Koerzitivfeldstärke

Magnetische Koerzitivfeldstärke (H_c) bezeichnet die magnetische Feldstärke, die benötigt wird, um einen aufgeladenen Magneten vollständig zu entmagnetisieren.

Was bedeutet Koerzitivfeldstärke?

Als magnetische Koerzitivfeldstärke wird die magnetische Feldstärke bezeichnet, die man aufbringen muss, um einen vorher bis zu seiner Sättigungsflussdichte aufgeladenen Ferritmagneten zu entmagnetisieren.

Entmagnetisieren bedeutet dabei, dass der Gesamtfluss oder die lokale Flussdichte gleich null ist.

Dies passiert, wenn sich ein Permanentmagnet in einem umgekehrt polarisierten Magnetfeld der Koerzitivfeldstärke H_c befindet. Wird ein Magnet nun einem Gegenfeld ausgesetzt, hängt es nun von seiner Koerzitivfeldstärke ab, wie gut der Magnet seine Magnetisierung behalten kann. Grundsätzlich gilt die Regel: Je höher die Koerzitivfeldstärke eines Magneten, desto besser kann ein Magnet seine Magnetisierung auch behalten.

Unterscheidung von Koerzitivfeldstärke HcB und HcJ

Man unterscheidet bei Koerzitivfeldstärken zwischen der Koerzitivfeldstärke (HcB) der magnetischen Flussdichte und der Koerzitivfeldstärke (HcJ) der magnetischen Polarisation:

Ein Permanentmagnet verliert seine magnetische Flussdichte, wenn er einer Feldstärke HcB ausgesetzt wird, er bleibt aber immer noch magnetisch, wenn er aus dem Feld entfernt wird.

Der Magnet selbst ist also immer noch magnetisch. Die von ihm erzeugte Flussdichte ist aber entgegengesetzt genau gleich groß wie die Flussdichte des entmagnetisierenden Feldes, so dass sich die beiden Größen gegenseitig aufheben und man keine Wirkung spürt.

Das Material, also der Magnet, selbst ist demnach aber immer noch magnetisch. Das bemerkt man, wenn das äußere Gegenfeld wieder abschaltet oder entfernt wird: Von dem Magneten gehen jetzt immer noch magnetische Kräfte – als eine Remanenz – aus.

Erst eine Feldstärke HcJ führt zu einer Polarisation und dadurch verliert der Magnet seine Magnetisierung vollständig und dauerhaft. Jetzt ist er nicht mehr magnetisch, bevor er neu magnetisiert wird, wenn dies gewünscht ist.

In der gleichen Weise kann auch die elektrische Koerzitivfeldstärke definiert werden.

Messen der Koerzitivfeldstärke

Alle magnetischen Felder werden in der SI-Maßeinheit A/m (Ampere pro Meter) gemessen.

Vereinzelt findet man noch die veraltete Messeinheit Oe (Oersted). Als Umrechnungshilfe: 1 Oe entspricht dabei ungefähr 80 A/m.

Messen kann man magnetische Koerzitivfeldstärke mit einem Gerät, einem sogenannten Koerzimeter. Dieser Koerzimeter misst in Abhängigkeit einer äußeren magnetischen Feldstärke die Polarisation über Induktion in einer bewegten Spule.

Um eine elektrische Koerzitivfeldstärke messen zu können, werden auf dem zu messenden Material feste Elektroden in der Anordnung eines Plattenkondensators aufgedampft.

Aus dem Umladestrom sowie der gemessenen Spannung kann die Plattenladung und zusammen mit der Messung der elektrischen Feldstärke auch die elektrische Verschiebung bestimmt werden.

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche magnetische Koerzitivfeldstärken, wie erwähnt, gemessen in A/m: Während technisch reines Eisen eine Wert von 10 bis 200 A/m hat, hat Nickeleisen (50% Nickel) einen Wert von 3 bis 16 und Neodym-Eisen-Bos einen Wert von (0,87 bis 2,75) x 10⁶.

Man erkennt sehr schnell, wie unterschiedlich die Materialien in Bezug auf ihre Koerzitivfeldstärken sind.

Gründe für die Bestimmung der Koerzitivfeldstärke

Warum ist es denn nun wichtig, die Koerzitivfeldstärke zu messen und zu kennen?

Die Messung der Koerzitivfeldstärke hilft insbesondere bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von ferromagnetischen Stoffen und Materialien, wie zum Beispiel Eisen oder Stahl als Konstruktionswerkstoffe. Hier ist es wichtig, die Gefügeeigenschaften, eventuelle thermische Vorbehandlungen oder auch vorausgegangene plastische Verformungen zu prüfen und zu kennen. Die mechanische Härte korrespondiert hier mit der Koerzitivkraft, d. h. mit der magnetischen Härte.

Magnetische Koerzitivfeldstärken

Die ermittelten Werte der magnetischen Koerzitivfeldstärke von ferromagnetischen und ferrimagnetischen Materialien schwanken bei ähnlicher oder sogar gleicher Zusammensetzung zum Teil sehr deutlich. Die Feldstärke hängt nämlich neben der Zusammensetzung auch von Faktoren, wie der Kristallstruktur und deren Größe, den in Legierung vorkommenden Mischphasen und dem Eigenspannungszustand ab. Der Eigenspannungszustand beschreibt, ob ein Material gehärtet, kaltverformt, angelassen oder geglüht wurde.

Remanenz

Die Remanenz wurde vorhin schon angesprochen: Setzt man sowohl ferromagnetische als auch ferrimagnetische Stoffe einem Magnetfeld aus, bleibt auch nach dem Entfernen des Magnetfeldes noch ein Restmagnetismus übrig. Dieser Restmagnetismus wird auch Remanenz genannt.

Ferrimagnetische Stoffe unterscheiden sich von ferromagnetischen Stoffen nicht in der Anordnung der sogenannten Weiß-Bezirken in der Kristallstruktur, sondern durch die magnetische Ordnung ihrer Elementarmagnete, die durch eine energetisch günstige Ausrichtung zustande kommt.

