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Permagraph-Messanlage zur rechner- gesteuerten Messung der Hysteresekurven von Dauermagneten

Die Dimensionierung von Dauermagneten, das heißt das VerhĂ€ltnis der MagnetpolflĂ€chen zu der Magnetdicke (L/D-VerhĂ€ltnis), unterliegt bei jedem Magnetwerkstoff physikalischen Gesetzen.

Auch die max. Betriebstemperatur ist von der Dimension (L/D-VerhĂ€ltnis) abhĂ€ngig. Eine dĂŒnne NeoDeltaMagnet-Scheibe von 15 Ø x 2 mm kann z. B. nur bis zu einer max. Betriebstemperatur von + 70 °C eingesetzt werden, wĂ€hrend die dickere Scheibe von 15 Ø x 8 mm bis ca. + 100 °C eingesetzt werden kann.

Bei den meisten modernen Magnetwerkstoffen vermindert sich bei ErwĂ€rmung die Remanenz und die KoerzitivfeldstĂ€rke. Bei AbkĂŒhlung steigen die Werte wieder an. Man kann ziemlich allgemein sagen, dass bis ca. - 40 °C eine Verbesserung der meisten Magnetsysteme erfolgt. SmCo-Magnete können z. B. in Minus-Temperaturbereichen eingesetzt werden, die zur Erzeugung der Supraleitung notwendig sind.

Bei Magnetkernen mit einer bei der Fertigung eingeprÀgten Vorzugsrichtung (Anisotropie) ist eine Magnetisierung nur in dieser Vorzugsrichtung möglich.

Es ist nicht möglich, die Haftkraft eines "offenen" Dauermagneten anzugeben. Der "offene" Dauermagnet ist allseitig von einem Magnetfeld unterschiedlicher Dichte umgeben. Die Haftkraft wird wesentlich von der magnetischen Durchflutung des zu haftenden Eisenteils bestimmt. DĂŒnnes Eisenblech haftet schlechter, dickes Flacheisen haftet besser. Unlegierter, kohlenstoffarmer Stahl haftet besser, hochlegierter Chromstahl haftet schlechter. FĂŒr die Haftung auf Eisen und Stahl gibt es ein vielfĂ€ltiges Angebot an speziellen Haftmagneten, bei denen alle magnetische Energie durch Eisenpole direkt auf die HaftflĂ€che konzentriert wird.

Hochenergie-Magnete aus NeoDeltaMagnet (NdFeB) mĂŒssen trocken gelagert werden, da sonst die OberflĂ€chen oxidieren. Eine Lagerung in einer WasserstoffatmosphĂ€re zerstört diese Magnete. Alle Dauermagnet-Werkstoffe sollten einer radioaktiven Strahlung nicht ĂŒber lĂ€ngere Zeit ausgesetzt werden, da dadurch eine Entmagnetisierung erfolgt.

Bei allen gesinterten Dauermagneten sind kleine Haarrisse und auch Abplatzungen an den Kanten bei der Fertigung nicht immer zu vermeiden. Auf die magnetischen Werte hat das keinen Einfluss und sollte bei der Abnahme toleriert werden.

Alle gesinterten Dauermagnete sind hart und spröde. Beim Aufeinanderprallen durch die magnetische Anziehungskraft zersplittern sie in viele scharfkantige BruchstĂŒcke. Das ist besonders bei den Hochenergie-Magneten der Fall, bei denen auch Hautquetschungen durch die hohen AnzugskrĂ€fte entstehen können.

Die einen Dauermagnet allseitig umgebenden Magnetfelder können empfindliche elektronische MessgerĂ€te, aber auch mechanische Uhren, beeinflussen und sogar zerstören. Meist genĂŒgt ein Abstand von 0,5 m, um Schaden zu vermeiden. TrĂ€ger von Herzschrittmachern sollten Magnetfelder unbedingt meiden.

