岩が溶融溶岩状態から冷却されると磁気が導入され、原子が固体の岩に凍結される前に地球の磁場と整列する時間を与えます。

磁性材料にはキュリー温度という上限温度があり、それを超えると材料は原子レベルまたは分子レベルで拘束されなくなります。 サマリウムコバルト磁石はネオジム磁石に次ぐ強度ですが、より高い温度での使用にも使用できます。 サマリウムコバルト磁石のキュリー温度は1,100°Fから1,300°F（600°Cから710°C）であり、500°Fから1,000°F（250°Cから550°C）の良好な作動範囲があります。

磁石の強度は、通常、メガガウスエルステッドまたはMGOe単位のエネルギー製品で測定されます。 理論上の制限は34MGOeです。 サマリウムコバルト磁石の範囲は16〜32 MGOeです。 それらは非常に高い磁力を持っていますが、非常に脆く、破損や欠けが生じやすいです。 取り扱いさえ難しいため、ダイヤモンド切削工具による機械仕上げは非常に熟練した作業です。

サマリウムコバルト磁石に使用される合金には2つのタイプがあります。 1つ目はシリーズ1：5として知られており、1つのサマリウム原子と5つのコバルト原子の比率です。 磁気強度は16〜25 MGOeです。 シリーズ2:17は、約2個のサマリウムと17個のコバルト原子の比を持つ化合物のスペクトルを示しています。 一部のコバルト原子は、鉄や銅などの他の遷移金属原子に置き換えられる場合があります。 これらの合金の磁気強度は20〜32 MGOeの範囲です。

サマリウムコバルトの磁石は、さまざまな焼結およびプレス工程によって製造されます。 焼結により、サマリウムコバルト材料の小さな粒子が融合します。 プレス操作には、一方向から圧力をかけるダイプレス、またはすべての方向に圧力をかけるゴム型の等圧プレスが必要です。 公差、キュリー温度、および磁気強度の間のトレードオフは、製造プロセスで行われます。