永久磁石メーカー
確かに！永久磁石は、磁場を継続的に発生させる素材である。磁界を発生させるために電流を必要とする電磁石とは異なり、永久磁石は外部電源を必要とせずに磁性を保持します。
焼結NdFeBはその名の通り、ネオジムNd、鉄Fe、ホウ素Bの3元素からなる化合物Nd2Fe14Bからなる合金材料である。Nd2Fe14B相とBリッチ相（Nd1 .1Fe4B4相とも呼ばれる）、Ndリッチ相（レアアースリッチ相とも呼ばれる）からなり、そのうちNd2Fe14B相が主相または永久磁石メーカーの基本用語となっている。
ほとんどの希土類元素 (RE) は RE 2Fe14B 化合物を形成しており、これは焼結希土類鉄ボロン永久磁石材料の基本相であり、焼結希土類鉄ボロン永久磁石の 96%-98% を占めています。すべてのRE 2Fe14B化合物は同じ結晶構造を持つが、磁気特性は大きく異なる。これは、焼結NdFeBにネオジムの代わりに他の希土類元素を添加することで、磁石の一部の特性を変えることができることを意味する。
Ndに代わる重希土類金属Dyの役割
1.磁石の保磁力を大幅に向上
Dy 2Fe14B化合物の異方性磁場HAは、Nd2Fe14Bの約2.14倍である。したがって、Ndを少量のDyに置き換えることで、磁石の保磁力Hcjを大幅に増加させることができる。理論的には、Nd永久磁石メーカーの代わりに1%（原子分率）のDyを使用するたびに、磁石の保磁力Hcjを11.4kA/m増加させることができる。しかし、実際の用途では、保磁力Hcjの増加は、他の成分の永久磁石メーカーの存在に関連しています。
2.磁石の磁気分極強度Jsを小さくし、残留磁気Brと最大磁気エネルギー積(BH)mを小さくする。
理論的には、Ndの代わりに1%（原子分率）のDyを使用するたびに、磁石の磁気分極強度Jsは90mT減少する。
3.磁石の残留磁気の温度係数Brと最大磁気エネルギー積（BH）mを小さくする。
なお、重希土類元素Dyを添加すると、焼結ネオジム永久磁石の原料コストが大幅に上昇するため、コストと磁石性能の関係を総合的に検討する必要がある。
Ndに代わる重希土類金属Tbの役割
焼結 NdFeB 磁石の Nd の一部を置き換えるために Tb を添加すると、上記の Nd を Dy に置き換えるのと同じ効果が得られるが、Tb 2Fe14B の異方性磁場 HA が高くなるため、永久磁石の保磁力をより効果的に高めることができる。しかし、TbはDyに比べて希土類鉱物の埋蔵量が少なく、価格も高い。
Ndに代わる金属Gdと金属Hoの役割
Gdは重希土類金属の中で最も埋蔵量が多い。GdはGd2Fe14B化合物を形成することもできる。この化合物の磁気分極強度Jsと異方性磁場HAは明らかに低いが、キュリー温度Tcは最も高い。Gdの埋蔵量が多く価格が低いため、一部のメーカーはNdを部分的に置き換えるためにガドリニウム-鉄合金の形でGdを添加し、低コストの焼結NdFeB永久磁石メーカーを製造している。しかし、実際には、Ndを置き換えるためにGdを使用することは無駄である。将来、Gdにもっと重要な用途が見つかると、取り返しのつかない損失になることが判明するだろう。NdをHoに置き換えても同じ効果があり、永久磁石メーカーに問題がある。
Ndに代わる軽希土類金属La、Ce、Prの役割
軽希土類元素は埋蔵量が豊富で比較的安価である。NdFeB焼結体の製造に使用する軽希土類金属の開発は奨励に値する。
La、Fe、B金属がLa2Fe14Bを形成するのは比較的難しく、温度も非常に狭いが、一度形成されると860℃以下では安定である。NdFeB焼結体のコストのうち、Ndは65%～75%を占め、現在のLaのコストはNdの約10分の1である。
NdをLaに置き換えることで、コストを削減し、レアアース資源の総合的な利用を促進することができる。La含有量が増加すると、合金の磁気分極Js、残留磁化Br、保磁力Hcj、最大磁気エネルギー積(BH)mが減少する。Laは非磁性原子であるため、磁気希釈による(BH)mの減少を引き起こす。これはBr永久磁石メーカーよりもはるかに速く減少する。