Die Magnetisierungen zweier benachbarter Elementarmagneten heben sich teilweise auf, wodurch die Weiß-Bezirke deutlich schwächer magnetisiert sind. Das makroskopische Verhalten ist somit eine schwächere Form des Ferromagnetismus.

Die elektrische Koerzitivfeldstärke wird benötigt, um die die remanente Polarisation eines Ferroelektrikums aufzuheben. Auch hier gilt: Je höher die Feldstärke, desto besser behält das Material seine Polarisation. Die Feldstärke hat außerdem Einfluss auf die Piezoelektrizität. Piezoelektrizität beschreibt die Änderung der elektrischen Polarisation und das Auftreten einer elektrischen Spannung, wenn sie elastisch verformt werden).

Hysterese

Die Hysterese ist wörtlich eine „Nachwirkung“, also eine verzögerte Wirkungsänderung nach der Änderung einer Ursache. Diese Nachwirkung tritt insbesondere bei der Magnetisierung von Magneten auf und sie charakterisiert ein variant verzögertes Verhalten der bewirkten Ausgangsgröße, welche ihr Maximum oder ihr Minimum erreicht hat.

Ein bekanntes Phänomen ist das Hystereseverhalten eines Ferromagneten in einem Magnetfeld. Ein nicht magnetisierter Ferromagnet, der einem externen Magnetfeld ausgesetzt wurde, welches danach wieder abgeschaltet wird, behält je nach Polung des externen Magnetfeldes eine positive oder eine negative Magnetisierung.

Was bedeutet isotrop oder anisotrop bei einem Magnet?

Bevor wir uns auf das konzentrieren, was wir mit einem isotropen oder anisotropen Magneten meinen, sollten wir klarstellen, was Isotropie und Anisotropie bedeuten. Isotropie können wir als die Eigenschaft von Körpern definieren, deren physikalische Eigenschaften nicht von der Richtung abhängen, in die wir sie untersuchen werden, die Richtung ist nicht gleichgültig. Wir beziehen uns auf die Tatsache, dass es bestimmte Vektorgrößen gibt, die uns unabhängig von der Richtung, in der wir gemessen haben, gleiche Ergebnisse liefern können. Auf der anderen Seite können wir sagen, dass die Anisotropie eine Eigenschaft der Materie ist, durch die Aspekte wie Elastizität, Temperatur, Geschwindigkeit bei der Lichtausbreitung und eine Länge usw., Schwankungen erleiden können, je nachdem in welcher Richtung sie untersucht werden. So können sie unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, je nachdem wie gemessen wurde. Die Anisotropie von Materialien ist häufiger in kristallinen Feststoffen zu finden, da sie eine regelmäßige molekulare und atomare Struktur aufweist.

Isortrope Magnete haben keine bestimmte Vorzugsrichtung, daher ist die Richtung der Magnetisieren gleichgültig. Zudem haben diese Magnete einen niedrigeren Preis, jedoch auch eine geringere Haftkraft.

Anisotrope Magnete hingegen haben, wie zuvor erklärt, eine Vorzugsrichtung und eine Magnetisierungsrichtung. Der Preis für diese Art von Magneten ist höher, gleichzeitig weisen sie auch eine höhere Haftkraft als isotrope Magnete auf.

Es ist nicht mit bloßem Auge zu erkennen, ob ein Magnet anisotrop oder isotrop ist. Der Unterschied liegt nur in der Herstellungszeit. Die antisotropen Magnete werden durch ein elektromagnetisches Feld fixiert, das den Magneten auf die idealste und wirkungsvollste Weise platziert, wodurch er mehr Leistung erhält, auch wenn er nur in der zuvor angegebenen Richtung magnetisieren kann. Hauptsächlich gibt es anisotrope Neodym- und Ferritmagnete.

Wir möchten darauf hinweisen, dass Magnetstreifen und -bleche sowohl anisotrope als auch isotrope Modelle haben, so dass es sehr empfehlenswert ist, sich die Beschreibung jedes Artikels anzusehen, da genau diese Information dort angegeben wird.

Halten wir also fest, dass die Eigenschaften "isotrop" oder "anisotrop", anzeigen, ob ein Magnet eine bevorzugte Richtung der Magnetisierung hat oder nicht.

Ein einfaches Experiment wie ein Waschbecken, das bis zum Rand mit Wasser gefüllt ist, kann uns dies verdeutlichen. Wenn es voll ist und es keine Luftströmungen gibt, steht das Wasser still und es bewegt sich nichts auf der Oberfläche. Möglicherweise müssen wir sogar besonders darauf achten, dass tatsächlich Wasser in der Spüle ist, da sie leer wirkt.

Um mit unserem Experiment fortzufahren, drehen wir den Wasserhahn auf und halten den Rest der Bedingungen gleich. Die Rotation, die durch den Fall des Wassers erzeugt wird, wird es uns erleichtern, das Wasser besser zu sehen, da eine Reihe von Veränderungen in Form eines Wirbels entstehen, der die Richtung angibt, in der das Wasser entweicht. Bevor wir den Wasserhahn öffneten, befand sich das Wasser in einem isotropen Zustand - es verhielt sich in alle Richtungen gleich -, aber nach dem Öffnen sehen wir, wie sich Abweichungen in der Dichte des Wassers gebildet haben, die wir als Wirbellinien sehen.

Neuste Studien, die den kosmischen Boden auf Anisotropien untersucht haben, haben kurioserweise begeben, dass sich das Universum gleichmäßig ausbreitet. Diese letzten Studien bestätigen, dass das Universum mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 99,9% isotrop ist.

Wie werden Neodym Magnete hergestellt

Bevor wir den Herstellungsprozess von Neodym-Magneten kennenlernen, möchten wir einige Aspekte aufzeigen, die wir für wichtig halten, da sie Seltenerdmaterial enthalten, welches ein Sondermaterial ist. Wenn wir es mit Eisen oder Bor kombinieren, können die heutzutage stärksten Magnete hergestellt werden. Zudem erhält es durch eine Beschichtung mit Nickel und Kupfer eine sehr schöne Oberfläche in silberner Farbe. Gerade deswegen werden diese Magnete auch so gerne in Innenbereichen eingesetzt, da sie perfekt mit der Dekoration kombinierbar sind. Die Magnetkraft ist so stark, dass sie auch bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann. Vergleich wir Neodym-Magnete mit Ferrit Magneten, können wir feststellen, dass letzterer, auch wenn er die gleichen Ausmaße hat, wesentlich schwächer ist und sein Aussehen nicht so attraktiv ist. Der Ferrit Magnet hingegen ist preislich sehr viel günstiger.

