磁性複合材料
圧粉磁心とボンド磁石
監：小林 久理眞
編：（株）豊田中央研究所
著：田島 伸
内容紹介
【本書の特徴】
本書は，電源やモータ（いわゆる強電）関係に使用されている圧粉磁心とボンド磁石の基礎から応用までを記述している。本書のレベルは，大学工学部4年生程度の材料科学の知識を学んでいることを想定している。ただし，重要な部分はできるだけ本書だけで理解できるように記載している。
内容としては，圧粉磁心とボンド磁石の具体的なプロセスや，それらの材料特性に関する情報が主体である。実用例に関しては，自動車関連が多い内容となっている。あまり詳細な磁性理論などには立ち入らないようにした。また，最近，軟質磁性材料に関する教科書がほとんど発行されていないので，軟質磁性材料の説明を多めにしている。なお，磁気センサ，電磁波吸収体や磁気記録などは本書では取り扱っていない。
【各章について】
1～4章は，電磁気，磁性材料および磁気応用の基礎を説明している。これから磁性材料に携わる方や，別の材料分野から磁性材料に変わる方でも，本書のみで概要が理解できるようにした。5～7章は，圧粉磁心やボンド磁石の具体的なプロセスや特性，さらにその実用化例を説明した。
1章：電磁気学や磁性材料の歴史概要を示す。
2章：電磁気学と磁性材料の基礎を説明する。磁性の基礎理論についても少し触れている。磁性を理解するには，量子力学が必須であるため，この点についても簡単に説明した。
3章：実用化されている強電関係の磁性材料について説明する。また，磁性材料に関係する評価技術についても記述した。
4章：モータ，電磁弁，変圧装置など，磁性材料を利用した応用機器の基本動作を説明する。本書の読者は，材料の開発者・研究者と想定しているので，そのような方に役立つ内容とした。したがって，磁気応用部品の動作に関係する詳細な理論計算などは省いた。
5章：磁性複合材料の考え方を説明する。圧粉磁心やボンド磁石は，特殊な効果を利用したハイスペックな材料ではなく，複合化で今までなかった領域を実現した材料であることを記述する。材料の実用化には，単なる「高性能」ではなく，「必要な特性」が重要であることを示す。
6章：報告および実用化されている圧粉磁心やボンド磁石の具体的なプロセスや特性について説明する。これらの材料は実用化されているものの，その特性は期待されたものに対してまだ不十分であること，不明な点も多いことを示す。この分野に参入する若手研究者のブレークスルーに期待したい。
7章：情報が公開されている圧粉磁心やボンド磁石の具体的な実用化例を説明する。読者に役立つよう，材料特性などの詳細な情報が公開されている例に限定している。なお，筆者の所属の関係で，自動車応用が多くなっている。
【著者からのメッセージ】
本書の内容で，圧粉磁心やボンド磁石の基礎から応用まで理解できるものと期待している。本書により磁性材料分野に参入した若手研究者が，磁性材料研究でブレークスルーを起こすことや，ネオジム磁石のような新材料を発明することを願っている。
目次
☆発行前情報のため，一部変更となる場合がございます
1．序論
1.1 はじめに
1.2 電磁気学および磁性材料に関係する科学技術の歴史
1.3 自動車の歴史
1.4 最後に
2．磁性概論と強磁性材料
2.1 磁気の単位
2.2 電磁気学の基礎
2.2.1 ボルタの電池
2.2.2 クーロンの法則
2.2.3 ガウスの法則
2.2.4 エルステッドの発見
2.2.5 ビオ・サバールの法則とアンペールの法則
2.2.6 ファラデーの電磁誘導の法則
