KAPITEL 10 - SAV Spanntechnik GmbH

164 Katalog I
MAGNETMATErIALIEN
3.2. Metallische Dauermagnete
aus AINiCo:
Die Hauptlegierungsbestandteile sind Aluminium, Nickel, Cobalt, Eisen, Kupfer und Titan. Dieser harte Werkstoff wird im
Sinter- oder Gussverfahren hergestellt und lässt sich nur durch Schleifen bearbeiten. AINiCo-Magnete werden fast nur noch
anisotrop hergestellt. Sie erhalten also bei der Herstellung eine Vorzugsrichtung der Magnetisierung, was zu einer besseren
Ausrichtung der „Elementarmagnete“ und damit zu besseren magnetischen Werten führt. Die Anisotropie wird durch das
Erzeugen von Stengelkristallen beim Abguss und durch eine Wärmebehandlung unter angelegtem Magnetfeld erreicht.
Das Maßverhältnis von Länge zu Durchmesser L : D sollte im offenen Magnetkreis 4 : 1 betragen, um eine gute Entmagnetisierbeständigkeit
aufzuweisen. Bei diesem Verhältnis lassen sich für AINiCo die größten Haftkräfte bei gegebenem
Magnetvolumen erreichen. Je weiter der Magnetkreis geschlossen wird, desto kürzer kann die Baulänge gewählt werden.
AINiCo-Magnete haben eine hohe Remanenz, jedoch geringe Koerzitivfeldstärke. Dadurch können diese Magnete ein
starkes Magnetfeld aufnehmen, aber auch leicht wieder entmagnetisiert werden. Sie finden aus diesem Grund Verwendung
in elektrisch schaltbaren Elektro-Permanent-Magnetspannplatten.
AINiCo-Magnete sind im verhältnismäßig hohen Temperaturbereich bis ca.+400 °C einsetzbar und verlieren bei der
sogenannten „Curie-Temperatur“ ihre Magnetisierung irreversibel.
3.3. hochenergie- „Seltenerden-Magnete“
aus Samarium Cobalt (SmCo 5 / SmCo 17 ) oder Neodym-Eisen-Bor (Nd 2 Fe 14 B)
Es handelt sich hierbei um gesinterte, metallische Dauermagnete mit sehr hohem Energieprodukt aus der Gruppe der
„Seltenen Erden“. Die Seltenen Erden sind 15 Elemente mit den Atomzahlen 57- 71 im Periodensystem der Elemente.
Die aufwendige Verarbeitung und die teuren Rohstoffe erfordern einen relativ hohen Preis. Diese Magnete erhalten grundsätzlich
bei der Herstellung eine magnetische Vorzugsrichtung (Anisotropie). Selbst starke Gegenfelder haben keinen Einfluss
auf das Magnetfeld.
a) Samarium cobalt
Der Magnetwerkstoff mit hervorragenden magnetischen Werten ist sehr hart und spröde und kann nur durch Schleifen oder
mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden. Die max. Einsatztemperatur beträgt ca. +200 °C.
b) Neodym-Eisen-bor
Mit diesem zur Zeit stärksten Magnetmaterial werden die höchsten magnetischen Werte erreicht, die sich wirtschaftlich herstellen
lassen. Das Energieprodukt ist ca. doppelt so hoch wie bei Samarium-Cobalt. Das Energieprodukt steht für die Güte
der Magnete und ist das Produkt aus Flussdichte und Feldstärke (BxH). Die max. Einsatztemperatur beträgt ca. +80 °C.
3.4. Vergleich der Permanent-Magnetwerkstoffe
F
F
F
F
NdFeB-Magnet
V = 0,30 cm 3
SmCo-Magnet
V = 0,86 cm 3
Ferrit-Magnet
V = 25,4 cm 3
AlNiCo 500-Magnet
V = 19,5 cm 3
Das Beispiel zeigt die Volumenreduzierung auf
nur 4,4 % bzw. 1,6 % des Ausgangsvolumens
beim Einsatz von Hochenergie-Magnetwerkstoffen
SmCo bzw. NdFeB.
Im Abstand von 5 mm entsteht jeweils ein
gleich starkes Magnetfeld von B = 100 mT,
was zu jeweils gleichen Haftkräften führt.
Abb. 7: Magnetvolumen für verschiedene Magnetwerkstoffe bei gleichem magnetischen Energieinhalt
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