磁石

高密度金属射出成形（MIM） は軟磁性材料応用で顕著な可能性を有します。鉄にシリコンを添加しても磁気特性は大幅に改善しませんが、固有抵抗を上昇させ渦電流損を低減（1000Hzまでの高周波運用で重要）。腐食環境ではフェライト系ステンレス鋼が多用されますが、磁気性能は若干低下します。

鉄基MIM材料は高飽和磁化（Bs>1.5T）及び残留磁化（Br>0.8T）達成のため焼結密度>7.4g/cm³が必須です。気孔率<2%が要求され、連通気孔は透磁率（μ）低下・保磁力（Hc）上昇を招きます。ヒステリシス低減のため球状気孔形態が最適です。

図1 に圧延材料に匹敵する磁気特性を得る要件を示します：

1. 粉末選定：酸素含有量<500ppmのガスアトマイズ粉末を使用
2. 焼結条件：
• 還元雰囲気（露点-40°C以下の乾燥水素推奨）
• 最高焼結温度（Fe-Si系で1280-1350°C）による：
  ・結晶粒成長（>50μm）
  ・介在元素低減（C/N/O/S合計<100ppm）
3. 後処理：水素/窒素混合ガス中での応力除去焼鈍

業界標準では理論密度比≥95%まで加圧成形後、乾燥水素中1260°C（2300°F）で30-60分焼結し、磁壁移動性と鉄損特性（1kHz時<5W/kg）を最適化します。