Magnetisierung und Entmagnetisierung

Magnetisierung Bedeutung:In der klassischen Elektromagnetismus ist die Magnetisierung das Vektorfeld, das die Dichte der permanenten oder induzierten magnetischen Dipolmomente in einem magnetischen Material ausdrückt.

Entmagnetisierung Bedeutung:um magnetische Eigenschaften zu verlieren oder magnetische Eigenschaften zu entfernen.

Magnetisierung und Entmagnetisierung sind zwei Prozesse, die zusammengehören. Wenn Sie verstehen möchten, wie ferromagnetische Materialien wie Eisen, Stahl oder spezielle magnetische Legierungen funktionieren, müssen Sie diese beiden Prozesse verstehen. Wenn Sie wissen möchten, wie Sie den richtigen Entmagnetisierer auswählen, um sicherzustellen, dass Ihre Werkstücke frei von Magnetismus sind, was die Produktqualität und die Produktionseffizienz beeinflusst, müssen Sie diese beiden Prozesse verstehen.

Magnetisieren und Entmagnetisieren magnetischer Materialien

Bei ferromagnetischen Materialien werden diese magnetisiert, wenn man ein externes Magnetfeld (H-Feld) anlegt. Was passiert, ist, dass alle mikroskopischen Bereiche im Inneren des Materials, sogenannte Domänen, sich mit diesem Feld ausrichten. Jede Domäne ist ein kleiner Magnet, und die Domänen sind durch Domänenwände getrennt. Wenn Sie zuerst ein Magnetfeld auf ein Stück Eisen, Stahl oder ein anderes ferromagnetisches Material anlegen, sind die Domänen zufällig ausgerichtet. Während Sie ein externes Magnetfeld auf das Material anlegen, bewegen sich die Domänenwände, und es entstehen größere Domänen, was bedeutet, dass mehr magnetischer Fluss (B-Feld) im Inneren des Materials vorhanden ist. Der Prozess der Ausrichtung der Domänen verläuft nicht reibungslos. Er erfolgt in Schritten, die Barkhausen-Sprünge genannt werden. Wenn Sie sich der magnetischen Sättigung nähern, kann es sein, dass eine große Domäne entsteht, in der alle kleinen Magnete mit dem externen Magnetfeld ausgerichtet sind.

Ferromagnetische Materialien behalten auch nach Entfernung des externen Feldes einen Teil des Magnetismus. Wir nennen dies Remanenz oder Restmagnetismus. Um diesen Restmagnetismus zu entfernen, muss man sie entmagnetisieren. Die Entmagnetisierung erfolgt durch Anlegen eines wechselnden Magnetfeldes. Dieses wechselnde Feld stört die einheitliche Ausrichtung der Domänen und bringt sie in einen ungeordneten Zustand zurück. Wie gut man etwas entmagnetisiert, hängt von der Stärke des angelegten Feldes, der Spulenkonfiguration und der Frequenz des wechselnden Feldes ab. Die Frequenz ist wichtig, weil sie die Domänen homogenisiert und das Bauteil schrittweise von innen nach außen entmagnetisiert.

Methoden zur Entmagnetisierung

Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein ferromagnetisches Material zu entmagnetisieren:

  • Es über seine Curie-Temperatur zu erhitzen, wodurch es seine magnetischen Eigenschaften dauerhaft verliert.
  • Es zu vibrieren oder zu schlagen. Dabei stören Sie die Ausrichtung der Domänen leicht, was eine geringe Entmagnetisierung bewirkt.
  • Ein wechselndes Magnetfeld anzulegen, das langsam in Stärke abnimmt, wodurch die Ausrichtung der Domänen zufällig wird.
  • Die Polarität des Magnetfeldes mit einem Abschlag-Entmagnetisierungsprozess umkehren. Sie können die Feldstärke messen und die Magnetisierung nahezu auf null reduzieren.

Entmagnetisierung von Permanentmagneten

Permanentmagneten werden hergestellt aus Neodym-Eisen-Bor, Samarium-Kobalt, oder Alnico-Legierungen. Diese sind so konzipiert, dass sie ihre magnetischen Eigenschaften unter normalen Betriebsbedingungen dauerhaft behalten. Allerdings können sie unter bestimmten Bedingungen entmagnetisiert werden. Es kann passieren, dass sie ihre Magnetisierung verlieren, wenn sie zu stark erhitzt, geschlagen oder in ein Magnetfeld gebracht werden, das gegen ihre Magnetisierung gerichtet ist.