Wie werden sie hergestellt?

Die Herstellung von Neodym-Eisen- und Bor-Magneten (NdFeB) ist kompliziert und erfordert viel Arbeit. Diese Legierung wird seit 1984 dank verschiedener Forschungsprozesse hergestellt, sodass seither Neodym-Magnete mit größerer Leistung hergestellt werden.

Für die Herstellung werden die drei Elemente Eisen, Neodym und Bor mit großer Intensität zerkleinert und unter Vakuum geschmolzen. Die chemische Formel dieser Legierung ist bekannt als NdFeb.

Das Gemisch aus Eisen, Neodym und Bor sowie der einen oder anderen Komponente muss, wie bereits erwähnt, mit großer Intensität zerkleinert und dann im Vakuum geschmolzen werden. Während dieses Prozesses werden die drei Elemente magnetisiert und verdichtet, bis sie eine einfache Struktur erzeugen, meist in Form eines Zylinders oder Würfels. Sobald Sie in dieser Status erreicht ist, müssen sie unter Vakuum erhitzt werden, damit sie rechtzeitig abkühlen. Dies geschieht sehr langsam. Von nun an nimmt die Legierung eine zunehmend kristalline Struktur an, die eine spätere Magnetisierung begünstigt. In diesem Moment werden die gewünschten Größen gebildet. Der Rohmagnet, wie er bekannt ist, ist nun mit Kupfer und Nickel beschichtet, um dem Magneten zu helfen, nicht schnell zu rosten und ihn extrem unempfindlich aussehen zu lassen.

Hier angekommen, müssen die Magnete in eine Spule mit magnetischem Charakter gesteckt werden, durch die während einer Millisekunde Strom fließt, der ein großes Magnetfeld erzeugt, durch das die Magnete magnetisiert und im Magnetfeld der Spule, der Moleküle und Kristalle ausgerichtet werden.

So stellt IMA genau die Neodym-Magnete her, die Ihnen zum verkauf stehen. Eine mühsame Arbeit von großer Präzision, welche dieses Modell zu einem der stärksten und erfolgreichsten Magnete bei unseren Kunden macht. Sie können, je nach Ihren Bedürfnissen, verschiedene Varianten dieser Art von Magneten finden. Neodym Blöcke, Neodym Scheiben, Neodym Ringe, spezielle Geometrie Magnete und spezielle Segmente. Jeder von ihnen mit seinen eigenen Besonderheiten für den Nutzen, den der Kunde mit ihm plant. Einige weitere Normen, wie z.B. solche mit speziellen Geometrien, können auf Anfrage speziell nach Wünschen des Kunden angefertigt werden.

Wie immer empfehlen wir Ihnen, mit uns Rücksprache zu halten und uns Ihre Zweifel oder Vorschläge mitzuteilen. Wir analysieren Ihre Bedürfnisse und empfehlen Ihnen entweder ein bestimmtes Produkt oder entwickeln eines, das speziell für Ihre Anwendung geeignet ist. Wir sind Spezialisten für Magnete und können professionellste Lösungen für Ihre Anforderungen anbieten. Kontaktieren Sie uns.

Welche Magnete eignen sich für magnetische Namensschilder?

Namensschilder benötigen Sie, wenn Sie Menschen zusammenführen, die sich gegenseitig nicht kennen, um ein peinliches Vergessen der Namen zu verhindern.

Die Vorteile von magnetischen Namensschildern

Magnetische Namensschilder für Feste oder Veranstaltungen haben den Vorteil, dass sie selbst empfindlichen Kleidungsstoff nicht beschädigen wie es zum Beispiel eine kleine Sicherheitsnadel oder ein Klebeband tun würde. Ihre Gäste müssen keine Angst um ihre Kleidung haben und können ganz entspannt sein.

Die magnetischen Namensschilder werden nur durch einen kleinen Permanentmagneten (in der Regel durch einen stark haltenden Neodym-Magneten) an der Kleidung befestigt und können nach der Veranstaltung wieder rückstandslos entfernt werden. Zudem wirken magnetische Namenschilder professionell und zeigen allen Teilnehmer, dass Sie als Ausrichter die jeweilige Veranstaltung sorgfältig und bis ins kleinste Detail geplant haben.

Wie erwähnt: Nach der Nutzung können magnetische Namensschilder wieder komplett und ohne Spuren entfernt werden und sind somit ein praktischer Helfer bei den verschiedensten Events. Das magnetische Namensschild kann sogar als schönes Andenken an eine Feier oder eine erfolgreiche Tagung vom Teilnehmer behalten werden. Haben Sie zum Beispiel Kunden, Mitarbeiter oder Lieferanten eingeladen, dient dies zusätzlich der positiven Bindung an Ihre Firma.

Klären Sie bitte in jedem Fall ab, ob sich eventuell eine Person mit einem Herzschrittmacher unter den Gästen beziehungsweise unter den Teilnehmern befindet. Denn hier raten wir Ihnen sicherheitshalber von einem magnetischen Namensschild ab und empfehlen Ihnen eine nicht-magnetische Alternative für den „Notfall“ bereitzulegen.

Magnetische Namensschilder für den Beruf

Namensschilder sind auch dann sehr wichtig, wenn ein Mitarbeiter Ihrer Firma täglich Kundenkontakt hat. Ihr Kunde möchte gerne wissen, mit wem er es zu tun hat und ein Blick auf ein professionell gestaltetes, leicht leserliches Namensschild schafft Vertrauen in der Dienstleistungsbranche. Es bewahrt den Kunden auch vor einem peinlichen Nachfragen des Namens und gibt ebenfalls Aufschluss über die Position Ihres Mitarbeiters.

