一般小学生
まとめ
- 鉄に炭素を一定量含ませることで強度を高めた合金であり、磁力を保持する力が強い。
- 電流を遮断した後も磁気が残る「保磁力」が高いため、永久磁石の材料として適している。
- 電磁石の鉄芯に使われる「軟鉄」とは対照的な、硬磁性材料としての性質を持つ。
解説
鋼鉄は、純粋な鉄に少量の炭素を加えることで、機械的な強さと磁気的な特性を変化させた物質です。理科の学習、特に電磁気の分野では、磁化された後の性質に注目します。鋼鉄は内部に炭素などの不純物を含むため、磁石としての性質を決める「磁区」という小さな領域が動きにくい構造になっています。そのため、外部から磁界を与えて一度磁化させると、磁界を取り去った後も磁石の状態が維持されやすいという特徴があります。
この「磁力を保ち続ける力」を保磁力と呼びます。これに対して、電磁石の芯に使われる「軟鉄」は、電流を流したときだけ磁石になり、電流を切るとすぐに磁力を失う性質（軟磁性）を持っています。鋼鉄はこの逆で、電流を切っても磁力が強く残るため、方位磁針やモーターに使われる永久磁石の製造に欠かせない材料となっています。
小学生のみなさんへ
鋼鉄は、鉄をより強く、硬くした材料のことです。みんなの身の回りにある包丁やハサミ、建物の骨組みなど、いろいろな場所で使われています。
理科の実験で使う「電磁石」では、ふつうは「軟鉄」という、電流を切るとすぐに磁石ではなくなる鉄を使います。でも、鋼鉄は一度磁石になると、電流を切ってもずっと磁石の力のまま残るという、とてもめずらしい性質を持っています。だから、ずっと磁石として使いたい「永久磁石」を作るときには、この鋼鉄が使われるのです。
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