磁石は不思議に思えます。 目に見えない力が磁性材料を引き寄せるか、1つの磁石をひっくり返すだけでそれらを押し離します。 磁石が強いほど、引力または反発力が強くなります。 そしてもちろん、地球自体は磁石です。 いくつかの磁石は鋼でできていますが、他の種類の磁石が存在します。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
マグネタイトは天然の磁性鉱物です。 回転する地球のコアは磁場を生成します。 アルニコ磁石は、アルミニウム、ニッケル、コバルトでできており、アルミニウム、銅、チタンは少量です。 セラミックまたはフェライト磁石は、酸化バリウムまたは酸化鉄と合金化された酸化ストロンチウムのいずれかでできています。 2つの希土類磁石は、微量元素（鉄、銅、ジルコン）を含むサマリウムコバルトの合金を含むサマリウムコバルト磁石とネオジム鉄ホウ素磁石です。
磁石と磁性の定義
磁場を生成し、他の磁場と相互作用するオブジェクトはすべて磁石です。 磁石には、正の端または極と負の端または極があります。 磁場の線は、正極（北極とも呼ばれます）から負極（南極）に移動します。 磁性とは、2つの磁石間の相互作用を指します。 反対側が引き付けられるため、磁石の正極と別の磁石の負極が互いに引き付け合います。
磁石の種類
磁石には、永久磁石、一時磁石、電磁石の3つの一般的なタイプがあります。 永久磁石は長期間にわたってその磁気品質を保持します。 一時的な磁石はすぐに磁性を失います。 電磁石は電流を使用して磁場を生成します。
永久磁石
永久磁石は、その磁気特性を長期間保持します。 永久磁石の変化は、磁石の強度と磁石の組成によって異なります。 変化は通常、温度の変化（通常は温度の上昇）によって発生します。 キュリー温度に加熱された磁石は、原子が磁気効果を引き起こす構成からシフトするため、永久に磁気特性を失います。 発見者のピエール・キュリーにちなんで名付けられたキュリー温度は、磁性体によって異なります。
天然に存在する永久磁石であるマグネタイトは弱い磁石です。 より強力な永久磁石は、アルニコ、ネオジム鉄ホウ素、サマリウムコバルト、およびセラミックまたはフェライト磁石です。 これらの磁石はすべて、永久磁石の定義の要件を満たしています。
マグネタイト
ロードストーンとも呼ばれるマグネタイトは、中国の翡翠ハンターから世界の旅行者に至るまでの探検家からコンパスの針を提供しました。 鉄が低酸素雰囲気で加熱されると鉱物磁鉄鉱が形成され、酸化鉄化合物Feが生成されます。
アルニコ合金磁石
アルニコ磁石は、35％のアルミニウム（Al）と35％のニッケルの化合物から作られた一般的に使用される磁石です。 （Ni）と15％のコバルト（Co）、7％のアルミニウム（Al）、4％の銅（Cu）、4％のチタン （Ti）。 これらの磁石は1930年代に開発され、1940年代に普及しました。 温度は、他の人工的に作成された磁石よりもアルニコ磁石に与える影響が少ないです。 ただし、アルニコ磁石は消磁しやすいため、アルニコ棒磁石と馬蹄形磁石は、消磁しないように適切に保管する必要があります。
アルニコ磁石は、特にスピーカーやマイクなどのオーディオシステムで、さまざまな方法で使用されます。 アルニコ磁石の利点には、高い耐食性、高い物理的強度（欠けたり、割れたり、壊れたりしにくい）、および高温耐性（摂氏540度まで）が含まれます。 欠点には、他の人工磁石よりも弱い磁力が含まれます。
セラミック（フェライト）磁石
1950年代に、磁石の新しいグループが開発されました。 セラミック磁石とも呼ばれる硬質六方晶フェライトは、磁気特性を失うことなく、より薄いスライスに切断し、低レベルの反磁界にさらすことができます。 彼らはまた作るのが安いです。 分子の六角形フェライト構造は、酸化鉄（BaO∙6Fe）と合金化された酸化バリウムの両方で発生します2O3）および酸化鉄と合金化した酸化ストロンチウム（SrO∙6Fe2O3). ストロンチウム（Sr）フェライトはわずかに優れた磁気特性を持っています。 最も一般的に使用される永久磁石はフェライト（セラミック）磁石です。 セラミック磁石の利点は、コストに加えて、優れた耐減磁性と高い耐食性を備えていることです。 しかし、それらはもろく、壊れやすいです。
サマリウムコバルト磁石
