鋼鉄

一般小学生

まとめ

【定義】
鋼鉄(こうてつ)とは、鉄に炭素(C)を一定量含ませることで強度を向上させた合金であり、電磁気の分野では磁化された後にその磁気を保持し続ける能力(保磁力)が高い「硬磁性材料」として定義される。

永久磁石硬磁性体強磁性体鉄合金

まとめ

鋼鉄は、電流を遮断した後も強い磁力を長期間保持する性質があるため、永久磁石の製造に欠かせない材料である。

解説

鋼鉄は、純粋な鉄(軟鉄)と比較して炭素含有量が多く、内部構造にひずみが存在するため、磁区の移動が妨げられやすい特性を持つ。このため、一度外部磁界によって磁化されると、磁界を取り去っても磁壁が元の状態に戻りにくく、残留磁気が強く残る。これを「保磁力が大きい」と表現する。これに対して、電磁石の鉄芯などに使われる「軟鉄」は、磁化しやすく消磁しやすい性質(軟磁性)を持つ。中学・高校理科の電磁気の学習では、電磁石に適した「軟鉄」と、永久磁石に適した「鋼鉄」の保磁力の違いを理解することが重要である。また、鋼鉄は機械的強度も高いため、工具や構造材として利用される一方で、特定の成分を配合した特殊鋼は、高性能な磁石の原料として産業を支えている。

小学生のみなさんへ

鋼鉄(こうてつ)は、ふつうの鉄をパワーアップさせて強く、硬くしたものです。鋼鉄のすごいところは、一度じしゃくになると、そのあともずっと磁石の力を持ち続けることができる点です。だから、みんなが使っているような棒じしゃくやU字型じしゃくは、この鋼鉄などの材料で作られています。ふつうの鉄(軟鉄)は、電気を止めるとすぐに磁石ではなくなってしまいますが、鋼鉄は磁石の力を長持ちさせることができる便利な材料です。

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