2.2.7 マックスウエルの方程式
2.2.8 電磁気により物質間に発生する力
2.3 強磁性体の起源
2.3.1 電子と磁性の関係
2.3.2 原子，イオンに局在する電子の磁性
2.3.3 強磁性の起源（磁気モーメントが揃う理由）
2.3.4 遍歴電子による磁性
2.4 磁気特性による物質の分類
2.4.1 常磁性体
2.4.2 反磁性体
2.4.3 反強磁性体
2.4.4 強磁性体：フェロ磁性体
2.4.5 強磁性体：フェリ磁性体
2.5 強磁性材料の特性
2.5.1 強磁性材料の磁化曲線
2.5.2 磁気異方性
2.5.3 磁区構造
2.5.4 単磁区粒子
2.5.5 永久磁石の保磁力機構
2.6 磁気損失（鉄損）
2.6.1 ヒステリシス損失
2.6.2 渦電流損失
2.6.3 外部応力の影響
2.7 強磁性材料の温度依存性
3．実用化されている強磁性材料の特性と評価方法
3.1 はじめに
3.2 軟質磁性材料
3.2.1 Fe（純鉄，電磁軟鉄など）
3.2.2 鉄鋼材，圧延鋼板
3.2.3 鉄合金系
3.2.4 アモルファス合金およびナノ結晶材料
3.2.5 金属ガラス
3.2.6 酸化物系
3.3 硬質磁性（永久磁石）材料
3.3.1 鉄鋼系磁石材料
3.3.2 鉄酸化物系磁石材料（フェライト系）
3.3.3 希土類磁石材料
3.3.4 その他の金属間化合物系
3.4 磁性材料および磁性粉末の評価方法
3.4.1 磁気特性の評価方法
3.4.2 粉末特性の評価方法
3.4.3 粉末成形体の評価方法
4．磁気応用部品・機器の動作原理
4.1 電磁気工学の基礎
4.1.1 コイル
4.1.2 磁束の発生と逆起電力
4.1.3 コイルのインダクタンスと磁気回路
4.1.4 磁気エネルギー
4.1.5 コイルの電気的な動作
4.2 反磁界とギャップの影響
4.2.1 反磁界
4.2.2 磁気応用に及ぼすギャップの影響
4.2.3 漏れ磁束・フリンジング磁束の影響
4.3 モータ
4.3.1 直流モータ
4.3.2 ブラシレス直流（BLDC）モータ
4.3.3 誘導モータ
4.3.4 SR（switched reluctance）モータ
4.3.5 モータの出力
4.4 電磁弁
4.4.1 電磁弁の動作特性
4.4.2 電磁弁の開閉速度
4.5 リアクトル
4.5.1 DC-DCコンバータ用リアクトル
4.5.2 変圧器（トランス）
5．磁性複合材料：圧粉磁心とボンド磁石
5.1 圧粉磁心とボンド磁石
5.2 複合材料の考え方
5.3 磁性複合材料：圧粉磁心とボンド磁石
5.4 圧粉磁心の長所と短所（特徴）
5.4.1 等方的な特性（3次元磁気回路の利用）
5.4.2 高電気抵抗率（高周波化による効率向上・小型化）
5.4.3 生産時の歩留まりが高い
5.4.4 磁歪の低減（磁気騒音の低減）
5.4.5 磁束密度および透磁率の低下
5.4.6 ヒステリシス損失（保磁力）がバルク材に比べて大きい
5.4.7 機械的強度が低い
5.5 ボンド磁石の長所と短所（特徴）
5.5.1 磁石特性は，原料磁石粉末より必ず劣る
5.5.2 生産時および使用時の形状自由度が高い
5.5.3 着磁方向の自由度が高い（等方性ボンド磁石の場合）
5.5.4 高電気抵抗率（低渦電流損失）
6．圧粉磁心およびボンド磁石の作製方法と特性
6.1 はじめに
6.2 圧粉磁心用磁性粉末
6.2.1 粉末作製プロセス
6.2.2 圧粉磁心用磁性粉末の種類と特徴
6.3 圧粉磁心用絶縁被膜の種類と特徴