Magnetische Namenschilder für Hotels, Geschäfte, Autohäuser, Krankenhäuser und so weiter werden täglich von Ihrem Personal getragen und müssen sollten somit auch die Kleidung des Namensschild-Tragenden schonen – sei es Privatkleidung oder eine vom Arbeitgeber gestellte Uniform. Namensschilder mit Sicherheitsnadeln wären hier völlig fehl am Platz und würden die Kleidung zu schnell verschleißen und dementsprechend ungepflegt aussehend lassen.

Auch hier denken Sie bitte an die Kollegen, die einen Herzschrittmacher tragen. Sie sollten auf diese Art von Namensschildern vorsichtshalber verzichten, um eine Fehlfunktion des Herzschrittmachers zu vermeiden.

Weitere Einsatzmöglichkeiten von magnetischen Namensschildern

Namensschilder haben sich als praktisch erwiesen und könne die Hemmschwelle zwischen einander unbekannten Menschen senken. Auf Networking-Events oder bei Feiern kann dies sehr nützlich sein. In großen Firmen kennt man sich eventuell nur vom Sehen oder man kennt nur den Namen – Namensschilder helfen hier schnell das Eis zu brechen.

Fertigprodukt oder selbstgebastelt?

Bereiten Sie eine Tagung, eine Fortbildung oder einen sonstigen eher formellen Firmenevent vor, empfehlen wir Ihnen die Nutzung fertiger Magnetnamensschilder, die oft eine durchsichtige Plastikhalterung haben in die Sie lediglich ein eckiges Namenskärtchen einfügen. Es eignen sich ebenfalls Visitenkarten und auf diese Weise wirken die Schilder sauber, professionell und leicht leserlich. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass diese Variante kaum Vorbereitungszeit in Anspruch nimmt.

Wenn Sie eine Hochzeit, ein Team Building oder einen generell legereren Event planen, können auch die Namenschilder etwas individueller und persönlicher ausfallen. Hier können Sie Ihrer Kreativität freien Lauf lassen und die Schilder ganz im Stil des geplanten Events gestalten. Für Hochzeiten können Sie zum Bespiel die Namensschilder farblich oder thematisch gestalten oder lustige Zusatzinformationen über den jeweiligen Gast hinzufügen. Wie gesagt, alles was Ihnen gefällt und was Magnete halten können, ist erlaubt.

Welcher Magnet eignet sich für ein magnetisches Namensschild?

Am besten eignen sich Neodym-Magnete als Magnete für Namensschilder. Die Magnete müssen stark genug sein, durch eine Stoffschicht zu gehen. Die beiden Magnete, die einander anziehen, müssen allerdings vorab richtig geklebt werden. Selbstgeklebte Magnete sollten bevor sie eingesetzt werden ungefähr 3 Tage lang trocknen, um zuverlässig zu halten. Diese Trockenzeit können Sie sich sparen, wenn Sie auf selbstklebende Magneten zurückgreifen und diese für Ihre magnetischen Namensschilder verwenden. Die Handhabung selbstklebender Magnete ist einfacher und problemloser. Ein selbstklebender Magnet hat eine magnetische Seite und eine Seite, die mit einer klebenden Folie versehen ist, sodass man den Magneten auf einer nicht magnetischen Oberfläche anbringen kann.

Ein weiterer Vorteil von selbstklebenden Magneten ist: Man läuft keine Gefahr, die liebevoll gestalteten Namensschilder mit Flüssigkleber zu beschmutzen.

Pro Namensschild benötigen Sie jeweils zwei selbstklebende Scheibenmagnete, die auf die Rückseite des Namensschildes geklebt werden. Das Gegenstück wird beim Anziehen des Namenschildes hinter den Stoff gehalten, sodass das magnetische Namensschild halten kann. Handelt es sich um ein sehr großes oder schwereres gebasteltes Namensschild, empfehlen wir Ihnen, zwei selbstklebende Scheibenmagnete anzubringen.

Zu beachten ist auch, dass die empfohlenen Magnete bei normaldickem Stoff halten: Also bei Blusen, Blazern, Kleidern, Hemden, T-Shirts. Bei Jacken und anderen dickeren Stoffen, nutzen Sie bitte auch stärkere Magneten, um eine Enttäuschung auszuschließen.

Was muss man beim Einsatz von magnetischen Namensschildern beachten?

Wie schon erwähnt, magnetische Namensschilder sollten vorsorglich nicht getragen werden, wenn der Träger einen Herzschrittmacher nutzt. Neuere Geräte sind zwar weniger anfällig, aber dies sollte im Detail mit einem Arzt abgeklärt werden.

Auch bei anderen elektrischen Geräten kann es vorübergehend zu Störungen kommen. Dies muss ebenfalls im Einzelnen abgeklärt werden.

Wie stark ist dieser Magnet?

Magnete finden sich in einer Vielzahl von Produkten, die wir tagtäglich nutzen. Von Motoren über Kühlschränke oder  Kreditkarten bis hin zu einer Vielzahl von elektronischen Geräten. Es gibt von Permanentmagneten - aus Eisen oder Legierungen - bis hin zu Elektromagneten - die ein Magnetfeld erzeugen, wenn der elektrische Strom sie erreicht, verschiedenste Arten von Magneten. Die Stärke eines Magnetfeldes kann durch zahlreiche Faktoren beeinflusst werden, wie wir Ihnen im Folgenden erläutern werden.

Wenn wir es mit einem Magneten zu tun haben, fragen wir normalerweise nach der Stärke des Magneten, um zu wissen, ob das, was wir kaufen, genügend Energie für das hat, was wir brauchen. Es sollte stets beachtet werden, dass die auf dem Etikett der Magnete angegebene Spannkraft den unter optimalen Bedingungen erreichten Maximalwerten entspricht. Um zu wissen, ob wie stark ein Magnet ist, können wir verschiedene Fragen in Betracht ziehen, die uns helfen, die tatsächliche Haftkraft zu bestimmen. Die zu berücksichtigenden Faktoren sind die folgenden.

