簡単に言えば、永久磁性材料と軟磁性材料は、しばしば一緒に機能する相補的な「パートナー」です。根本的に相反する特性を持つため、それぞれ異なる役割を果たしますが、同じ機能目標を共有しているため、密接に連携します。
それらの関係は次のように理解できます。
- 永久磁性材料安定した磁場源（ネオジム鉄ボロン磁石など）のように。主な機能は一定かつ長時間持続する磁場を提供することであり、磁化状態を変化させることは困難です。
- 軟磁性材料効率的な磁場チャネルとコントローラ（変圧器のコアなど）のようなものです。主な機能は磁場を誘導、集中、増幅、または高速に切り替えることであり、磁化状態を非常に容易に変化させることができます。
ヒステリシス ループの観点から見ると、それぞれのコア特性の主な違いは次のとおりです。
| 特性 | 永久磁性材料 | 軟磁性材料 |
| B–Hヒステリシスループ | 広い閉領域を持つ広いヒステリシスループ | 狭いヒステリシスループと小さな囲まれた領域 |
| 保磁力（Hc） | 非常に高い保磁力（通常 > 10 kA·m⁻¹） | 非常に低い保磁力（通常 1 kA·m⁻¹ 未満） |
| 残留磁束密度（Br） | 高い残留磁束密度 | 低い残留磁束密度（理想的にはゼロに近づく） |
| 透磁率（μ） | 低い相対浸透率 | 非常に高い相対浸透率 |
| 磁化挙動 | 磁化されにくく、減磁に対して非常に耐性がある | 磁化しやすく、消磁しやすい |
| エネルギー特性 | 最大エネルギー積（BH）_maxを最大化するように設計されており、効率的な磁気エネルギー貯蔵を可能にします。 | 磁気損失を最小限に抑え、効率的な磁束伝導とエネルギー変換を可能にするように設計 |
| 代表的な素材 | NdFeB、SmCo、アルニコ、フェライト | 電磁鋼板、軟磁性フェライト、軟磁性複合材料（SMC）、アモルファスおよびナノ結晶合金 |
アプリケーションの重複と相乗効果: どのように連携するのでしょうか?
現代の電磁気デバイスでは、これらの材料はしばしば統合され、より複雑で高効率な機能を実現します。これらの相乗効果の典型的な応用例には、以下が含まれます。
| 応用分野 | 永久磁性材料の役割 | 軟磁性材料の役割 | 相乗作用の説明 |
| 永久磁石モーター/発電機 | 継続的な電力を必要とせずに、一定の励起磁場 (ローターまたはステーター) を提供します。 | ステータとローターの磁気コア（通常は電磁鋼板または SMC）を形成し、磁束を効率的に誘導して集中させ、磁気回路を完成させます。 | 軟磁性材料は低抵抗の磁気経路として機能し、磁気損失を最小限に抑え、永久磁石によって生成された磁場がモーターまたは発電機の回転を効果的に駆動できるようにします。 |
| スピーカーとヘッドフォン | リング状の永久磁石が安定した強力な磁場を提供します。 | 磁極片とヨーク（ボイスコイルフォーマーや磁気回路など）は磁場を誘導して均一化し、ボイスコイルの動きを均一にします。 | 軟磁性材料は磁気ギャップ内の磁場分布を最適化し、ボイスコイルがより直線的に動作できるようにすることで歪みを低減し、音響効率を向上させます。 |
| 磁気共鳴画像法（MRI） | 永久磁石または超伝導磁石を使用して超強力な静磁場を生成します。 | 勾配コイルやシム コアで使用され、磁場の迅速かつ正確な局所変調を可能にします。 | 永久磁石が主な静磁場を確立し、軟磁性材料が微細な磁場形成と勾配制御を可能にし、これらが連携して高解像度の画像化を実現します。 |
| 磁気結合と伝送 | 相互作用する磁極を提供するために入力シャフトと出力シャフトに取り付けられます。 | 設計要件に応じて、磁束経路を誘導、遮蔽、または強化するために使用されます。 | 非接触型電力伝送を必要とするアプリケーション (密閉システムなど) では、永久磁石がトルクを供給し、軟磁性材料が磁束結合効率を最適化します。 |
要約すると、永久磁性材料と軟磁性材料の関係は、 競争よりも相乗効果. 永久磁石は「磁場エンジン」として機能し、軟磁性材料は「磁場ルーター」として機能します。これらの精密な連携により、家電製品から最先端技術に至るまで、電磁エネルギーと信号変換に関わるほぼすべてのデバイスの基盤を形成しています。