サマリウムコバルト磁石は1967年に開発されました。 SmCoの分子組成を持つこれらの磁石5、最初の商用希土類および遷移金属永久磁石になりました。 1976年に、微量元素（鉄、銅、ジルコン）を含むサマリウムコバルトの合金が開発されました。分子構造はSmです。2（Co、Fe、Cu、Zr）17. これらの磁石は、約500℃までの高温用途での使用に大きな可能性を秘めていますが、材料のコストが高いため、このタイプの磁石の使用は制限されています。 サマリウムは希土類元素の中でも希少であり、コバルトは戦略的金属に分類されるため、供給は管理されています。
サマリウムコバルト磁石は、湿った状態でうまく機能します。 その他の利点には、高い耐熱性、低温（-273 C）に対する耐性、および高い耐食性が含まれます。 ただし、セラミック磁石と同様に、サマリウムコバルト磁石はもろいです。 述べたように、それらはより高価です。
ネオジム鉄ホウ素磁石
ネオジム鉄ホウ素（NdFeBまたはNIB）磁石は1983年に発明されました。 これらの磁石には、70％の鉄、5％のホウ素、および25％の希土類元素であるネオジムが含まれています。 NIB磁石はすぐに腐食するため、製造プロセス中に保護コーティング（通常はニッケル）が施されます。 ニッケルの代わりに、アルミニウム、亜鉛、またはエポキシ樹脂のコーティングを使用することができます。
NIB磁石は最も強力な既知の永久磁石ですが、他の永久磁石の中で最もキュリー温度が低く、約350℃（一部の情報源では80℃と言われています）です。 この低いキュリー温度は、それらの産業用途を制限します。 ネオジム鉄ホウ素磁石は、携帯電話やコンピューターなどの家電製品に欠かせないものになっています。 ネオジム鉄ホウ素磁石は、磁気共鳴画像法（MRI）装置でも使用されます。
NIB磁石の利点には、パワーウェイトレシオ（最大1,300倍）、人間が快適な温度での減磁に対する高い耐性、および費用対効果が含まれます。 欠点には、キュリー温度が低いと磁性が失われる、耐食性が低い（ メッキが損傷している）および脆性（他の磁石との突然の衝突時に破損、亀裂、または欠けが発生する可能性がある、または 金属。 （NIBマグネットを使用したアクティビティであるMagnetic Fruitのリソースを参照してください。）
一時的な磁石
一時的な磁石は、いわゆる軟鉄材料で構成されています。 軟鉄とは、原子と電子が鉄の中で整列し、しばらくの間磁石として振る舞うことができることを意味します。 磁性金属のリストには、釘、ペーパークリップ、その他の鉄を含む材料が含まれています。 一時的な磁石は、磁場にさらされたり、磁場内に置かれたりすると磁石になります。 たとえば、磁石でこすられた針は、磁石によって電子が針内で整列するため、一時的な磁石になります。 磁場または磁石への露出が十分に強い場合、少なくとも熱、衝撃、または時間によって原子の配列が失われるまで、ソフトアイアンは永久磁石になる可能性があります。
電磁石
3番目のタイプの磁石は、電気がワイヤーを通過するときに発生します。 ワイヤーを軟鉄の芯に巻き付けると、磁場の強さが増幅されます。 電気を増やすと、磁場の強さが増します。 電気がワイヤーを通って流れるとき、磁石は働きます。 電子の流れを止めると、磁場が崩壊します。 （電磁気学のPhETシミュレーションについては、「参考文献」を参照してください。）
世界最大の磁石
実際、世界最大の磁石は地球です。 液体の鉄ニッケルの外核の中で回転する地球の固体の鉄ニッケルの内核は、ダイナモのように振る舞い、磁場を生成します。 弱い磁場は、地球の軸から約11度傾いた棒磁石のように機能します。 この磁場の北端は棒磁石の南極です。 反対の磁場が互いに引き合うので、磁気コンパスの北端は、北極の近くにある地球の磁場の南端を指します（言い換えると） 別の言い方をすれば、地球の南磁極は実際には地理的な北極の近くにありますが、南磁極は北磁極とラベル付けされていることがよくあります。 ポール）。
地球の磁場は、地球を取り巻く磁気圏を生成します。 太陽風と磁気圏の相互作用により、オーロラとオーロラオーロラとして知られる北極光と南極光が発生します。
地球の磁場は、溶岩流中の鉄鉱物にも影響を与えます。 溶岩中の鉄のミネラルは、地球の磁場と整列します。 これらの整列したミネラルは、溶岩が冷えると所定の位置に「凍結」します。 大西洋中央海嶺の両側の玄武岩流における磁気配列の研究は、 地球の磁場の逆転だけでなく、プレートの理論の証拠 テクトニクス。