Eine Kurzanleitung zu Magneten

Magneten sind überall—von Kühlschranktüren bis zu Windturbinen—aber woraus bestehen sie eigentlich, und warum haften manche Metalle, während andere das nicht tun?

Magneten bestehen aus Materialien, die ein Magnetfeld erzeugen können, meist Metalle wie Eisen, Nickel oder Kobalt oder Legierungen, die diese Elemente enthalten. Sie ziehen nur bestimmte Arten von Metallen an.

Magnet zieht Metall an

Magnet zieht Metall an

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, warum eine Büroklammer an einem Magnet haftet, während ein Goldring das nicht tut, erklärt dieser Leitfaden alles. Ich arbeite seit über 15 Jahren mit Magneten, und ich zeige Ihnen, was ein Metall magnetisch macht und wie man es leicht erkennt.

Woraus besteht ein natürlicher Magnet?

Magneten müssen nicht künstlich hergestellt sein, um zu existieren—einige kommen natürlich vor. Aber was macht sie besonders?

Natürliche Magneten bestehen aus Magnetit, einer Art Eisenoxidmineral. Es kommt natürlich vor und besitzt magnetische Eigenschaften aufgrund der Ausrichtung seiner Eisenatome.

Ein natürlicher Magnet zieht Metall an

Ein natürlicher Magnet

Was ist Magnetit und warum ist es magnetisch?

Magnetit (Fe₃O₄) ist das bekannteste natürlich vorkommende magnetische Material. Es bildet sich in magmatischen und metamorphischen Gesteinen und wurde seit Jahrhunderten verwendet, sogar von alten Seefahrern in Form von Lodestenen.

Magnetit ist aufgrund seiner einzigartigen Kristallstruktur magnetisch. Es enthält sowohl Fe²⁺- als auch Fe³⁺-Ionen. Die ungepaarten Elektronen in diesen Eisenionen richten sich so aus, dass ein spontanes Magnetfeld entsteht.

Nicht alle eisenhaltigen Gesteine sind magnetisch. Die Kristallstruktur und die atomare Anordnung sind ebenso wichtig wie die Elemente selbst.

Material Magnetisch? Natürlich? Hinweise
Magnetit Ja Ja Natürlich magnetischer Eisenoxid
Hämatit No Ja Enthält Eisen, aber nicht magnetisch
Eisen (Metall) Ja No Wird durch Verarbeitung magnetisch

Das Verständnis natürlicher Magneten hilft uns zu schätzen, wie Industrie-Magneten entworfen werden, um diese natürlichen Eigenschaften zu replizieren und zu verbessern.

Was sind die Bestandteile eines Magneten?

Nicht alle Magnete sind gleich hergestellt. Was steckt in einem typischen Industriemagneten?

Die meisten Magnete bestehen aus ferromagnetischen Metallen wie Eisen, Nickel und Kobalt oder Selten-Erdmetallen wie Neodym oder Samarium. Die Materialauswahl hängt vom Einsatz des Magneten ab.

Vergleich gängiger Magnetarten und Materialien

Es gibt viele Arten von Magneten, jede mit unterschiedlichen „Zutaten“ oder Grundmaterialien. Nachfolgend die häufigsten:

Magnettyp Wichtige Materialien Stärke Temperaturbeständigkeit Kosten
Neodym (NdFeB) Neodym, Eisen, Bor Sehr stark Mäßig Hoch
Samarium-Kobalt Samarium, Kobalt Stark Sehr hoch Sehr Hoch
Alnico Aluminium, Nickel, Kobalt Mäßig Hoch Mittel
Ferrit (Keramik) Eisenoxid, Bariumsulfat/Strontiumsulfat Niedrig bis mittel Hoch Niedrig

Ich habe mit all diesen Typen gearbeitet. Neodym-Magnete sind aufgrund ihrer Kraft, insbesondere in kleinen Größen, am weitesten verbreitet. Wenn Ihr Projekt jedoch Hitzebeständigkeit erfordert—wie in der Automobil- oder Luft- und Raumfahrtindustrie—könnte Samarium-Kobalt die bessere Wahl sein.

Jedes Bestandteil wird sorgfältig ausgewählt und verarbeitet, um die magnetischen Domänen während der Herstellung auszurichten. Ohne diesen Schritt verhält sich selbst Eisen nicht wie ein Magnet.

Fazit

Das Verständnis dafür, was Magnete magnetisch macht, hilft Ihnen, das richtige Material für Ihre Anwendung zu wählen, sei es ein Motor, ein Sensor oder etwas Einfaches wie ein Kühlschrankmagnet.