ネオジム（Nd）：強力磁石がモーターを小さくする

ネオジムは、鉄とホウ素を組み合わせることで強力な永久磁石になります。小さなスピーカーから自動車のモーターまで、機器の小型化と効率向上を支えています。

Nd｜原子番号60｜ネオジム
原子番号60の希土類元素。磁石、レーザー、着色ガラスなどに利用されます。

見てみよう：姿・色・三態の変化

銀白色で、空気中では表面が変化する金属です。強力なネオジム磁石は、ネオジム・鉄・ホウ素を組み合わせた材料です。純粋なネオジムの塊がそのまま市販の磁石と同じ性能を示すわけではありません。

項目	状態・温度
20℃・約1気圧	固体
融点の目安	約1016℃
沸点の目安	約3074℃
三態の見取り図	融点より低温で固体、融点と沸点の間で液体、沸点より高温で気体（約1気圧・平衡状態の目安）

温度は純物質の代表値を読みやすく丸めています。約1気圧を基本とし、同素体・純度・圧力で値は変わります。融解や沸騰の境界では二つの相が共存します。

室温では六方系の層を重ねた構造です。磁石の主な結晶相Nd₂Fe₁₄Bは複数元素を含み、純ネオジムの同素体とは区別します。原子の組み合わせと向きをそろえる工程が磁力を支えます。

¹⁴²Ndなど複数の天然同位体があります。¹⁴³Ndは¹⁴⁷Smの崩壊からも生まれ、サマリウムとネオジムの同位体を合わせて岩石の歴史を調べます。

同位体は、陽子の数が同じで、中性子の数が異なる原子です。次はCIAAWの2024年版にある代表組成、または試料間で認められる範囲です。割合は質量ではなく原子の個数で表します。

割合は近似値です。測定の不確かさは表では省略し、原資料に示されています。範囲の上下端は異なる試料の値で、上下端どうしを足して100％にするものではありません。100％の表記でも、特殊な環境や人工試料まで他核種が存在しないという意味ではありません。

1885年、アウアー・フォン・ヴェルスバッハはジジムをプラセオジムとネオジムに分けました。ネオジムの名は新しい双子を意味します。発見当時は化学的に近い元素を見分けることが中心でしたが、後に磁気的・光学的性質が巨大な産業用途を生みました。

かつてディジミウムと呼ばれ、単独の元素と考えられていた物質がありました。分析と精製が進むと、その中には複数の元素が混じっていることが分かります。1885年、アウアーはそこからネオジムとプラセオジムを分離しました。

化学的によく似た物質を分ける作業では、一度の実験で劇的な違いが現れるとは限りません。小さな差を繰り返し利用し、分けた成分のスペクトルを確かめます。新元素の発見は、派手な一瞬だけでなく、地道な操作の積み重ねから生まれました。

今の強力な磁石も、鉱石から目的の希土類を分け、高純度の原料を得る工程に支えられます。発見時に苦労した「よく似ている」という性質は、現代の資源産業でも重要な課題です。

ネオジム・鉄・ホウ素磁石はNd₂Fe₁₄Bを主な磁性相とします。結晶の向きをそろえ、粒の境界や添加元素を調整して、強い磁気と磁化の失いにくさを両立させます。元素を混ぜるだけでは、製品としての強い磁石にはなりません。

佐川眞人は1982年、ネオジム・鉄・ホウ素系の高性能磁石を開発しました。NIMSなどの資料に、その成果が記録されています。希少なコバルトを主成分とする磁石とは異なる組成で、高い性能を得たことが材料開発の大きな転機になりました。

主要な供給には中国の採掘・分離網が関わり、オーストラリアや米国の資源開発も重要です。取引にはNdPrの混合酸化物や金属も使われます。鉱石の採掘から磁石の完成までには分離、還元、合金化、粉末加工、表面処理などの工程があります。

モーターを安定供給するには、鉱山に加えて磁石製造までの工程を確保する必要があります。製品から磁石を取り外しやすくする設計と、加工くず・使用済み磁石の回収は、輸入原料の使用量を減らします。高温性能を補う重希土類の使用を減らす技術も、調達の制約を小さくします。

自動車や発電機には永久磁石を使わない方式もあります。ネオジム磁石の性能は温度、形状、材質等級で変わります。

資料確認：2026年10月。資源統計の対象年は各出典に記載しています。