Magnetismus und Magnete

Ein Magnet ist ein Objekt, das andere aus bestimmten Materialien bestehende Gegenstände durch seinen Magnetismus anzieht oder abstößt. Die magnetische Eigenschaft dieses Objekts kann dabei auf den anderen Gegenstand übertragen werden, d.h. er wird magnetisiert.

Grundsätzlich muss zwischen Elektromagneten und Dauermagneten (auch als Permanentmagnet bezeichnet) unterschieden werden. Die Wirkung von Elektromagneten beruht auf der Tatsache, dass ein stromdurchflossener Leiter von einem Magnetfeld umgeben ist. Im Folgenden soll aber nur auf die Permanent Magnete näher eingegangen werden.

Auch die magnetische Wirkung von Permanent Magneten basiert auf einer Eigenschaft der Elektronen, und zwar dem so genannten Elektronenspin. Es gibt 4 Arten des Magnetismus, aber nur der Ferromagnetismus ist in seiner Wirkung im Alltag spürbar.

Normalerweise hat der Elektronenspin keine Vorzugsausrichtung. Wird ein ferromagnetscher Stoff, wie Eisen, Nickel oder Kobalt jedoch magnetisiert, richtet sich der Elektronenspin innerhalb der so genannten Weißschen Bezirke in Richtung des Magnetfeldes aus. Bei Dauermagneten (Permanent Magneten) bleibt die Ausrichtung nach Abschalten des Magnetfeldes mehr oder weniger stark erhalten.

Weiter führende Informationen finden Sie über die nachfolgend angegebenen Links. BR Technik Kontor kann für die Richtigkeit der Inhalte der Seiten, auf die im Folgenden verwiesen wird, keine Garantie übernehmen.

Magnetwerkstoffe

Die wichtigsten Magnetwerkstoffe sind:

  • Neodym-Eisen-Bor (kurz: Neodym, NdFeB)
  • Ferrit (genauer: Hartferrit)
  • Samarium-Cobalt (SmCo)
  • Aluminium-Nickel-Cobalt (AlNiCo)

NdFeB-Magnete sind die zurzeit stärksten Dauermagnete. Die Standardvarianten können bis 80°C eingesetzt werden. Es sind aber auch Varianten für mehr als 200°C verfügbar. Da das Neodym-Material an der Luft korrodiert, werden Neodym-Magnete fast immer mit einer schützenden Beschichtung (meist Nickel) versehen. Näheres zu Neodym-Eisen-Bor-Magneten finden Sie auf der Seite "über Neodym-Magnete".

Ferrit (genauer: Hartferrit) ist das preisgünstigste Magnetmaterial. Ferritmagnete sind deutlich schwächer als Neodym-Magnete gleicher Größe. Ferrit ist weitgehend korrosionsfest. Ferritmagnete können bis 250°C eingesetzt werden.

Samarium-Cobalt-Magnete (auch Samarium-Kobalt) waren lange Zeit die stärksten Permanentmagnete, bis die NdFeB-Magnete aufkamen. Sie sind relativ teuer. Es gibt 2 Unterarten der SmCo-Magnete: SmCo5 und Sm2Co17. Vorteile sind die weitgehende Korrosionsfestigkeit und die Temperaturfestigkeit bis 250°C bzw. 350°C.

AlNiCo-Magnete liegen in der Magnetkraft zwischen Ferrit und SmCo. AlNiCo ist der älteste der aufgeführten Magnetwerkstoffe. Die Magnete verfügen über eine hohe Korrisionsbeständigkeit. Wegen Ihrer hohen Temperaturbeständigkeit bis über 500°C werden AlNiCo-Magnete in Hochtemperaturanwendungen immer noch häufig eingesetzt.

Neben den erwähnten Magneten gibt es noch kunststoffgebundene Magnete auf Basis von NdFeB, SmCo oder Ferrit. Die flexiblen Varianten werden in Form von Platten, Folien oder Profilen vor Allem aus Ferrit, aber auch NdFeB hergestellt. Feste Magnete werden mittels einer Form durch Spritzverfahren gewonnen. Da die so gewonnen Magnete im Allgemeinen isotrop sind (s. nachfolgendes Kapitel), können sie in beliebiger Richtung magnetisiert werden.

Isotrope und Anisotrope Werkstoffe

Bei den Magnetwerkstoffe können isotrope und anisotrope Werkstoffe unterschieden werden. Zur Herstellung anisotroper Magnete werden die Elementarmagnete des Rohmagnetblocks beim Gießen oder (Sintern und) Pressen durch ein angelegtes Magnetfeld in der zukünftigen Magnetisierungsrichtung vorausgerichtet. Isotrope Magnete können in jeder Richtung magnetisiert werden. Sie sind in der Regel schwächer als die anisotropen Varianten.

Gesinterte Neodym- und Samarium-Cobalt-Magnete sind immer anisotrop. Bei Ferrit gibt es neben den meistens eingesetzten anisotropen auch isotrope Varianten. Das gleiche gilt für AlNiCo.

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