磁性材料とは

磁性材料としてのセラミックス

セラミックスですが、磁性を持つものがあります。磁性を持つ物質のことを磁性材料と呼びます。磁性ってなんやねん、と思いますが、磁石のことで間違いないのでしょうか?冷蔵庫にくっつくあれですな。一部のセラミックスにおいて、磁性材料であることを大きな特徴としているものがあります。そうしたセラミックスの総称をフェライトM2+O・Fe2O3と呼びます。これでいま、我々は、金属以外に磁性を持つ、磁性材料を得たわけです。このことがどれほどすごいことなのか、イマイチ私にはわかりませんが、ひとつの伝説が始まる予感です。

磁性について学ぼう

フェライトについてはまた違うページでお話しするとして、そもそも磁性についてなにかを勉強しよう。原子の構成は、原子核と電子からできています。磁石だろうと例外はありません。(たぶん。)普通に考えると、磁性については、この電子がどうなるかがカギを握りそうです。そう思ってセラミックスのテキストを読んでいるのですが、まさしくその通りで、原子に応じて、電子が特定の運動を行い、それが磁性の原因となっているとのこと。どんな運動だ、ということで3パータンあります。

  1. 軌道磁気モーメント:電子の軌道運動による環状電流
  2. スピン磁気モーメント:電子の自転に由来
  3. 核磁気モーメント:原子核に由来

この内、スピン磁気モーメントが磁性を作りだすわけです。じゃ、そのほかの軌道磁気モーメント、核磁気モーメントは何を生みだすのだろう?なんて、疑問はいったん保留しておきましょう。さて、こうしたスピン磁気モーメントを生みだす原子核は限られていて、Cr,Mn,Fe,Co,Niなどの鉄遷移元素(3d軌道が電子で完全に満たされていない)に限られているわけです。まとめると、このCr,Mn,Fe,Coがうまく電子を自転させ、磁性を作りだす。それが磁性材料としてのセラミックス、というわけです。ここで我々は発熱体や研磨以外の用途として使用できるであろう、セラミックスをここに得たわけです。磁性材料としてのセラミックスの発見は何を人類に与えたのか、甚だ興味深くはありますが、なにぶん、私レベルでは想像も出来かねます。

以上、磁性材料としてのセラミックスでした。