永久磁性材料の性能の安定性は、永久磁性材料の重要な指標です。安定性は主に磁化後に内部および外部要因の影響を受けて磁気特性が変化するプロセスを指し、通常は性能指標の変化率で表されます。磁気特性が変化する一般的な原因には、温度、時間、電磁場、放射線、機械的振動、衝撃などがあります。永久磁性材料の時間安定性について学びましょう。
磁石が長時間作動したり、長時間放置されたりすると、周囲の環境（温度、湿度、腐食性液体など）により磁石の物理的、化学的性質が変化することがあります。永久磁石が磁化されると、ほとんどの領域が特定の方向に磁化されますが、磁化方向が無秩序な小さな磁区（逆磁化コアと呼ばれる）がまだいくつかあります。さまざまな環境要因の影響を受けて、元の逆磁化コアが成長し、新しい逆磁化コアが生成され、永久磁石の磁気特性が減衰します。この変化は一般に、外側から内側へのゆっくりとした不可逆的な変化であり、残留磁化、固有保磁力、保磁力、最大磁気エネルギー積など、磁石の主な性能パラメータに直接影響を及ぼし、磁石が完全に故障する原因にもなります。この磁気特性の損失は不可逆です。磁石を再磁化しても、長期設置前のレベルに戻すことはできません。近年、NdFeB 永久磁石材料が航空宇宙、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にますます注目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学者が発表した研究によると、焼結された NdFeB磁石 (HcJ=15.6kOe)を室温で1年間(10,000時間)置いた後も、異なるPc値(Pc=-0.33、-1.1、-3.3)のサンプルで知覚できる磁化損失は見られませんでした。三環研究所でも同様の測定研究が行われており、12年以上(4441日)続きました。実験に使用した焼結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個あり、22℃から28℃の温度で実験室の大気環境に直接さらされました。観察と測定は12年間、年に1回行われました。
上記のデータから、最初の6年間に測定された相対的な磁束損失は基本的に大きくなく、2208日（約6年）付近で変曲点が現れることがわかります。外観から、設置から6年後の黒板磁石の表面に錆びの斑点が見られ、磁石の表面と内部が酸化腐食し始めていることを意味します。時間が経つにつれて、酸化または腐食の範囲は拡大し続け、性能低下の速度も大幅に加速します。また、実験では、現在測定されている4441日（12年2か月）から30〜50年までの磁束損失を外挿しています。磁束損失は、30年で1%未満、50年で約1.3%、2%は約150年に相当すると予想されます。（上図の白抜き点）
この結果は、磁石の耐用年数を 5% に等しい磁束損失率に対応する時間と定義した場合、磁石が耐腐食コーティングされていない表面にある場合でも、現在測定されている焼結 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、より大きな磁束損失は磁石表面の酸化または腐食から生じ、これは不可逆的な損失です。各種希土類永久磁石材料の中で、焼結NdFeBの損失が最も深刻です。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が大幅に向上しました。したがって、磁石表面が適切に保護されていれば、HcJが十分に高い焼結NdFeBの場合、耐用年数は30〜50年を超えることができます。（これは使用温度を超えないという条件の下でです）
高温でも長期安定性。
下の図は、Pc値が異なる磁石、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。
上図から、同じ Pc 値の場合、磁石の保管温度が高いほど、相対磁束損失が速く減少することが簡単にわかります。Pc の絶対値が低い磁石の初期磁化損失と長期磁化損失は、Pc が高い磁石のそれらよりも大幅に大きく、両方のタイプの損失は温度の上昇とともに大幅に増加します。技術的およびコスト上の理由により HcJ をそれ以上増加できない場合は、Pc の絶対値を増やすことで磁化損失を効果的に抑制できます。
異なる温度での異なる HcJ と Pc を持つ磁石の相対的な磁化損失の時間関係から、HcJ が高温磁化損失に重要な影響を与えることがわかります。HcJ が高いほど、磁化損失は低くなります。高温安定性には、磁石の HcJ が高くなければなりません。同時に、透磁率係数 Pc は磁石の高温および長期磁化損失を決定することもできます。