• Der Abstand zwischen dem Magneten und dem Objekt, an dem er befestigt ist: beachten Sie, dass, wenn kein Kontakt zwischen den beiden Objekten besteht, die Haltekraft mit zunehmendem Abstand abnimmt. Bereits eiin kleiner Abstand oder ein einfacher Farbauftrag genügt, um die Haftkraft zu reduzieren.

• Das Richtung der Stärke: beachten Sie, dass die theoretische Spannkraft erreicht wird, wenn der Magnet senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wird.

• Die Art des Materials, des Objektes der Haftung ist: die maximale theoretische Haftkraft wird nur dann erreicht, wenn das Objekt aus reinem Eisen besteht. Bei anderen Materialien wie Stahl wird die Haftkraft um etwa 5 Prozent reduziert.

• Die Art der Oberfläche des Objekts: wir darauf hin, dass je glatter die Oberfläche, desto größer die Spannkraft ist. Rauere Oberflächen erschweren das Spannen.

• Die Dicke des zu anzuziehenden Objekts: Wenn es sehr dünn ist, kann eine magnetische Sättigung erreicht werden und das Magnetfeld wird nutzlos.

Heutzutage lässt sich beweisen, dass die stärksten Magnete Neodyme zusammen mit Samarium sind. Diese sind als Seltenerdmagnete bekannt und ein klarer Exponent der neuesten Generation von magnetischen Materialien. Sie haben Eigenschaften, die den gewöhnlichen Magneten weit überlegen sind, weshalb sie als die stärksten des Marktes gelten. Sie sind nicht nur die leistungsfähigsten, sondern haben aufgrund ihrer Nickel-Kupfer-Nickel-Beschichtung auch eine silberfarbene Oberfläche, die auch visuell attraktiv aussieht und sie somit zu den bevorzugten Magnete für den Einsatz im Haushalt machen. Sie sind auch die am häufigsten verwendeten Magnete von Personen, die jede Art von Handwerk und Modellbau ausüben. Neodym-Magnete haben eine sehr starke Haftkraft und sind besonders nützlich für kleinere Räume. Daher sind sie sehr beliebt für jede Art von Miniaturarbeiten. Es ist sehr einfach, ihre Wirkung zu beobachten, da kleine Neodym-Magnete viel widerstandsfähiger sind als herkömmliche Magnete, obwohl diese eine größere Größe haben. Auf der anderen Seite können wir sagen, dass Neodym-Magnete etwas teurer sind als die herkömmlichen.

Aber auf jeden Fall haben wir bei IMA alle Arten von Magneten, sowie Experten, die Ihnen für jede Gelegenheit die passende Art von Magneten empfehlen können. Im Zweifelsfall können Sie sich also gerne an uns wenden, wir richten uns ganz nach Ihren Bedürfnissen. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

Unterschiede zwischen Permanentmagneten und Elektromagneten

In Alltag und Industrie werden beide Arten, also Permanent– und Elektromagnete verwendet. Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen beiden Magnetarten zu kennen.

Allgemein

Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Magneten: Von nützlichen Magnetartikeln für Büros bis zu großen Industriemagneten, die allein durch ihre Magnetkraft ganze Autos oder andere schwere Objekte aus Metall hochheben und bewegen können. Die magnetische Anziehungskraft ist in beiden Fällen unterschiedlich.

In einem Fall der gerade genannten Beispiele sprechen wir von einem Permanentmagneten (oder Dauermagneten) und in dem anderen Fall von einem Elektromagneten.

Grundsätzlich ist ein Magnet ein Metall, welches ein anderes Metall anzieht. Diese Anziehungskraft funktioniert allerdings nur, wenn das anziehende Metallstück magnetisch gemacht wurde. Alle Kristalle im Kern des magnetischen Metalls müssen in einer Richtung liegen, sodass ein Nord- und ein Südpol entsteht.

Gegengleiche Pole ziehen einander magnetisch an während gleiche Pole sich voneinander abstoßen. Diese magnetische Wirkung kommt in ganz verschiedenen Bereichen zum Einsatz: im Haushalt, im Büro, in der Industrie oder selbst beim kreativen Basteln. Die Einsatzmöglichkeiten von Magneten sind fast unbegrenzt.

Magnetfelder

Erzeugt werden alle Magnetfelder (auch B-Felder genannt) durch bewegte elektrische Ströme oder Ladungen. Diese Ströme sind aber keine makroskopischen Ströme, bei denen geladene Teilchen in eine Richtung fließen, sondern mikroskopische elektrische Ströme. Diese mikroskopischen Ströme entstehen im Falle des Ferromagnetismus durch Elektrospins. Das sind Drehungen von gewissen Elektronen im Material um sich selbst. Ein Elektronenspin kann als mikroskopisch kleiner Kreisstrom aufgefasst werden.

Erstaunlich ist auch die Tatsache, dass bereits ein einziges bewegtes Elektron ein Magnetfeld erzeugt.

Was sind Permanent- oder Dauermagnete?

Ein Permanentmagnet besteht aus kohlenstoffreichem, hartem ferromagnetischem Metall. Ferrite werden hauptsächlich verwendet, da diese am kostengünstigsten sind. Das Metall wird zu Pulver verarbeitet und danach in die gewünschte Form gepresst. Von Natur aus sind jedoch weder die ursprünglichen Metalle noch das gepresste Pulver magnetisch, denn sie müssen erst magnetisiert werden.

Diese Magnetform (Permanentmagnete) ist diejenige, die im Alltag in verschiedenen Bereichen genutzt wird und diejenige, die die meisten Menschen mit einem Magneten verbinden.

Wie werden Permanentmagnete magnetisiert?

Setzt man das zu magnetisierende Metallstück einem Magnetfeld aus, bewirkt dies, dass sich die kleinen Teilchen im Inneren des Metalls alle in die gleiche Richtung drehen. Anschließend wird das Metall gesintert, das heißt, es wird mit Hitze behandelt. Da durch die Hitze aber die magnetische Kraft verloren geht, muss nach dem Sintern erneut ein Magnetfeld zur Aktivierung eingesetzt werden.

