Dauermagnet: Funktion, Materialien und richtige Auswahl
Was ist ein Dauermagnet beziehungsweise Permanentmagnet?
Ein Dauermagnet ist ein Material, das nach dem Magnetisieren sein eigenes Magnetfeld langfristig ohne elektrische Versorgung beibehält. Er zieht ferromagnetische Materialien an und zieht andere Magnete je nach Polausrichtung an oder stößt sie ab.
- Dauermagnet und Permanentmagnet sind übliche Bezeichnungen für denselben Magnettyp.
- Er benötigt keinen elektrischen Strom.
- Jeder Magnet besitzt einen Nord- und einen Südpol.
- Hohe Temperaturen, Stöße, Korrosion oder ein starkes Gegenfeld können seine Leistung verringern.
Wie funktioniert ein Permanentmagnet?
Ein Permanentmagnet enthält magnetische Bereiche, die als Domänen bezeichnet werden. Bei Herstellung und Magnetisierung wird ein großer Teil dieser Bereiche gleichgerichtet.
Das Ergebnis ist ein stabiles Magnetfeld mit zwei Polbereichen:
- dem Nordpol N,
- dem Südpol S.
Ungleiche Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab. Zerbricht ein Permanentmagnet, entstehen keine isolierten Pole – jedes Teil besitzt einen eigenen Nord- und Südpol.
Dauermagnet oder Elektromagnet?
Permanentmagnet
- Funktioniert ohne elektrische Versorgung,
- besitzt ein dauerhaft vorhandenes Magnetfeld,
- lässt sich nicht einfach ein- und ausschalten,
- ist kompakt und benötigt keine laufende Energiezufuhr.
Elektromagnet
- Erzeugt sein Feld durch Stromfluss in einer Spule,
- lässt sich ein- und ausschalten,
- seine Leistung lässt sich innerhalb bestimmter Grenzen über den Strom regeln,
- benötigt eine Stromversorgung und kann sich erwärmen.
Wann ist welcher Typ geeignet?
Ein Permanentmagnet eignet sich für Verschlüsse, Halterungen, Sensoren und Anwendungen ohne Stromversorgung. Ein Elektromagnet ist geeignet, wenn die Magnetkraft geregelt oder vollständig abgeschaltet werden soll.
Aus welchen Materialien bestehen Permanentmagnete?
Neodym-Magnete NdFeB
Neodym-Magnete bieten eine sehr hohe Kraft bei kleinen Abmessungen. Gewöhnliche Varianten reagieren jedoch empfindlich auf Feuchtigkeit und höhere Temperaturen und besitzen deshalb häufig eine schützende Oberfläche.
Samarium-Cobalt-Magnete SmCo
Samarium-Cobalt-Magnete haben eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit. Sie werden in anspruchsvollen industriellen und technischen Anwendungen eingesetzt.
Ferritmagnete
Hartferrite, auch Keramikmagnete genannt, sind preisgünstig, korrosionsbeständig und vertragen höhere Temperaturen gut. Bei gleichen Abmessungen sind sie meist schwächer als Neodym-Magnete.
AlNiCo-Magnete
Sie werden aus Legierungen mit Aluminium, Nickel und Cobalt hergestellt. Sie zeichnen sich durch Temperaturstabilität aus, sind jedoch empfindlicher gegenüber einem entgegengesetzten Magnetfeld.
Flexible Magnete
Magnetfolien und Magnetbänder enthalten Ferritpulver in einem flexiblen Kunststoffbindemittel. Sie sind schwächer, lassen sich aber leicht schneiden und biegen und werden für Kennzeichnungen oder Werbung verwendet.
Ist ein Permanentmagnet wirklich dauerhaft?
Die Bezeichnung „dauerhaft“ bedeutet nicht, dass ein Magnet niemals schwächer werden kann. Bei richtiger Verwendung bleibt er sehr lange stabil. Seine Leistung kann jedoch verringert werden durch:
- Überschreiten der maximalen Arbeitstemperatur,
- Erwärmen bis nahe an die Curie-Temperatur,
- ein starkes entgegengesetzt ausgerichtetes Magnetfeld,
- heftige Stöße und Brüche,
- Korrosion des Magnetmaterials,
- eine ungeeignete Konstruktion des Magnetkreises.
Die maximale Arbeitstemperatur liegt meist deutlich unter der Curie-Temperatur. Ein Magnet kann daher bereits dauerhaft an Kraft verlieren, bevor die Temperatur erreicht wird, bei der seine ferromagnetische Ordnung vollständig verschwindet.
