Magnetwerkstoffe

Magnetwerkstoffe,

 

Gesamtheit der Werkstoffe mit spezifischen, von der Temperatur und v. a. von ihrem Aggregatzustand beziehungsweise ihrer Modifikation abhängigen magnetischen Eigenschaften. Gase und Flüssigkeiten zeigen im Allgemeinen nur schwach magnetisches Verhalten. Festkörper können aufgrund der kristallinen Fernordnung stark magnetisch sein. Besonders ausgeprägten Paramagnetismus, Antiferromagnetismus oder Ferromagnetismus zeigen die Elemente, deren Atome nicht abgeschlossene innere Elektronenschalen besitzen, z. B. die Übergangselemente (v. a. die Ferromagnetika Eisen, Kobalt und Nickel und die Antiferromagnetika Mangan und Chrom) und die Seltenerdmetalle. Neben den ferromagnetischen Werkstoffen stellen die ferrimagnetischen (Ferrite) eine zweite, technisch bedeutsame Gruppe der Magnetwerkstoffe dar. Es handelt sich hierbei um oxidische Substanzen, die mittels keramischer Sinterprozesse verarbeitet werden (oxidkeramische Werkstoffe).

 

Weichmagnetische Werkstoffe sind ferro- und ferrimagnetische Stoffe, die sich leicht und ohne großen Hystereseverlust ummagnetisieren lassen, d. h. eine geringe Koerzitivfeldstärke (Koerzitivkraft) H_c und eine schmale Hystereseschleife besitzen (Magnetisierung). Meist handelt es sich dabei um weitgehend homogene, reine und weich geglühte Werkstoffe. Die Hauptgruppen sind: 1) Elektrobleche mit Siliciumgehalten bis 4,4 %, abgesenktem Kohlenstoffgehalt und teilweise Gefügeorientierung; 2) Guss- und Schmiedestücke, z. B. für Polräder aus Eisen, mit niedrigen Gehalten an Fremdstoffen oder legiert mit Kohlenstoff bis 0,4 %, Silicium bis 0,5 % und Mangan bis 1,5 %, auch mit Zusätzen von Chrom, Nickel oder Molybdän; 3) Eisen-Nickel- oder Eisen-Kobalt-Legierungen, auch mit Zusätzen von Molybdän und Kupfer, sowie weichmagnetische Ferrite, wie Mischferrite (Mangan-Zink-, Nickel-Zink- oder Magnesium-Mangan-Ferrit u. a.) oder Ferrite von Seltenerdmetallen (z. B. Yttrium, Gadolinium) für Hochfrequenzanwendungen (z. B. magnetischer Verstärker, Spulen- und Übertragungskerne), ferner Carbonyleisen und Elektrolyteisen.

 

Hartmagnetische Werkstoffe (Dauermagnetwerkstoffe) besitzen eine hohe Koerzitivfeldstärke und eine ausgeprägte Hystereseschleife; sie werden zur Herstellung von Permanentmagneten (Magnet) mit einer zeitlich konstanten, durch äußere Einflüsse möglichst unveränderliche Magnetisierung verwendet, z. B. in elektrische Maschinen, Lautsprechern, Mikrofonen, Messinstrumenten. Zu ihnen gehören v. a. Legierungen aus Eisen, Aluminium, Nickel und Kobalt (AlNiCo^®), oxidische Bariumferrite sowie intermetallische Verbindungen, z. B. Verbindungen zwischen Samarium und Kobalt (SmCo₅-Magnete).

 

Literatur:

 

E. Feldtkeller: Dielektr. u. magnet. Materialeigenschaften, 2 Bde. (1973-74);

 C. Heck: Magnet. Werkstoffe u. ihre techn. Anwendung (²1975);

 

Weichmagnet. Werkstoffe. Einf. in den Magnetismus, bearb. v. R. Boll (⁴1990).