Der Permanentmagnet kann nur ohne äußere Einflüsse wie Hitze, andere starke Magnetfelder oder starke Schläge, dauerhaft magnetisch bleiben. Ist er diesen Einflüssen ausgesetzt, kann er komplett entmagnetisiert werden.

Was sind Elektromagnete?

Ein Elektromagnet wird magnetisiert, indem das Magnetfeld durch einen elektrischen Strom in einer Drahtspule erzeugt und von einem (Weich-) Eisenkern verstärkt wird. Fließender Strom besteht aus bewegten Elektroden. Je mehr Strom durch die Spule fließt – also je mehr Drähte nebeneinander auf der Spule aufgewickelt werden – desto stärker ist die magnetische Kraft des Elektromagneten. Daher wird in gängigen Elektromagneten der Draht zu einer oft mehrlagigen Spule gewickelt. Wird der stromdurchflossene Draht zu einem Kreis gebogen, so erzeugt man ein Magnetfeld mit zwei Polen. Dieser Kreisstrom bildet also einen Magneten mit einem Nord- und einem Südpol.

Die Spule in Elektromagneten wird auch Solenoid genannt wird. Mit stromdurchflossenen Solenoiden werden übrigens auch Permanentmagnete wie jene Supermagnete magnetisiert.  Sie bestehen allesamt aus hartmagnetischen Materialien.

Vorwiegend wird bei Elektromagneten ein Weicheisenkern in die Spule gesteckt, was das Magnetfeld bedeutend verstärkt. Dies geschieht, weil das Magnetfeld in der Spule den Weicheisenkern magnetisiert –  also zu einem zusätzlichen Magneten macht. Der Weicheisenkern verliert nach dem Abschalten des Stromes seine Magnetisierung wieder. Dies ist erwünscht, da man so den Magneten ein- und ausschalten kann.

Die Bezeichnung weich im Zusammenhang von weich-magnetisch kommt daher, dass mechanisch weiches Eisen seine Magnetisierung verliert, während ein mit Kohlenstoff angereichertes, mechanisch hartes Eisen (z. B. Stahl) einen Teil der Magnetisierung behält. Man bezeichnet diese Eigenschaft des Metalls als Remanenz. Remanenz kommt vom lateinischen Wort Remanere und bedeutet so viel wie zurückbleiben. Demzufolge wird Material mit hoher Remanenz als hartmagnetisch bezeichnet und Metall mit niedriger Remanenz als weichmagnetisch.

Die Besonderheit der Elektromagneten liegt darin, dass der Eisenkern seine Magnetisierung verliert, sobald der Strom ausgeschaltet wird. Die Magnetisierung kann also jederzeit reguliert oder ganz ausgeschaltet werden.

Unterschiede zwischen Permanent- und Elektromagneten

Der Elektromagnet wird durch Strom kontrolliert. Dies hat den Nutzen, dass der Eisenkern nur bei Bedarf eine magnetische Wirkung hat. Auch die Stärke des Magneten ist individuell anpassbar. Dies macht den Elektromagneten sehr flexibel einsetzbar. Der Permanentmagnet auf der anderen Seite ist – wie der Name schon sagt – permanent, also dauerhaft magnetisch. Weder ein Abschalten noch die Regulierung der Magnetkraft ist bei diesem Magneten möglich. Die magnetische Kraft kann nur, wie bereits beschrieben, durch starke Hitzeeinwirkung, durch kräftige Schläge oder durch ein starkes Magnetfeld, dass auf den Permanentmagneten einwirkt, entmagnetisiert werden. Ist dies der Fall, ist das Metallstück, das zuvor noch ein Magnet war, allerdings unbrauchbar und kann erst nach erneutem Magnetisier-Vorgang wieder als Permanentmagnet verwendet werden.

Die Stärke von Permanent- und Elektromagneten

Die Stärke des Magnetfeldes eines Elektromagnets hängt von einigen Faktoren ab: Kernmaterial, Anzahl der Wicklungen des Solenoids und Stromstärke spielen hier eine große Rolle. Ein großer Vorteil: Bei ausreichend hoher Stromstärke kann ein Elektromagnet eine deutlich stärkere Magnetstärke aufweisen als ein Permanentmagnet.

Wo befindet sich der Nordpol eines Magneten

Magnete können die verschiedensten Formen haben. Wenn man sich jedoch die Pole eines Magneten genauer anschauen und den Nord- und Südpol ausmachen möchte, ist es ratsam sich einen Magnet in Form einer rechteckigen Stange vorzustellen. Magnete können, wie wir vielleicht schon gesehen haben, natürlicher Herkunft sein, wir sprechen also von nichts anderem als Eisenoxid. Andererseits gibt es auch künstliche Magnete, die wir durch Magnetisieren eines Eisenstücks erhalten, welches einem Magnetfeld ausgesetzt wird. Dieses Magnetfeld wird entweder durch einen anderen Magneten oder durch Strom erzeugt.

Alle Magnete, egal welche Art und Form sie haben, zeugen von diesem Phänomen, welches wir Magnetismus nennen. Magnete verfügen über zwei Pole. Wie wir bereits erwähnt haben, kann man an einem Stabmagneten sehr deutlich beobachten wie Eisenobjekte mit Kraft zu den jeweiligen Enden des Magneten angezogen werden. Das eine Ende nennen wir Nordpol und das andere Südpol. Der Unterschied der beiden Pole liegt im Verhalten des Magneten unter Einfluss des Erdmagnetfeldes. In diesem Artikel möchten wir Ihnen gerne erklären, wie man auf einfache Art und Weise den Nordpol eines Magneten ausmachen kann. Wenn der Magnet sich frei bewegen kann und nicht fixiert ist, zeigt er nach Norden. Wenn wir mehrere Magnete verwenden und sie zum Beispiel an einem Gewinde aufhängen, können wir beobachten, wie sie reagieren. Da wir bereits wissen, dass sich die entgegengesetzten Pole gegenseitig anziehen, werden wir feststellen, dass der Nordpol eigentlich ein magnetischer Südpol ist. Mithilfe eines Kompasses ist es relativ einfach, den Nordpol eines Magneten auszumachen, da das Ende der Kompassnadel, welches normalerweise den Süden markiert, vom Nordpol des Magneten angezogen wird.