  1. Wärme ist die wichtigste Ursache für die Entmagnetisierung von Magneten. Wenn man etwas erhitzt, bewegen sich die Atome und stören die Ausrichtung der Domänen. Wenn der Magnet die Curie-Temperatur erreicht, verliert er vollständig seine Magnetisierung. Die Curie-Temperatur ist bei verschiedenen magnetischen Materialien unterschiedlich. Zum Beispiel haben Neodym-Magnete eine niedrige Curie-Temperatur, und wenn sie auf etwa 100°C erhitzt werden, können sie entmagnetisieren. Samarium-Kobalt-Magnete können bis zu 350°C erhitzt werden, bevor sie zu entmagnetisieren beginnen, und Alnico-Magnete können bis zu 540°C erhitzt werden, bevor sie zu entmagnetisieren beginnen.
  2. Mechanische Einwirkungen können ebenfalls Magnete entmagnetisieren. Wenn man einen Magneten schlägt oder wenn er getroffen wird, stört das die atomare Struktur, und es kann dazu führen, dass der Magnet einen Teil seiner Magnetisierung oder ganz verliert. Außerdem können Magnete durch physikalische Prozesse wie Oxidation erodieren oder Volumen verlieren. Wenn das passiert, verschwindet die Magnetisierung.
  3. Gegensätzliche magnetische Felder können Magnete entmagnetisieren. Wenn man einen Magneten in ein Magnetfeld bringt, das gegen seine Magnetisierung gerichtet ist, kann er seine Magnetisierung verlieren. Wenn man einen Magneten in ein Magnetfeld bringt, das gegen die Magnetisierung gerichtet ist, wird das Magnetfeld im Inneren des Magneten gestört, und er kann seine Magnetisierung verlieren. Das richtige Lagern von Magneten ist wichtig, um die Magnetisierung zu erhalten und sie von anderen Magnetfeldern oder Dingen fernzuhalten, die sie beschädigen könnten.

Verstehen der Entmagnetisierungskurve

Die Entmagnetisierungskurve ist ein wertvolles Werkzeug zur Bewertung eines Magneten. Sie zeigt die Beziehung zwischen der magnetischen Flussdichte (B) und der magnetisierenden Feldstärke (H). Die Entmagnetisierungskurve hilft dabei zu verstehen, wie ein Magnet unter verschiedenen Bedingungen performt. Die Kurve kann auch dabei helfen, den Permeanzkoeffizienten zu bestimmen, der angibt, wie ein Magnet bei unterschiedlichen Temperaturen oder Belastungen entmagnetisiert wird.

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Wiederherstellung der Magnetisierung

In manchen Fällen kann man die Magnetisierung eines Magneten wiederherstellen. Dieser Vorgang wird als Remagnetisierung bezeichnet. Man kann einen Magneten in eine Spule eines Solenoids legen. Man kann einen elektrischen Strom durch die Spule schicken. Dieser elektrische Strom kann dazu führen, dass sich die Domänen neu ausrichten und das Magnetfeld wiederherstellen. Ob man das tun kann, hängt davon ab, wie stark der Magnet entmagnetisiert wurde und was dazu geführt hat, dass er seine Magnetisierung verloren hat.

Fazit

Zu wissen, wie man magnetisiert und entmagnetisiert, ist entscheidend, um die beste Leistung aus ferromagnetischen Materialien und Permanentmagneten in Ihren Anwendungen zu erzielen. Durch die Kontrolle der Umgebung, wie Temperatur und magnetische Felder, und durch die Wahl der richtigen Entmagnetisierungsmethoden können Sie sicherstellen, dass Ihre magnetischen Komponenten wie gewünscht funktionieren. Wenn Sie Hilfe benötigen, sprechen Sie mit einem Experten. Er kann Ihnen helfen, den besten Weg zu finden, um das zu tun, was Sie mit Ihren Magneten und magnetischen Baugruppen erreichen möchten.

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