磁石の環境試験完全ガイド|HAST・PCT・塩水噴霧・熱老化試験の紹介

磁石の耐熱性・耐湿性・耐腐食性の重要ポイントを把握し、加速老化試験で製品の信頼性を検証しましょう。

本文は新祺実業によって執筆されました。
新祺実業は、ネオジム磁石(NdFeB)をはじめとする高性能希土類磁石の製造および応用ソリューションに特化しており、世界中のお客様に安定かつ信頼性の高い磁性部品のサポートを提供しています。
エレクトロニクス、エネルギー、または自動化機器業界のお客様に対して、当社の専門技術により、高効率で精密な磁気ソリューションをご提供いたします。

磁石に環境試験が必要な理由とは?

磁石の磁気性能および構造安定性は、使用環境の影響を受ける可能性があります。例えば、高温、多湿、大気中の塩分、繰り返される機械的衝撃などです。

これらの外的要因により、磁力の減衰、表面腐食、さらには構造損傷が発生することがあり、製品全体の性能や寿命に悪影響を及ぼします。

そのため、製品開発や量産前に環境シミュレーション試験や加速劣化試験を実施することは、磁石の品質管理において不可欠な工程です。

磁石の加速劣化試験とは?

「環境試験(Environmental Testing)」とは、磁石が実際の使用環境で遭遇する可能性のある極端な条件(高温、高湿、腐食など)を模擬して、長期使用における安定性と信頼性を評価する方法です。

これらの試験は一般に「加速劣化試験(Accelerated Aging Testing)」と呼ばれ、短時間で磁石に起こる変化や潜在的なリスクを観察できます。試験時間を短縮しつつ、実際の環境下での性能を一定期間保証できるという利点があります。

磁石の加速劣化および環境試験における代表的な4つの方法

試験種別 主な条件 評価対象
1. HAST
高加速温湿度ストレス試験
温度・湿度・気圧 磁石本体
耐腐食性
2. PCT
加圧蒸気試験
温度・湿度・気圧 鍍金層
耐腐食性
3. SST
塩水噴霧試験
接觸物質 鍍金層
耐腐食性
4. TAT
熱老化試験
温度 受熱後磁性能

1. HAST試験|高加速温湿度ストレス試験
Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test

HAST 試驗,有時被稱為非飽和蒸汽試驗,主要用於評估磁鐵對於濕氣的抵抗能力,亦與抗腐蝕能力高度相關。

此試驗依產品需求,將環境條件設定在較高的溫度、(未飽和)濕度以及氣壓,藉由加高之氣壓使濕氣更快速從磁體表面滲入內部,因此磁體結構和表面的緻密程度成為影響結果之關鍵因素。

参考標準:JEDEC22-A118

応用試験:低減量試験(Low Weight Loss Test)
風力発電や電動モーター、永久磁石モーターの発展に伴い、コーティングなし磁石の需要が増加しています。「低減量試験(Low Weight Loss Test)」は HAST(高加速ストレス試験)に基づいており、裸磁石の耐食性を検証するために広く使用されています。特に過酷な環境下での使用に適しています。試験基準を満たした磁石は、一般に「低減量磁石」として分類されます。

温度

湿度

気圧

試験時間

減量規格

アメリカ規格

120

95% RH

2 atm

96 hrs

<5-10 mg/ cm²

ヨーロッパ規格

130

95% RH

3 atm

168 hrs

<2-5 mg/ cm²

当社では、欧州基準において減量を1.0 mg/cm²未満に抑えることが可能です。

2. PCT試験|加圧蒸気試験(飽和環境腐食加速)
Pressure Cooker Test

PCT(Pressure Cooker Test)は飽和蒸気、120°C、2 atm の環境下で行う試験で、鍍金層の腐食耐性を集中的に評価します。

参考標準:JESD22-A102-C

3. 塩水噴霧試験(SST)|自然環境における腐食を模擬
Salt Spray Test

SST は、磁石の耐腐食性・耐錆性を評価する試験です。

35°Cの環境下で、5%濃度の塩化ナトリウム(NaCl)水溶液を連続的に噴霧し、磁石の腐食状況を観察します。使用目的に応じて、試験の温度や時間を調整可能です。試験時間は通常24時間単位で倍数的に増加します。接触する物質を中心に条件を制御し、自然環境下で起こる変化を短時間で再現します。

本試験は、風力発電設備、モーター、輸送用磁石など、耐候性が求められる用途に広く適用されています。

参照規格:ASTM B-117

4. 熱老化試験(TAT)|高温下における磁力劣化の確認
Thermal Aging Test

與前述以耐蝕性為主的測試不同,熱老化測試主要針對磁鐵在高溫長時間暴露後,磁性能的穩定性。

試驗中,將成品置於特定溫度烘烤1~2 小時,再量測其磁通量下降的程度。下降百分比越低,代表磁鐵耐熱程度越佳。


環境試験の意義と業界での活用

これらの加速老化試験を通じて、次のことが可能になります:

• 磁石の使用寿命と劣化リスクを予測する

• 磁石のコーティング品質と密着性を検証する

• 使用環境に応じて最適なコーティングおよび材料構造を選定する

• 製品の信頼性とブランドの信頼度を向上させる

風力発電、電動車モーター、自動化設備、民生用電子機器など、あらゆる分野において、環境試験は磁石品質を確保するために不可欠なプロセスです。


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