6.3.1 リン酸塩系被膜
6.3.2 アルカリ土類（希土類）-ホウリン酸塩被膜
6.3.3 SiO2系，Al2O3系およびMgO系被膜
6.3.4 フェライト被膜
6.3.5 その他の酸化物系被膜および複合絶縁被膜
6.4 圧粉磁心とボンド磁石用バインダ（結合剤）
6.4.1 樹脂・高分子系バインダ
6.4.2 無機バインダ
6.5 圧粉磁心とボンド磁石の作製プロセス
6.5.1 粒度調製と混合
6.5.2 成形
6.5.3 熱処理
6.5.4 加工
6.5.5 後処理
6.5.6 着磁
6.6 圧粉磁心の基本特性
6.6.1 飽和磁化および高磁場での磁束密度
6.6.2 透磁率および低磁場での磁束密度
6.6.3 保磁力
6.6.4 損失
6.6.5 機械的特性
6.6.6 耐食性
6.7 報告されている圧粉磁心の特性
6.7.1 純鉄粉末系
6.7.2 鉄合金粉末系
6.7.3 アモルファス合金・ナノ結晶材料・金属ガラス系
6.7.4 異方性圧粉磁心
6.8 市販されている圧粉磁心の特性
6.8.1 ヘガネスジャパン
6.8.2 神戸製鋼所
6.8.3 昭和電工マテリアルズ（旧日立粉末治金）
6.8.4 大同特殊鋼
6.8.5 住友電気工業
6.8.6 ダイヤメット
6.8.7 エプソンアトミックス
6.8.8 アルプスアルパイン
6.8.9 その他
6.9 ボンド磁石の基本特性
6.9.1 磁気特性
6.9.2 電気抵抗率
6.9.3 機械的強度
6.9.4 耐食性
6.10 市販されているボンド磁石の特性
6.10.1 ボンド磁石の生産概況
6.10.2 マグネトプランバイト（M）型フェライト系
6.10.3 Nd2Fe14B系
6.10.4 Sm-Fe-N系（Sm2Fe17N3およびSmFe7N）
6.10.5 混合系
7．圧粉磁心とボンド磁石の応用
7.1 磁気応用部品・機器から圧粉磁心とボンド磁石に求められる特性
7.2 圧粉磁心を使用したリアクトル
7.2.1 直流送電システム用アノードリアクトル
7.2.2 HV車用DC-DCコンバータ用リアクトル
7.2.3 ガソリンエンジン点火用コイル
7.2.4 高スイッチング周波数DDコン用リアクトル
7.3 圧粉磁心を使用したモータ
7.3.1 自動車ABS用モータ
7.3.2 自動車駆動用モータ
7.3.3 その他の圧粉磁心を使用したモータ
7.4 圧粉磁心を使用した電磁弁：ディーゼルエンジン用コモンレールシステム
7.4.1 ディーゼルエンジン用コモンレールシステムの概要
7.4.2 電磁弁を使用したコモンレール用噴射弁
7.4.3 圧粉磁心を使用した噴射弁の開発
7.5 ボンド磁石を使用したモータ
7.5.1 電動アクスル（愛知製鋼，MAGFINE）
7.5.2 インバータ冷却用電動ウォータポンプ
7.5.3 電動シート用モータ（愛知製鋼，MAGFINE）
7.5.4 その他のボンド磁石を使用したモータ
付録
A.1 重要な定数と物性値，および磁気関係の換算式
A.2 金属の電子伝導度
A.3 規則-不規則転移
A.4 アモルファスとガラス
A.5 焼結
A.6 液相焼結
A.7 コイルの巻数とモータ駆動電流，電圧の設定
A.8 金属表面の酸化挙動
引用・参考文献
索引
ISBN：9784339009866
。出版社：コロナ社
。判型：A5
。ページ数：422ページ
。定価：6600円（本体）
。発行年月日：2023年03月
。発売日：2023年03月08日
。国際分類コード【Thema（シーマ）】 １：TJFC。
