Von Magnettechnik, Magnetsensoren und Magnetsystemen
Lange Zeit hat man die Bedeutung von Magnetwerkstoffen in der Industrie unterschätzt. In dieser Zeit führten die Werkstoffe ein Schattendasein, obgleich der Elektromagnetismus in der Physik als eine der Urkräfte gilt. Erst in den letzten Jahrzehnten hat die Magnettechnik mehr an Bedeutung gewonnen. Heute sind Magnetwerkstoffe oft der Ausgangspunkt oder die Basis für wesentliche Innovationen in der Technik. Doch auch auf dem Gebiet der Hochleistungsmagnetwerkstoffe entstanden in der jüngeren Vergangenheit bedeutende Neu- und Weiterentwicklungen. Als hart- oder weichmagnetische Bauteile werden sie in Magnetsystemen, in Induktivitäten oder als Kernmaterial eingesetzt. Welche Magnetwerkstoffe bzw. welche Magnettechnik zum Einsatz kommt, bestimmt sich nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung und nach den Eigenschaften der Werkstoffe. Die Auswahl des passenden Magnetwerkstoffes erfordert daher umfangreiche Kenntnisse über die strukturelle Konstruktion des Werkstoffes und über das Zusammenspiel der Eigenschaften in dem Gefüge.
Die Haupteinsatzgebiete der Magnetwerkstoffe
Magnetwerkstoffe finden heute in der Hauptsache in der Antriebstechnik Anwendung. Die Einsatzgebiete reichen von den Direktantrieben über Kleinmotoren und Kleinantriebe bis zu den Mikroantrieben. Man findet Magnetwerkstoffe aber auch in Präzisionsantrieben und Positionsantrieben. Zwei weitere große Bereiche profitieren von den hervorragenden Eigenschaften der Magnetwerkstoffe: die Sensortechnik und die Speichertechnik. Aber die Forschung und die Entwicklung von Magnetwerkstoffen und Magnetsystemen sind noch lange nicht abgeschlossen. Neben den Eigenschaften und magnetischen Werten spielen natürlich auch die Kosten bei der Auswahl eine Rolle. Wie aber lauten die konkreten Auswahlkriterien? Zu nennen ist in diesem Zusammenhang unter anderem das Temperaturverhalten. Tatsächlich weicht dieses bei einzelnen Werkstoffen deutlich voneinander ab. So verliert ein Hartferrit bei 120 °C etwa 20% seiner Feldstärke; ein Alnico-Magnet nur ca. 2%. Bei der Gebrauchsdauer eines Magneten gibt es prinzipiell wenig Unterschiede – eine Alterung ist im Normalfall nicht zu berücksichtigen.
Welche weiteren Auswahlkriterien bestimmen den Einsatz von Magnetwerkstoffen?
Ein Kriterium, das es zu beachten gilt, ist die Eigenschaft der Entmagnetisierung. Hier unterscheiden sich Halbferrite und Alnico-Magnete deutlich voneinander. Letztere reagieren empfindlich auf jegliche Gegenfelder, während die Halbferrite so gut wie gar nicht zu beeinflussen sind. Im Grundsatz spielen mechanische Einflüsse dagegen selten eine Rolle. Magnetwerkstoffe sind prinzipiell nicht von Druck oder Schlagwirkungen betroffen. Allenfalls können sich durch mögliche Absplitterungen Verletzungen ergeben. Hier wiederum sind kunststoffgebundene Werkstoffe – ganz besonders Elastomere – klar im Vorteil. Werden FE-Metalle in den Magnetwerkstoff mit eingebaut, ergeben sich hieraus ebenfalls Eigenschaftsänderungen. Insbesondere können sich Feldumlenkungen von Magneten oder auch magnetische Kurzschlüsse ereignen. Naturgemäß spielt auch die benötigte Form bei der Anschaffung der Magnetwerkstoffe eine Rolle. Magnetwerkstoffe erhält man auf dem Markt überwiegend als Block, Zylinder, Ring, Band und Platte. Sonderformen müssen in der Regel mit dem Hersteller individuell abgesprochen werden. Als letztes, jedoch nicht unwesentlichstes, Auswahlkriterium ist das Preis- und Leistungsverhältnis zu erwähnen. Hierbei muss man berücksichtigen, dass Magnetwerkstoffe mit hoher Qualität und in individueller Bauweise durchaus mit Mehrkosten belegt sein können (im Vergleich zu herkömmlichen Magnetwerkstoffen).
