磁石はどのようにして作る？工場の製造方法と手作りの方法を解説

冷蔵庫にマグネットでメモやチラシを貼り付けたり、キッチンや浴室にマグネット収納を設置したり、私達は日常的に磁石を活用しています。加えて、普段意識しないような様々な場所や製品にも磁石は使われています。

この記事では、普段の生活に欠かせない磁石の作り方についてお伝えしています。磁石や磁力が活用されている製品の紹介もしているので、磁石の仕組みや活用方法について理解を深めてみてください。

磁石は何で作られている？

磁石は、永久磁石と電磁石の二つに分けられます。

永久磁石の原料のほとんどは鉄です。鉄にいくつかの金属を組み合わせることで、性質や磁力の強さが決まります。永久磁石を作る工程は、大きく「溶かす」「砕く」「押し固める」「焼き固める」「磁化させる」の五つです。磁化とは、磁石のもととなる分子の向きを揃えることを指します。通常はばらばらの分子の向きを一定に揃えることで磁力を帯び、磁石としての働きをするようになります。一度磁化させたら永久に磁力を持つので、永久磁石という名前です。

電磁石は、コイルに電流が流れている間だけ芯が磁力を帯びるという仕組みです。芯の原料は鉄であり、永久磁石同様に磁化させるための工程があります。

磁石の作り方：手作りする方法

それでは、家庭で磁石を手作りする方法について解説します。

1.簡単に磁石を作る方法

まずは、磁石を家庭で作る方法を二つお伝えします。

一つ目は、クリップを磁石に変化させる方法です。磁石とクリップを用意して、クリップを磁石でこすることで、一時的にクリップは磁石の性質を得られます。磁力を帯びたクリップは、磁石から離しても他のクリップにくっつくようになります。

二つ目の方法は、針に磁力を帯びさせてコンパスのようにする方法です。針と磁石、たらいのような容器を用意し、容器に水をはります。磁石でこすった針を水に浮かべると、コンパスのように南北を指し示します。

いずれの場合も、磁石でこする際は一定方向に30〜50回程度行ってください。ただし、こすって磁石を作るやり方では弱い磁力しか得られないため、強力な磁石を作ることはできません。

2.電磁石を作る方法

次に、電磁石を作る方法をお伝えします。必要な材料は、ストロー、エナメル線、鉄製の釘、クリップ、乾電池、テープです。

まず、ストローの周りにエナメル線をコイル状に巻き付けます。エナメル線の両端は、10cm程度ゆとりをもってカットしておきます。ストローの中に釘を入れ、エナメル線の両端に乾電池を繋いでテープで留め、完成です。クリップを近づけると、コイルにくっつくことが分かります。

電磁石はコイルに電流が流れている間だけ芯が磁力を帯び、鉄を引きつけるという仕組みです。電池をコイルから外すと磁力が失われ、クリップはくっつかなくなってしまいます。

磁石の作り方：工場での製造方法

続いて、永久磁石などの磁力が高い磁石を工場で製造する方法をご紹介します。先ほどお伝えしたように、永久磁石を作る工程は「溶かす」「砕く」「押し固める」「焼き固める」「磁化させる」の五つです。

①磁石の原料を1,000度以上の高温で溶かし、冷やして合金にする

②合金を砕いて粉にする

③合金の粉を金型に入れ、磁石のN極・S極の間に型を置いて押し固める
N極・S極の向きを揃えておくことで、強い磁力が得られます。

④更に焼き固める
押し固めたままではまだ脆いので、焼くことで合金の粉を膨らませ、固くします。また、錆びないようにコーティングを施します。

⑤磁化させる
コイルの中に焼き固めたものを入れ、コイルに電流を流すと、永久磁石の完成です。

磁石や磁力が活用されている製品は何がある？

最後に、普段使っている磁石や磁力を活用した代表的な製品について触れておきましょう。以下にご紹介するものはあくまでも一部であり、その他にも様々な場所で磁石や磁力が活用されています。

・冷蔵庫や電子レンジなどの家電製品
ぴったり閉じる冷蔵庫のドア、製氷機に水を汲み上げるモーター、電子レンジのマイクロ波を放出させる部品

・携帯電話などの電子機器
スピーカー、バイブレーションを振動をさせるモーター

・ガソリンと電気で走るハイブリッド車
駆動用のモーターや発電機、エアコンのコンプレッサー

・医療現場で使用されるMRI
磁力を利用して体の内部を画像化する仕組み

まとめ

磁石の概要と作り方、磁石や磁力が活用されている製品について紹介しました。

磁石そのものが剥き出しの製品の場合、磁石・磁力を利用していることがすぐに分かります。しかし、内部に磁石が組み込まれている製品や目には見えない磁力を利用している製品の場合、磁石・磁力を利用していると気付くのは難しいでしょう。

この記事を読んで磁石への興味が深まった方は、身の回りでどのように磁石が使われているのかチェックしてみてください。