Magnete nicht durch Schläge oder Feuer entmagnetisieren
Schläge können einen spröden Magneten zerbrechen. Erwärmung kann die Oberflächenbeschichtung beschädigen oder einen unwiderruflichen Leistungsverlust verursachen. Zur kontrollierten Entmagnetisierung werden Fachgeräte mit einem magnetischen Wechselfeld verwendet.
Wie wählen Sie einen Permanentmagneten aus?
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl:
- die erforderliche Abreißkraft,
- Abmessungen und verfügbaren Platz,
- die Magnetform,
- die Magnetisierungsrichtung,
- die Arbeitstemperatur,
- Feuchtigkeit und Korrosionsrisiko,
- die Art der Befestigung,
- die tatsächliche Belastungsrichtung.
Die Abreißkraft wird beim senkrechten Abziehen eines Magneten von einer sauberen und ausreichend dicken Stahlplatte gemessen. Lack, ein Spalt, Rost, dünnes Blech oder seitliche Belastung können sie deutlich verringern.
Ausgewählte Permanentmagnete
Samarium-Cobalt-Quadermagnet 15 × 10 × 3 mm
SmCo-Magnet für Anwendungen, bei denen eine hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit wichtig ist.
- Abmessungen 15 × 10 × 3 mm
- Material SmCo
- Temperaturbeständigkeit bis 300 °C
- Ohne übliche schützende Oberflächenbeschichtung
- Senkrecht zur Fläche magnetisiert
- Produktcode 35021
Neodym-Quadermagnet 40 × 20 × 20 mm
Sehr starker Sondermagnet mit zwei Senkbohrungen und einem abgerundeten Bereich.
- Abmessungen 40 × 20 × 20 mm
- Abreißkraft 430 N
- Abreißkraft etwa 43 kg
- Gewicht 120 g
- Magnetgüte N50
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 80 °C
- Produktcode 20177
Achtung: Wegen der hohen Kraft besteht die Gefahr schwerer Fingerquetschungen. Der Magnet ist nicht als zertifiziertes Hebegerät bestimmt.
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Neodym-Magnet 4 × 4 mm, N40EH
Kleiner temperaturbeständiger Neodym-Magnet für Sensoren und kompakte technische Geräte.
- Durchmesser 4 mm
- Höhe 4 mm
- Abreißkraft 5,4 N
- Abreißkraft etwa 0,54 kg
- Gewicht 0,38 g
- Magnetgüte N40EH
- Parallel zur Achse magnetisiert
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 200 °C
- Produktcode 28055
Häufig gestellte Fragen
Sind Dauermagnet und Permanentmagnet dasselbe?
Ja. Beide Begriffe bezeichnen einen Magneten, der sein Magnetfeld langfristig ohne Stromversorgung beibehält.
Kann ein Permanentmagnet schwächer werden?
Ja. Hohe Temperaturen, Korrosion, ein starkes Gegenfeld oder mechanische Beschädigungen können seine Leistung verringern.
Welche Art von Permanentmagnet ist am stärksten?
Bei vergleichbarem Volumen liefern allgemein erhältliche Neodym-Magnete aus NdFeB die höchste Leistung.
Welcher Magnet eignet sich für hohe Temperaturen?
Je nach erforderlicher Temperatur können spezielle Neodym-Güten, SmCo, AlNiCo oder ein geeigneter Ferrit gewählt werden.
Benötigt ein Permanentmagnet Strom?
Nein. Ein Elektromagnet benötigt elektrischen Strom, ein Permanentmagnet nicht.
Zusammenfassung
Ein Dauermagnet beziehungsweise Permanentmagnet behält sein Magnetfeld langfristig ohne elektrische Versorgung bei. Er wird vor allem aus Neodym-, Samarium-Cobalt-, Ferrit- oder AlNiCo-Materialien hergestellt.
„Dauerhaft“ bedeutet nicht unzerstörbar. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl Temperatur, Feuchtigkeit, erforderliche Kraft, Form, Oberflächenbeschichtung und Belastungsart.
Permanentmagnete nach ihrem Einsatz auswählen
Vergleichen Sie Neodym-, Samarium-Cobalt-, Ferrit- und AlNiCo-Magnete anhand von Abmessungen, Kraft und Temperaturbeständigkeit.