Es ist jedoch sehr wichtig, dass wir verstehen worauf genau wir uns beziehen, wenn wir über den Nordpol und den Südpol sprechen. Daher definieren wir den Nord- und Südpol eines Magneten, indem wir zeigen, dass die Linien, aus denen sein Magnetfeld besteht, vom Nordpol ausgehen und in Richtung Südpol verlaufen. Wenn wir etwas mehr spezifizieren wollen, können wir sagen, dass diese Linien in eine senkrechte Richtung von dem Teil gehen, der sich am meisten auf der Oberfläche am Nordpol des Magneten befindet, und dass sie beginnen, sich zu biegen, wenn er sich dem Südpol nähert, wo sie bereits senkrecht zur Oberfläche des magnetischen Südpols ankommen und durch den magnetischen Charakter der Linien wieder zum Ursprung im Nordpol zurückkehren. So wird ein geschlossener Kreislauf gebildet.

Wenn wir über Permanentmagnete sprechen, verwenden wir auch die Begriffe des positiven oder negativen Pols. In diesem Zusammenhang verweisen wir in der Regel auf den positiven Pol. Der, der nach Norden schaut, da die Feldlinien von dort aus beginnen. Wir möchten jedoch darauf hinweisen, dass dies ein großer Fehler ist, da es aus physikalischer Sicht nicht richtig ist. Das Magnetfeld ist ein rein bipolares Feld, was bedeutet, dass es keine Magnetladung jeglicher Art - Elektronen - gibt, die wir als einen einzigen Pol sehen sollten, da diese Magnete im Gegenteil die beiden Pole Nord und Süd haben. Aus diesem Grund können wir sagen, dass beide Pole eines Magneten gleichwertig sind und es keine Monopole gibt.

Welcher Sicherheitsabstand empfiehlt sich zwischen Gegenständen und Magneten?

Magnete haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Geräte: Einige Geräte werden stark beschädigt, während andere nur vorübergehend verändert werden. Viele der in den folgenden Punkten erwähnten Gegenständen sind zu einem festen Bestandteil unseres Lebens geworden. Wir verwenden sie täglich, und es ist nützlich zu wissen, welche Magnetfelder, wie z.B. Permanentmagnete, empfindlich sind, um unbeabsichtigten Datenverlust oder andere Funktionsstörungen zu vermeiden.

Hörgeräte, Herzschrittmacher und Magnetfelder

Komponenten von Hörgeräten, z.B. Lautsprecher, können durch die Magnetfeldstärke von 200m Tesla beschädigt werden. Aber auch die Stärken von 20 m Tesla können zu Veränderungen führen, die den Gebrauch negativ beeinflussen. Bitte achten Sie hier auf einen ausreichenden Sicherheitsabstand.

Herzschrittmacher reagieren auf Magnete und der behandelnde Arzt nutzt dieses Verhalten, um Kontrollen und Frequenzänderungen während einiger Zyklen durchzuführen. Nach dem Entfernen des Magneten funktioniert der Herzschrittmacher weiterhin wie gewohnt. Da es jedoch viele verschiedene Hersteller und immer neuere und ältere Modelle gibt, kann eine allgemeine Bewertung nicht durchgeführt werden. In jedem Fall ist es sicherer, sich von starken Magnetfeldern fernzuhalten und sich im Zweifelsfall an den Hersteller Ihres Herzschrittmachers zu wenden. Auch hier ist es ratsam, einen Abstand zu den Magneten einzuhalten.

Magnetstreifen auf Karten und Magnetfelder

Die Magnetbänder sind mit magnetischem Metalloxid beschichtet. Du kannst sie auf mehreren Plastikkarten finden, die fast jeder in deiner Brieftasche trägt und jeden Tag benutzt. Da es mehrere Karten und wichtige Daten zu schützen gibt, gibt es auch zwei verschiedene Qualitäten, die verwendet werden. Sie werden in hohe Koerzitivfeldstärke (hohe Qualität) und niedrige Koerzitivfeldstärke (niedrige Qualität) unterteilt.

Die hochwertige Variante wird z.B. für Kredit- und Debitkarten eingesetzt. Die Daten werden erst mit einer Magnetkraft von 0,4 Tesla gelöscht, können aber auch bei einem Drittel der Kraft bereits zu Teilschäden führen. Da Magnetkarten in diesem Fall nicht mehr richtig gelesen werden können, garantiert nur eine Koerzitivfeldstärke von 40m Tesla, d.h. 10% von 0,4 Tesla, absolute Sicherheit.

Die günstigste Variante der niedrigen Koerzitivfeldstärke findet sich z.B. in Papiertickets, die auf Parkplätzen oder als Eintrittskarten verwendet werden. Die Magnetstreifen sind hellbraun und viel empfindlicher als die hochwertige Version. Selbst eine Koerzitivfeldstärke von 30 m Tesla reicht aus, um den Magnetstreifen zu entmagnetisieren und die Daten dauerhaft zu beschädigen. Stärken unter 3 m Tesla bieten Sicherheit vor Beschädigung der gespeicherten Daten.

Mechanische Uhren und Magnetfelder

Moderne mechanische Uhren gelten als antimagnetisch und werden nach der internationalen Norm ISO 764 hergestellt, die der deutschen Norm DIN 8309 entspricht. Diese Norm definiert die Widerstandsfähigkeit von Uhren gegen Magnete. Magnetfelder können einige Elemente der mechanischen Uhr beeinflussen, wie beispielsweise die Schraubenfeder. Gemäß der Norm können antimagnetische Uhren, auch wenn sie einem Magnetfeld von 6m Tesla ausgesetzt sind, maximal 30 Sekunden pro 24 Stunden abweichen. Einige Uhrenhersteller bieten jedoch viel weniger empfindliche Uhrenmodelle an.

