磁石はどのようにして作られているのでしょうか。
材料は何なのでしょうか。

教えて下さい、お願いします。

A 回答 (1件)

磁石のことが、細かく載ってます。



参考URL:http://www.26magnet.co.jp/enjoy/links_top.html
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Q普通モーターは、電磁石と永久磁石から作りますが、永久磁石同士で作った場

普通モーターは、電磁石と永久磁石から作りますが、永久磁石同士で作った場合、どれくらい回り続けるものなのでしょうか。
回りを磁気の通らないもので囲う前提で、回らないですかね。

Aベストアンサー

>永久磁石同士で作った場合、

前提からまちがってます。

>回りを磁気の通らないもので囲う前提で、

原理には意味ありません。

電動モーターに限らず、「引き寄せる」とか「反発する」力だけでは
「回転し続ける」動力にはできません。
(もしできたらノーベル賞をとれるかも)

重りがついたヒモを、手で持って振り回すのを想定します。
モノの位置によってひっぱる力の方向を変化させることによって回転が持続します。

電動モーターの一方が電磁石なのは、回転位置によって電流を制御し、
力の方向を変化させるためです。
永久磁石同士だと、変化させる事ができないので
回転力を得ることができません。

Q普通モーターは、電磁石と永久磁石から作りますが、永久磁石同士で作った場

普通モーターは、電磁石と永久磁石から作りますが、永久磁石同士で作った場合、どれくらい回り続けるものなのでしょうか。

Aベストアンサー

モーターの原理は、

永久磁石が作った磁場の中を、電磁石の極性を入れ替え、反発力と吸引力を利用して回転エネルギーを得るものです。

永久磁石同士では、(仮に電磁石の部分を、SとNの磁石にすると)、半回転か、3分の1回転して、くっついておしまい。そもそも、回りません。

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物理的に説明してください

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アクリルのほうは、何も起らず、まっすぐ磁石が落ちる。
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(1)渦電流により、磁石の磁界と逆向きの磁界を発生させ、磁石にブレーキがかかる。
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Aベストアンサー

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ある材料(例えばSiC)にどれくらいのガス(例えば酸素)が固溶するかということはどのようにして求めるのでしょうか。時々、論文で「1000℃でSiCに固溶する酸素はxxx である」などという記述を見るのですが、どのように見積もっているのでしょうか。何か関係式みたいなのがあるのでしょうか。酸素以外のガス(窒素、水素)に対しても当てはめる式がありましたら教えていただきたく存じます。

Aベストアンサー

phy0 さんのご質問は2つあって
   (1) 酸素濃度分布の測定法にはどのようなものがあるか
   (2) 酸素濃度分布の理論式はあるのか
ということだと思います。(1) については、sanori さんのRBSやSIMS(2次イオン質量分析)など、かなり高額な設備を必要とする方法の他に、膜厚が厚ければ、一般的な薄膜の膜厚測定法(エリプソメトリなどの光学的方法)が使われます。

このSiO2の厚さは、加熱温度や時間に依存しますが、SiCを熱酸化させたときのSiO2の厚さの加熱時間依存と温度依存の実験結果が資料 [1] にあります。この依存性は拡散方程式 [4] に従い、この測定結果から、SiC中への酸素の拡散係数と活性化エネルギーを求めることができます。

この種の研究はSiで盛んに行われいているので(熱酸化はすでに過去の技術ですが)、Siの実験や理論を参考にされると良いと思います。例えば、Siの熱酸化では、資料 [2] に書かれているように、酸化反応は酸化時間に対して、初期成長領域と界面反応律速領域、拡散律速領域の3つの反応領域に分類されます。上の拡散方程式が成り立つのは3番目の領域で、酸化膜が比較的厚い場合です。資料 [2] がらの引用になりますが、時間 t に対する酸化膜厚 x の関係は
   初期成長領域 x ≒ C0×κ/C1( t + τ )
   拡散律速領域 x ≒ √[ 2×C0×D/C1(t + τ ) ]
    C :酸化膜中の単位体積あたりの酸化物質の分子数
    D :酸化物質の拡散係数
    κ :表面反応速度係数
    τ :初期状態を説明するための時間軸のずれ
で表わされます。Siのこのような熱酸化については、資料 [3] も参考になるかと思います。

ちなみに、論文で「1000℃でSiCに固溶する酸素はxxx である」というのは、固溶度( Solid Solubility atom/cm^3 )ことだと思います。これは固体中に入り込むことのできる不純物の最大濃度で、上で計算される濃度はこれを超えられません。

[1] 図3:酸化時間と膜厚 http://venturewatch.jp/nedo/20070214.html
[2] 熱酸化プロセス http://blog.goo.ne.jp/takekih/e/6609da95a6ce12876958c408b8592afa
[3] 新しい物理モデルに基づいたシリコン熱酸化のシミュレーション http://www-surface.phys.s.u-tokyo.ac.jp/sssj/Vol23/23-02/2g104-110.pdf
[4] ( 固体中への不純物の拡散 )
  固体中の不純物原子の濃度分布を、表面からの深さ x と時間 t の関数として、C( x, t ) で表わされるとすれば、C( x, t ) は次の微分方程式を満たします。
     ∂C/∂t = D*∂^2C/∂x^2、 D は拡散係数
  表面の不純物原子濃度が一定(濃度 C0 ) なら、この解は
     C( x, t ) = C0*erfc [ x/{ 2*√( D*t ) } ]
         erfc(x) = 1 - erf(x)
              = 1 - 2/√( π ) *∫[ t = 0 → x ] exp( -t^2 )、erf( 0 ) = 0、erf( ∞ ) = 1
         erf は Excel のエンジニアリング関数にある ERF という関数で ERF( 0,x) とすることで計算できます。  
  となります。拡散係数 D [m^2/s] には温度依存があり
     D = D0*exp{ -Ea/( k*T ) }
         D0 は定数、Ea は活性化エネルギー [eV]、k はボルツマン定数 = 1.38066×10^(-23) [J/K]、T は絶対温度 [K]
  で表わされます。したがって、固体中の不純物原子の濃度分布は、表面からの深さ x と時間 t の他に、温度も加えて、C( T, x, t ) とすれば
     C( T, x, t ) = C0*erfc【 x/[ 2*√[ D0*exp{ -Ea/( k*T ) } *t ] 】
  となります。固体中での濃度が表面濃度の例えば 1/e となる距離 x0 を酸化膜厚と定義すれば
     x0 = a*√( D*t )   (a = 0.1839397206 )
       = a*√[ D0*exp{ -Ea/( k*T ) } *t ]
       = a*√( D0*t )*exp{ -Ea/( 2*k*T ) }
  で表わされるので、酸化膜厚 x0 の加熱時間依存と温度依存から、D0 と Ea を求めることができます。

phy0 さんのご質問は2つあって
   (1) 酸素濃度分布の測定法にはどのようなものがあるか
   (2) 酸素濃度分布の理論式はあるのか
ということだと思います。(1) については、sanori さんのRBSやSIMS(2次イオン質量分析)など、かなり高額な設備を必要とする方法の他に、膜厚が厚ければ、一般的な薄膜の膜厚測定法(エリプソメトリなどの光学的方法)が使われます。

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