In modernen Industriesystemen spielen Magnete eine entscheidende Rolle. Von Miniatursensoren bis zu großen Motoren, von medizinischen Geräten bis zu Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sind Magnete allgegenwärtig. Angesichts der zahlreichen verfügbaren Magnetmaterialien ist die Auswahl des richtigen Typs für spezifische Anwendungen jedoch zu einer großen Herausforderung für Ingenieure und Designer geworden.

Als Materialien, die in der Lage sind, Magnetfelder zu erzeugen, erfüllen Magnete wesentliche Funktionen in verschiedenen Branchen:

• Energieumwandlung:Motoren, Generatoren und Transformatoren sind für die elektromagnetische Energieumwandlung auf Magnete angewiesen.
• Informationsübertragung:Magnetische Aufzeichnungs- und Sensoreinrichtungen nutzen magnetische Eigenschaften zur Datenspeicherung und -übertragung.
• Bewegungssteuerung:Magnetische Levitation und Antriebstechnologien ermöglichen eine präzise Bewegungssteuerung.
• Medizinische Anwendungen:MRT-Scanner verwenden starke Magnetfelder für die interne Bildgebung.
• Industrielle Automatisierung:Magnetschalter und Sensoren erleichtern die Positionserkennung und die Grenzwertsteuerung.

Eigenschaften:NdFeB-Magnete sind die stärksten kommerziellen Permanentmagnete mit magnetischen Energieprodukten von 30-52 MGOe. Sie kombinieren eine hohe intrinsische Koerzitivfeldstärke (10-35 kOe) mit einer hervorragenden Kostenleistung.

Anwendungen:MRT-Systeme, Magnetabscheider, Audiogeräte, Windturbinen, Elektromotoren für Elektrofahrzeuge und Präzisionsinstrumente.

Einschränkungen:Temperaturempfindlichkeit über 80 °C, Anfälligkeit für Korrosion und Sprödigkeit, die Schutzbeschichtungen erfordert.

Eigenschaften:Diese Legierungsmagnete weisen eine außergewöhnliche Temperaturstabilität (bis zu 540 °C), eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit auf.

Anwendungen:Hochtemperatursensoren, Audiogeräte (Gitarren-Tonabnehmer, Mikrofone), Luft- und Raumfahrtinstrumentierung.

Einschränkungen:Geringere magnetische Stärke im Vergleich zu Seltenerdmagneten und Anfälligkeit für Entmagnetisierung.

Eigenschaften:Kostengünstige Oxidmagnete mit guter Korrosionsbeständigkeit und Entmagnetisierungsbeständigkeit, jedoch mit relativ schwachen magnetischen Eigenschaften.

Anwendungen:Kühlschrankdichtungen, Lautsprechersysteme, Lehrmagnete und kostengünstige Sensoren.

Einschränkungen:Spröde Materialeigenschaften und Temperaturempfindlichkeit über 100 °C.

Eigenschaften:Hochleistungs-Seltenerdmagnete mit außergewöhnlicher thermischer Stabilität (-273 °C bis 350 °C) und Korrosionsbeständigkeit.

Anwendungen:Luft- und Raumfahrtsysteme, Bohrwerkzeuge für Tiefbohrungen, Hochtemperaturmotoren und Präzisionsinstrumente.

Einschränkungen:Hohe Materialkosten und spröde mechanische Eigenschaften.

Eigenschaften:Flexible Verbundwerkstoffe, die Ferritpulver mit Gummibindemitteln kombinieren und kundenspezifische Formen und Größen ermöglichen.

Anwendungen:Kühlschrankdichtungen, Lehrprodukte, Werbedisplays und flexible Befestigungslösungen.

Einschränkungen:Schwache magnetische Stärke und Temperaturempfindlichkeit.

• Remanenz (Br):Restflussdichte nach der Magnetisierung
• Koerzitivfeldstärke (Hcb):Widerstand gegen Entmagnetisierung
• Intrinsische Koerzitivfeldstärke (Hcj):Eigener Widerstand des Materials gegen Entmagnetisierung
• Maximales Energieprodukt (BHmax):Maximale magnetische Energiespeicherkapazität
• Curie-Temperatur (Tc):Thermische Grenze für magnetische Eigenschaften

Die Forschung konzentriert sich auf neue Seltenerd-Alternativen (CeFeB, SmFeN), Formulierungen mit reduziertem Seltenerdgehalt und Nanokompositmaterialien, um die Leistung zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu senken.

Fortschrittliche pulvermetallurgische Verfahren, Rapid-Solidification-Prozesse und neuartige Beschichtungstechnologien zielen darauf ab, die magnetischen Eigenschaften und die Haltbarkeit zu verbessern.

Die zunehmende Anwendung in erneuerbaren Energiesystemen (Windkraft, Elektrofahrzeuge), fortschrittlicher Robotik und biomedizinischen Geräten zeigt die wachsende technologische Rolle von Magneten.