Es sind keine schĂ€dlichen Wirkungen von Magnetfeldern, wie sie mit Dauermagneten entstehen, auf den menschlichen Körper bekannt. Bei sehr starken Magnetfeldern ĂŒber 3 Tesla gibt es z. Zt. Untersuchungen ĂŒber die Auswirkungen auf den menschlichen Organismus. In der Naturheilkunde und der Erfahrungsmedizin wird der Magnetismus zum Heilen von Krankheiten benutzt. Schon Paracelsus hat in seinen Schriften die Anwendung von Dauermagneten beschrieben. SpĂ€ter hat Mesmer (1734 bis 1815) eine Lehre zur Heilung von Krankheiten mit Hilfe des Magnetismus aufgestellt. Bis auf einige Anwendungen wird die Heilung durch den Magnetismus von der Schulmedizin nicht anerkannt

Kriterien vor der Anwendung von Dauermagneten:

  1. Auswahl des richtigen Magnetwerkstoffs in anwendungstechnischer, rationeller und preislicher Hinsicht.
  2. Festlegung der Magnetabmessung (L/D-VerhÀltnis) zur Optimierung der Flussdichte.
  3. Beachtung der maximalen Einsatztemperatur des Magnetwerkstoffs.
  4. Beachtung des Korrosionsverhaltens des gewÀhlten Magnetwerkstoffs - OberflÀchenschutz und Beschichtungen. Verwendung von korrosionsbestÀndigen Magnetwerkstoffen.
  5. Sachkundige Konstruktion von Magnetsystemen z.B. durch Kombination mit Eisenleitpolen. Optimierung mit FEM Software-Programm.
  6. Beachtung von Sicherheitshinweisen von Magnetfeldern bei elektronischen GerÀten wie beispielsweise Herzschrittmachern.
  7. Meinungsbildung ĂŒber die magnettechnische Qualifikation des Magnetanbieters.
  8. Magnete und Magnetsysteme sollten mit vorhandenen MessgerĂ€ten wie z.B. Teslameter, Fluxmeter mit Helmholtzspule, Potentialspule und einer vollautomatischen, rechnergesteurten Permagraph-Messanlage geprĂŒft und dokumentiert werden können (siehe Bild).
  9. Die QualitĂ€tssicherheit des Magnetlieferanten sollte durch eine Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001:2015 durch einen renommierten Auditor z.B. TÜV bestĂ€tigt sein.
  10. Die magnetischen Werte werden in Europa in der SI Maßeinheit - Tesla, kA/m, kJ/m3 - angegeben. Mit einer Kennzahl in Anlehnung an IEC 60404-8-1 wird jeder Magnetwerkstoff eindeutig bezeichnet. Die Kennzahl wird aus dem max. Energieprodukt (BH)max und dem zehnten Teil der KoerzitivfeldstĂ€rke jHc gebildet. Die Kennzahl 262/135 gibt 262kJ/m3 und 1350kA/m an. Die von vielen Internet-MagnethĂ€ndlern beispielsweise angegebene chinesische Magnetbezeichnung N45 geht auf die frĂŒher gebrĂ€uchliche CGS-Maßeinheit fĂŒr (BH)max = 45 MegaGaußOersted (MGOe) zurĂŒck und wird in der europĂ€ischen Industrie nicht mehr verwendet.

GegenĂŒberstellung der magnetischen Maßeinheiten im SI- und cgs-System
GrĂ¶ĂŸe Formel-
zeichen
Einheit Umrechnung
SI cgs
Magnetische Flussdichte
(Induktion)
B T (Tesla) G (Gauß)

1T = 1 Vs/m2 = 104 G

1mT = 10 G

Magnetische Polarisation J T (Tesla) G (Gauß) 1T = 104 G

1mT = 10 G

Magnetische
FeldstÀrke
H A/m Oe (Oersted)

1 kA/m = 12,57 Oe

1 kOe = 79,5 kA/m

Maximale magnetische
Energiedichte
(B⋅H)max J/m3 G⋅Oe

1 kJ/m3 = 0,1257 MGOe

1 MGOe = 7,95 kJ/m3

Induktions-
konstante
μ0   T  
(A/m)
  G  
Oe
μ0 = 4π⋅10-7T/(A/m)
     = 1 G/Oe