Permanentmagnete

Materialien und Typen von Permanentmagneten

Was ist ein guter Permanentmagnet? Die Antwort auf diese Frage ist komplex und hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Die verschiedenen Typen werden aus unterschiedlichen Materialien und mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt. Die vier Haupttypen von Permanentmagneten sind:

• Neodym
• Ferrit, 
• Samarium-Cobalt
• AlNiCo

Stärke und Qualität von Permanentmagneten

Magnetische Eigenschaften wie die magnetische Feldstärke (Remanenz, Br), der Widerstand gegen Entmagnetisierung (Koerzitivfeldstärke, Hc) und die Anziehungskraft werden häufig als magnetische Stärke bezeichnet. Dies sind alles Eigenschaften, die einen Permanentmagneten auszeichnen. Der wichtigste Indikator für die Stärke eines Permanentmagneten ist jedoch die BHmax. Dies ist der maximale Wert des Energieprodukts, gemessen in Mega Gauss Oersteds (MGOe). Je höher der BHmax-Wert, desto größer ist das Magnetfeld, das der Magnet in einer bestimmten Anwendung erzeugt. Die BHmax eines Magneten ist die Remanenz (Br) multipliziert mit der Koerzitivfeldstärke (Hc).

Die stärksten Magnete der Welt sind Neodym-Magnete. Diese werden in verschiedenen Qualitäten hergestellt. Jede Klasse hat eine Bezeichnung, an der Sie sofort erkennen können, welcher Magnet der stärkste ist. Neodym-Magnete unterscheiden sich zum Beispiel in der Qualität von N35 bis N52. Die Zahl nach dem Buchstaben 'N' steht für das maximale Energieprodukt des Magneten.

Die Temperatur beeinflusst die individuelle Leistung eines Magneten. Einige Typen, wie Samarium-Cobalt- und AlNiCo-Magnete, sind bei hohen Temperaturen leistungsfähiger als andere. Übersteigt nämlich die Betriebstemperatur die maximale Gebrauchstemperatur eines Magneten, so wird dieser dauerhaft entmagnetisiert. Das Magnetfeld ist dann dauerhaft in seiner Stärke und Wirkung geringer. Deshalb ist es wichtig, für die jeweilige Betriebstemperatur das passende Magnetmaterial zu wählen.

Ausrichtung und Richtung des Magnetfelds

Wir können Permanentmagnete in verschiedenen Richtungen magnetisieren. Der Begriff „Magnetische Länge“ bezieht sich auf die Größe eines Magneten in Richtung der magnetischen Achse. Je nach Magnetmaterial stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, wie:

• axial magnetisiert
• radial magnetisiert
• diametral magnetisiert
• mehrpolig magnetisiert

Physikalische Eigenschaften

Die meisten Permanentmagnete sind spröde und können nicht als Bauteile verwendet werden. Die Abmessungen und Toleranzen variieren je nach Qualitätsanforderungen, wobei Magnete mit einer Toleranz von ±0,1 mm ohne weiteres hergestellt werden können. Die Form spielt dabei natürlich auch eine große Rolle. Abhängig vom Material stehen mehr oder weniger Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung. Die gebräuchlichsten Magnetformen sind:

• Quadermagnete (Blockmagnete)
• Scheibenmagnete
• Ringmagnete
• Stabmagnete (Zylindermagnete / Stangenmagnete)
• Segmentmagnete
• Trapezmagnete (Keilmagnete)

Permanentmagnete sind häufig beschichtet, um ihre Leistung zu verbessern oder sie vor Korrosion zu schützen. Beispielsweise sind Neodym-Magnete die stärksten Permanentmagnete, aber aufgrund ihres hohen Eisengehalts sind sie auch am anfälligsten für Korrosion. Die folgenden Beschichtungen sind eine Lösung:

• Ni-Cu-Ni ist die am häufigsten verwendete Beschichtung zum Schutz vor Korrosion bei normalen Anwendungen.
• Ni-Cu-Epoxid ist kratzempfindlich, hat aber sehr gute Hafteigenschaften dank hoher Abreißkraft.
• HDPE ist eine dickere Beschichtung, die vor UV-Strahlung schützt.
• Parylene ist eine ultradünne, pinholefreie Polymerbeschichtung mit hervorragender Abriebfestigkeit.
• Ni-Au nutzt eine dünne 24-karätige Goldschicht auf der Nickelbeschichtung. Für medizinische Anwendungen.
• Kunststoff ist besonders langlebig und korrosionsbeständig. Er schützt die Magnete bei Stößen vor Bruch und verhindert durch die wasserdichte Schicht zwischen Magnet und Feuchtigkeit Korrosion.

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