Magnete sind nicht nur eine Quelle endlosen Spaßes - für Kinder und Kinder jeden Alters! Sie haben auch endlose industrielle Anwendungen. Diese sind als Seltenerd- oder Supermagnete bekannt, wie sie in MRT-Geräten, Computerfestplatten, Elektro- und Hybridmotoren, Audio-Lautsprechern, E-Gitarren und Rennwagenmotoren verwendet werden. Trotz ihres Namens sind die zur Herstellung von Supermagneten verwendeten Elemente eigentlich recht verbreitet, wurden jedoch selten in ausreichenden Mengen gefunden, um als wirtschaftlich angesehen zu werden. Seit den 90er Jahren sind diese Magnete jedoch billig und weit verbreitet und werden sogar für zusätzliche Prozesse in Betracht gezogen.
Der Begriff Supermagnet ist ein weit gefasster Begriff und umfasst mehrere Familien von Seltenerdmagneten, die siebzehn Elemente im Periodensystem enthalten. nämlich Scandium, Yttrium und die fünfzehn Lanthaniden. Supermagnete wurden erstmals in den 1970er und 80er Jahren entwickelt und sind die stärkste Art von Permanentmagneten, die jemals hergestellt wurden. Sie sind ferromagnetisch, was bedeutet, dass sie wie Eisen magnetisiert werden können und Curie-Temperaturen aufweisen, die unter Raumtemperatur liegen. Dies bedeutet, dass ihr Magnetismus in ihrer reinen Form nur bei niedrigen Temperaturen auftritt. Da sie jedoch Verbindungen mit Übergangsmetallen wie Eisen, Nickel und Kobalt bilden können, Metallen mit Curie-Temperaturen weit über Raumtemperatur, können sie auch bei höheren Temperaturen effektiv eingesetzt werden. Der Hauptvorteil gegenüber herkömmlichen Magneten besteht darin, dass aufgrund ihrer größeren Festigkeit kleinere, leichtere Magnete verwendet werden können, die die gleiche Aufgabe erfüllen können, jedoch weniger Platz beanspruchen und weniger Material benötigen.
Supermagnete können in zwei Kategorien unterteilt werden. Erstens gibt es den Neodym-Magneten, der aus einer Legierung aus Neodym, Eisen und Bor hergestellt wird, um die tetragonale Kristallstruktur Nd2Fe14B zu bilden. Dieses Material ist derzeit der stärkste bekannte Typ von Permanentmagneten und wurde in den 1980er Jahren entwickelt. Es wird typischerweise beim Aufbau von Kopfaktuatoren in Computerfestplatten verwendet und hat viele elektronische Anwendungen, wie Elektromotoren, Geräte und Magnetresonanztomographie (MRT). Die zweite Art von Supermagneten ist die Samarium-Kobalt-Sorte, eine Legierung aus Samarium und Kobalt mit der chemischen Formel von SmCo5. Dieser zweitstärkste Typ eines Seltenerdmagneten wird auch in elektronischen Motoren und Turbomaschinen verwendet und kann aufgrund seiner hohen Temperaturbereichstoleranz auch viele Anwendungen für die Raumfahrt haben, wie z. B. Kryotechnik und hitzebeständige Maschinen.
Wir haben viele Artikel über Magnete für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel darüber, wo Sie Magnete kaufen können, und hier ist ein Artikel darüber, woraus Magnete bestehen.
Wenn Sie weitere Informationen zu Supermagneten wünschen, besuchen Sie die Rare Earth Magnetics-Homepage und hier einen Link zu Wikipedia: Rare Earth Magnete.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast rund um Magnetismus aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 42: Magnetismus überall.
Quellen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Samarium-cobalt_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet
http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy99/phy99010.htm
