永久磁石材料の安定性は重要な指標です。安定性とは、主に磁化後に磁石の磁気特性が内的および外的要因の影響を受けて変化するプロセスを指し、一般的には性能指標の変化率として表されます。磁気特性の変化の一般的な原因としては、温度、時間、電磁場、放射線、機械的振動、衝撃などが挙げられます。本稿では、永久磁石材料の経時安定性について考察します。.
[画像] 磁石を長期間使用したり、長期間放置したりすると、環境要因（温度、湿度、腐食性液体など）の影響で、物理的・化学的特性が変化する可能性があります。磁化後、永久磁石の大部分は特定の方向に磁化されますが、一部の小さな磁区は磁化方向が乱れています（反磁性核と呼ばれます）。さまざまな環境要因の影響により、既存の反磁性核が成長したり、新しい反磁性核が生成されたりする可能性があり、永久磁石の磁気特性が低下します。この変化は通常、表面から内側に向かってゆっくりと進行し、不可逆的なプロセスです。残留磁化、固有保磁力、保磁力、最大エネルギー積など、磁石の主要な性能パラメータに直接影響を与え、最悪の場合、磁石が完全に故障することもあります。この磁気特性の損失は不可逆的であり、磁石を再磁化しても、長期間保管前の状態に戻ることはできません。近年、航空宇宙、電気自動車、高出力風力発電など、長寿命が求められる分野でNdFeB永久磁石材料が広く応用されるようになり、アプリケーション設計者はNdFeB永久磁石の時間安定性をますます重視するようになりました。.室温での長期安定性：2013年にフィンランドの研究者らが行った研究では、焼結NdFeB磁石（HcJ = 15.6 kOe）を室温で1年間（10,000時間）放置しても、異なるPc値（Pc = -0.33、-1.1、-3.3）のサンプルで磁化の顕著な損失は見られなかったことが示されました。三環研究所も同様の測定研究を実施しており、その期間は12年以上（4441日）でした。実験に使用された焼結NdFeB磁石の固有保磁力はHcJ = 18kOeでした。サンプルはコーティングされていない立方体で、辺の長さは10.2mm、透磁率はPc = -2でした。サンプルは8つあり、実験室で22℃から28℃の温度の大気環境に直接さらされました。観測と測定は12年間にわたり毎年1回実施されました。.
上記のデータは、最初の6年間に測定された相対的な磁束損失が比較的小さく、2208日（約6年）付近で変曲点が見られたことを示しています。視覚的には、6年後には黒板磁石の表面に錆の斑点が見られ、磁石の表面と内部で酸化と腐食が始まっていることを示しています。時間の経過とともに、酸化または腐食の領域は継続的に拡大し、性能低下の速度は著しく加速します。さらに、この実験では、現在測定されている4441日（12年2ヶ月）の磁束損失を30～50年に外挿しています。30年間の推定磁束損失は1%未満、50年間は約1.3%です。2%の損失は約150年に相当します。（上記画像の白抜き点）
この結果は、磁石の寿命を 5% の磁束損失率に対応する時間と定義した場合、表面に耐腐食コーティングがなくても、これまでに測定された焼結 NdFeB 磁石の寿命は依然として非常に長く、控えめに見積もっても 30 ～ 50 年であることを示しています。.
通常、磁石表面の酸化や腐食によって磁束が大きく失われ、不可逆的な損失につながります。様々な希土類永久磁石材料の中で、焼結NdFeBは最も大きな磁束損失を示します。しかし、組成の最適化と表面保護処理により、焼結NdFeB磁石の耐酸化性と耐腐食性は大幅に向上しています。そのため、適切な表面保護を施すことで、十分に高いHcJを持つ焼結NdFeB磁石の寿命は30～50年を容易に超えることができます。（これは動作温度を超えない条件下です。）
高温での長期安定性：次の図は、Pc値の異なる磁石、HcJ=20.1 kOe、80℃、120℃、150℃での相対磁束損失の経時変化を示しています。.
上のグラフから明らかなように、同じPc値の場合、磁石の保管温度が高いほど、相対的な磁束損失の減少が速くなります。Pc値の絶対値が低い磁石は、Pc値の高い磁石よりも初期および長期的な磁化損失が大幅に大きく、どちらの損失も温度上昇とともに劇的に増加します。技術的およびコスト的な制約によりHcJのさらなる増加が制限されていることを考えると、Pc値の絶対値を高めることで磁化損失を効果的に抑制できます。.
異なる温度におけるHcJとPc値の異なる磁石の相対磁化損失と高温磁化損失の時間的関係は、HcJが高温磁化損失に大きな影響を与えることを示しています。HcJが高いほど磁化損失は低くなりますが、高温安定性には磁石に高いHcJが求められます。同時に、透磁率Pcも磁石の長期的な高温磁化損失を決定します。.