Dauermagnete - NdFeB
Beschreibung
Als Hochenergie-Magnete werden Dauermagnete aus den "seltenen" Erden bezeichnet. Diese Materialien zeichen sich durch ihr hohes Energieprodukt von über 300 kJ pro Kubikmeter aus. Von praktischer Bedeutung sind dabei folgende Materialien: Samarium-Cobalt (SmCo) Neodymium-Eisen-Bor (NdFeB) Die Herstellung von Sm-Co- und NdFeB-Magneten erfolgt durch Einschmelzen der Legierung. Danach werden die Materialblöcke zerbrochen und zu einem feinen Pulver gemahlen, im Magnetfeld gepreßt und anschließend gesintert. Aus den Rohblöcken werden mit der Diamantsäge unter Wasser die Formmagnete zugeschnitten. Für große Stückzahlen wird das Pulver in Formen gepreßt und anschließend gesintert. Vergleich: Ein Bariumferritmagnet muß bei gleicher Wirkung (z.B. 100mT Induktion in 1 mm Entfernung von der Polfläche) 25x größer sein, als ein Samarium-Cobalt- Magnet. Das Energieprodukt von NdFeB ist sogar noch einmal ca. 50% höher!
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"Rostfreie" NdFeB-Magnete sind eine der jüngsten Neuentwicklungen. Jedoch ist "rostfrei" hierbei nicht wörtlich zu verstehen. Die Legierung wurde optimiert, damit das Magnetmaterial korrosionsbeständiger ist. Trotz allem benötigen sie eine spezielle Handhabung und je nach Einsatzgebiet, eine entsprechende Beschichtung. Unter normalen Umgebungsbedingungen (z. B. Raumtemperatur, rel. Luftfeuchtigkeit bis 50%, ohne Betauung) können alle NdFeB-Magnete ohne besonderen Oberflächenschutz eingesetzt werden. Bei korrosiven Einsatzbedingungen empfehlen wir einen Oberflächenschutz durch Kunststoffbeschichtung.
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Hartferrit-Magnete sind die weltweit am häufigsten eingesetzten Werkstoffe.
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SmCo-Magnete sind sehr hart und spröde. Auch starke Magnetfelder bewirken keine Schwächung des Magnetfeldes. Beide physikalischen Materialien sind gegen anorganische Säuren und Laugen nicht beständig. Auch ein ständiger Kontakt mit Wasser führt zur Korrosion (bei NdFeB bewirkt bereits ein hohe Luftfeuchtigkeit eine Oberflächenoxydation, SmCo-Magnete sind in der Oxidation wesentlich unempfindlicher). Abhilfe schafft hier die Beschichtung der Magnete mit Zinn, Zink, Nickel, Kupfer usw., und die evtl. zusätzliche Verwendung rostfreier NdFeB-Magnete.
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Metallische Legierungsmagnete aus Aluminium, Nickel, Cobalt sowie Eisen, Kupfer und Titan. Die Herstellung erfolgt durch Sandguß, Kokillenguß, Vakuum-Feinguß und Sintern. AlNiCo ist der älteste noch verwendete magnetische Werkstoff. AlNiCo-Magnete haben eine geringe Koerzitivfeldstärke bei einer hohen Remanenz - daher müssen sie eine große Länge in Magnetisierungsrichtung haben, um eine einigermaßen gute Entmagnetisierungbeständigkeit zu haben. Sie besitzen einen sehr geringen Temperaturkoeffizient von 0,02% pro °C sind daher von -270°C bis über +400°C einsetzbar. Sie werden dort eingesetzt, wo bei großen Temperaturschwankungen ein konstantes Magnetfeld benötigt wird. AlNiCo-Magnete werden fast nur anisotrop hergestellt. Aufgrund der Verteuerung von Cobalt und der geringen Koerzitivfeldstärke ist die Massen-Verwendung rückläufig.