Ce2Fe14Bは安定性が悪く、形成がより困難である。Ceの含有量が増加すると、すべての磁気特性が低下する。同時に、Ceの添加により、磁石のキュリー温度と温度安定性が低下する。
Pr2Fe14B化合物は、永久磁石材料として使用できるいくつかの基本的な条件を有しており、1060℃前後で焼結することにより良好な磁気特性を得ることができます。(PrNd)-Fe金属を原料として、良好な磁気特性を有する焼結NdFeB永久磁石を製造することができる。なお、PrはNdに比べて酸化されやすく、高い安定性が要求される材料ではPr量を適切にコントロールする必要があります。
鉄に代わる他の金属の役割
焼結ネオジム永久磁石材料は、保磁力とキュリー温度が低い、温度安定性が悪い、使用温度が低い（約80℃）、耐食性が悪いなどの欠点がある。このため、NdFeB永久磁石材料に対する様々な元素の影響が広く研究されている。
1.NdFeB焼結体におけるCoコバルトの部分的Fe置換効果
Co含有量が増加すると、合金のキュリー温度は直線的に増加し、磁気誘導可逆温度係数αは著しく減少する。Co含有量が5%(原子分率)未満の場合、(BH)mとBrは永久磁石メーカーをほとんど減少させず、Co含有量が30%を超えると、様々な磁気性能パラメータが著しく低下する。10%未満のCo添加量は非常に有益である。合金のキュリー温度を上昇させるだけでなく、高い磁気特性も維持できる。同時に、磁気誘導の温度係数も改善される。
2.Feを部分的に置換するAlの役割
学者の研究結果は、少量のアルミニウムを添加することで、Nd-Fe-B三元系材料の保磁力を大幅に改善できることを示している。研究結果は、Nd-Fe-Co-B永久磁石メーカー材料を基礎として、Alを添加することで、Co添加による保磁力の低下を補うことができ、より高い総合性能を持つNd-Fe-Co-Al-Nd-Fe-Co-Al-が得られることを指摘している。B合金。
3.部分的にFe対を置き換えるCuの役割
研究の結果、(Nd,Dy)-Fe-B系および(Nd,Dy)-(Fe,Co)-B系に少量の銅Cuを添加することで、保磁力を大幅に増加させることができる一方、Brはほとんど減少しないため、高いHcjと高い(BH)mを持つ永久磁石を製造できることがわかった。
4.他の元素がFeペアの役割を部分的に代替する。
三元系Nd-Fe-B合金をベースに、鉄の一部を置き換えるために少量のニオブNbまたはジルコニウムZrを添加すると、合金永久磁石メーカーのHcjと扁平率Hkを効果的に改善することができますが、Brはほとんど減少しません。同時に、合金の磁束を減少させることは不可能である。実験結果によると、Nd-Fe-B合金中のニオブNbの最大含有量は3%（原子分率）である。過剰なNbを添加すると合金の保磁力が急激に低下し、Nd2Fe14Bが不安定になる。
ガリウムGaの添加は合金の保磁力を著しく増加させ、不可逆磁場hirrを減少させることができる。Nd-Fe-Co-B系合金では、Co量が増加するとHcjが減少するが、Gaを添加すると保磁力が増加する。Ga添加合金では、高キュリー点、高HcjのNd-Fe-B系永久磁石材料の作製が可能になると期待される。
ガリウムGaとニオブNbの複合添加は、合金の温度安定性を著しく向上させる。
焼結ネオジム鉄ホウ素（NdFeB）磁石は通常、以下の要素で構成されている：
ネオジム（Nd）：
ネオジムはNdFeB磁石の主要な希土類元素で、その高い磁気強度に寄与している。磁石材料のベースとなる。
鉄（Fe）：
鉄はNdFeB磁石の主要な磁性元素である。磁石の組成の大部分を形成し、強磁性特性を提供する。
ホウ素（B）：
NdFeB合金の磁気特性、特に保磁力と残留磁化を向上させるためにホウ素が添加される。ホウ素は磁石の磁化を安定させるのに役立つ。
ジスプロシウム（Dy）：