Bei nicht-magnetischen Uhren kann kein definierter Sicherheitsabstand angegeben werden. Auf der sicheren Seite sind Sie hier, wenn Sie Ihre Uhr ohne Magnetfeld um 0,05m Tesla stellen. Dies entspricht dem natürlichen Magnetfeld der Erde. Wenn Sie eine analoge Quarzuhr einem starken Magnetfeld aussetzen, kann es vorkommen, dass der Motor der Uhr schneller oder langsamer wird oder sogar ganz stoppt. Wenn der Magnet entfernt und die Uhr manuell korrigiert wird, läuft die Quarzuhr im Allgemeinen gleich.

Smartphones oder Tablets und Magnetfelder

Smartphones, Tablets, Digitalkameras und ähnliche Konsumgüter beinhalten im Allgemeinen mechanische Teile und Lautsprecher, die durch sehr starke Magnete gestört werden können, während Speichermedien sicher vor Magnetfeldern sind. Halten Sie daher Ihre elektronischen Geräte im Zweifelsfall von starken Magnetfeldern fern.

USB-Speicher, Festplatten und Magnetfelder

Magnetfelder haben keinen negativen Einfluss auf die auf USB-Sticks gespeicherten Daten. Gleiches gilt übrigens auch für CD- und DVD-Daten.

Auch Festplatten können nur absichtlich durch ein Magnetfeld beschädigt werden, da sie mit einem sehr starken Magneten sehr nahe an die Festplatte herangeführt werden müssen. Dazu müsste auch das Festplattengehäuse abgeschraubt werden, sonst kann es mit dem Magneten nicht nah genug heranreichen.

Autoschlüssel und Magnetfelder

Der Autoschlüssel und die eingebaute Technik werden nicht beschädigt, wenn sie mit einem statischen Magneten in Berührung kommen.

Fazit

Kurz gesagt, Magnete sind unbedenklich für Daten, die in Mobiltelefonen, Tablets und Digitalkameras gespeichert sind. Sie haben auch keine Auswirkungen auf Autoschlüssel, USB-Sticks und Festplatten, wenn sie nicht behandelt werden. Bei Herzschrittmachern, Hörgeräten und Uhren ist jedoch Vorsicht geboten.

Soll ich einen Neodym Magneten oder einen Ferrit Magneten kaufen

Um sich für die passende Art von Magnet zu entscheiden, sollte man sich bewusst sein, für welche Zwecke man den Magnet benötigt. Um hinterher keine unerwünschten Überraschungen zu erfahren, ist es empfehlenswert genau zu definieren, für welchen Gebrauch der Magnet gedacht ist, da es auch hier, wie bei allem, Unterschiede gibt. So kommt eher das eine oder andere Modell in Frage, wenn ein Magnet beispielsweise hohen Temperaturen standhalten soll, oder dieser Faktor nicht unbedingt relevant ist. Dasselbe gilt für Magnete die für Außenbereiche gedacht sind, sie unterscheiden sich deutlich von solchen, die im Büro oder zu Hause angebracht werden.

Wissenswert ist es daher, dass Ferrit Magnete zum einen kostengünstige sind und zum anderen auch höheren Temperaturen bis zu 250 Grad standhalten. Dieser Magnettyp wird für Außenflächen empfohlen und nicht so sehr für Innenbereiche, in denen vielleicht die Ästhetik wichtiger als die Magnetkraft ist. Der Vorteil von Neodym-Magneten ist Ihre starke Haftkraft. Daher sind sie ideal, wenn keine großen Flächen zur Verfügung stehen, man Platz sparen muss und der Magnet mehrere Blätter auf einmal halten soll. Diese Magnete haben in der Regel eine Beschichtung, wodurch Sie leicht zu personalisieren und an die Dekoration des Raumes anzupassen sind.

Im Vergleich ist ein Neodym-Magnet derselben Größe eines Ferrit Magneten stärker, weshalb Sie in Fällen empfohlen werden, in denen nur wenig Platz zur Verfügung steht. Der Neodym-Magnet zeugt von einer bis zu zehnmal stärkeren Haftkraft als der Ferrit Magnet. Dieser letztere hingegen ist nur günstiger, sondern auch preisstabiler, dadurch dass bei seiner Verarbeitung keine Elemente der Seltenen Erden verwendet werden, welcher erheblicher Preisschwankungen unterliegen. Zudem sind Ferrit Magnete bei Temperaturen von -40 Grad Celsius bis 250 Grad Celsius einsetzbar, während Neodym-Magnete ihre Magnetkraft bei über 80 Grad verlieren.

Ein weiterer interessanter Unterschiede ist, dass Ferrit sowohl korrosionsbeständig gegen Chemikalien ist als auch für den Außeneinsatz geeignet ist, Neodym hingegen nicht. Neodym bricht leicht, während Ferrit sehr viel widerstandsfähiger ist und sich nur schwer zu zerlegen lässt. Beide Magnete behalten ihre Magnetkraft im Laufe der Zeit bei und es ist nicht zu fürchten, dass sie diese auf natürliche Weise verlieren. Ferrit Magnete können jedoch durch den Einfluss stärkerer Neodym-Magnete entmagnetisiert werden. Dieser Prozess kann zudem auch Ihre Pole umkehren.

Wie wir bereits angedeutet haben, sind die Ferriten nicht beschichtet und haben eine graue Farbe. Daher sind Sie nicht so leicht verzierbar und an die Raumgestaltung anzupassen. Die Neodymen haben durch ihre Nickel- und Kupferbasisbeschichtung eine silberne Farbe und fügen sich perfekt in das Dekor ein. Magnete in der Nähe von Geräten wie Herzschrittmachern oder Hörgeräten können deren Funktion beeinträchtigen. Falls das Risiko besteht, dass die Magnete in der Nähe solcher Geräte kommen, empfehlen wir Ferrit Magnete einzusetzen, da sie weniger stark sind als die Neodym Magnete.

Falls Sie Zweifel haben, zögern Sie nicht uns zu fragen. Bei IMA helfen wir Ihnen bei der Auswahl des Magnet Typs, der am besten zu Ihren Bedürfnissen passt. Unsere Fachleute sind geschult, um Sie zu beraten und Ihnen dabei zu helfen, die richtige Wahl zu treffen.