ジスプロシウムは、特に高温用途でNdFeB磁石の保磁力と熱安定性を高めるために少量添加されるのが一般的である。
テルビウム（Tb）：
テルビウムは、特に高温での保磁力を向上させるために、ネオジム磁石によく添加されるもう一つの希土類元素である。
その他の微量元素：
NdFeB磁石の磁気特性をさらに向上させるために、プラセオジム（Pr）、サマリウム（Sm）、ガドリニウム（Gd）、ホルミウム（Ho）などの他の元素を少量添加することもできる。
これらの元素の正確な組成と比率は、磁石の用途の特定の要件に基づいて変化することができます。しかし、ネオジム、鉄、ホウ素が主成分であり、ジスプロシウムとテルビウムは磁石の特性を調整するために少量添加されます。
表面磁気の測定
表面磁性は、日常生活で最も簡単に測定できる磁石の性能パラメータです。ガウスメーターで直接測定でき、非常に便利です。磁石の形状や大きさが決まっている場合は、永久磁石メーカーの表面磁気（非多極着磁などの場合）を比較して、磁石の性能を判断・比較することが多いようです。磁石の大きさが特に大きいものや小さいもの、形状が特殊なものなどは、磁束を測定することが困難な場合があります。この時、メーターの磁束測定が非常に重要になります。
永久磁石メーカーの磁石表面磁気の測定には、テスラメーターとも呼ばれるガウスメーターが一般的に使用されています。ガウスメーターはメーカーによってホール検出素子が異なり、同じ磁石でも測定される表面磁気は全く同じではありません。また、各国で使用されているガウスメーターの測定基準も異なるので注意が必要です。
表面磁気の測定は客観的ではなく、磁石の性能を完全に反映できるパラメータではありません。従って、製品を取引する際の評価指標として使用することは推奨されません。
表面磁性と磁石の性能（残留磁化）の関係
残留磁気とは、外部磁界で強磁性体を飽和状態まで磁化した後、外部磁界を徐々にゼロにしたときに強磁性体に保持される磁気誘導強度のことで、正式名称は残留磁気誘導強度（Br）、単位はテスラまたはガウス永久磁石メーカー。完全名称は残留磁気誘導強度（Br）、単位はテスラまたはガウス永久磁石メーカー。残留磁気は磁石自体の特性によって決まります。同じ磁石の残留磁束は、特定の条件下では変化せず、1つの値になります。
残留磁気は磁石の表面磁性をある程度決定しますが、同じ残留磁性を持つ磁石が同じ表面磁性を持つとは限りません。また、表面磁性は磁石の形状、大きさ、磁化方法にも影響されます。
同じ形と大きさの2つの磁石は、残留磁気が高い方が表面磁気も高い。
形状や大きさの異なる2つの磁石の場合、残留磁力は表面磁力だけでは判断できない。
残留磁気は閉回路状態で、表面磁気は開回路状態でガウスメーターでテストされます。同時に、磁石自体に減磁界があるため、永久磁石メーカーの単一磁石の最大表面磁性は残留磁性よりもはるかに小さい。現在、焼結ネオジム磁石の最大残留磁化は14000Gs程度ですから、ネオジム磁石1個の最大表面磁化は14000Gsを超えることはないと断言できます。(「単一磁石」であることに注意。一部の磁気アセンブリや磁石アレイでは、特殊な磁気回路設計によって磁石の表面磁性を向上させることができます)
NdFeB磁石の表面磁性の計算
焼結永久磁石は磁気異方性磁場が極めて大きく、磁化ベクトルが磁化しやすい方向に配列していることから、永久磁石を均一磁化体とみなすことができます。このように、電流シェルモデルを適用することで、磁石が空間で発生する磁場を計算することができます。現在、インターネット上の多くの表面磁気計算モデルは、この原理に基づいて計算式を導き出しています。
しかし、そこには2つの前提がある。一つは磁石が完全に均一な磁化体であること、もう一つは減磁曲線が完全に直線であることである。実際のところはそうではありません。そのため、計算結果と実測結果には一定の差があります。磁石の表面磁性は、残留磁性に加えて形状や大きさにも大きく影響されます。形状の異なる磁石に適用できる表面磁性の計算式は異なります。
