Magnete sind eine unendliche Quelle des Spaßes, ganz zu schweigen von der Bequemlichkeit, wenn es um Kühlschranknotizen und weiße Tafeln geht! Aber wenn es um industrielle Anwendungen geht, wie sie beispielsweise von der Luftwaffe und der NASA verwendet werden, ist nur ein Magnettyp die richtige Wahl. Diese werden Seltenerdmagnete genannt, ein Satz starker Permanentmagnete, die aus den Legierungen bestimmter Erdelemente hergestellt werden. Diese Elemente fallen in die Kategorie der Seltenerdelemente (oder Metalle), bei denen es sich um eine Sammlung von siebzehn Elementen im Periodensystem handelt. nämlich Scandium, Yttrium und die fünfzehn Lanthaniden. Trotz ihres Namens sind Seltenerdelemente tatsächlich ziemlich häufig anzutreffen, werden jedoch aufgrund ihrer geochemischen Eigenschaften so benannt, dass sie selten in wirtschaftlich verwertbaren Konzentrationen gefunden werden.
Seltenerdelemente sind ferromagnetisch, was bedeutet, dass sie wie Eisen magnetisiert werden können. Da die meisten Seltenerdelemente jedoch niedrige Curie-Temperaturen haben (die Temperatur, bei der sie magnetische Eigenschaften aufweisen), sind sie nur bei niedrigen Temperaturen magnetisch. Die meisten bilden jedoch Verbindungen mit Übergangsmetallen wie Eisen, Nickel und Kobalt, die höhere Curie-Temperaturen aufweisen und daher mit ihnen gemischt werden können, um ihre natürlichen magnetischen Eigenschaften zu verbessern. Es gibt zwei Arten: Neodym-Magnete und Samarium-Kobalt-Magnete. Ersteres wurde in den 1980er Jahren erfunden und ist der stärkste und kostengünstigste Typ von Seltenerdmagneten. Es besteht aus Neodym, Eisen und Bor (chemische Formel: Nd2Fe14B). Andererseits werden Samarium-Kobalt-Magnete (chemische Formel: SmCo5), die erste erfundene Familie von Seltenerdmagneten, aufgrund ihrer höheren Kosten und schwächeren Magnetfeldstärke weniger verwendet als Neodym-Magnete. Samarium-Kobalt hat jedoch eine höhere Curie-Temperatur, wodurch eine Nische für diese Magnete in Anwendungen entsteht, in denen bei höheren Betriebstemperaturen eine hohe Feldstärke erforderlich ist.
Neodym-Magnete werden normalerweise in den meisten Computerfestplatten und einer Vielzahl von Audio-Lautsprechern verwendet. Sie haben auch eine Reihe wichtiger medizinischer Anwendungen, von denen nicht zuletzt die Magnetresonanztomographie (oder MRT) -Technologie umfasst. Sie sind auch Teil der Antriebsmechanismen für Elektro- und Hybridmotoren, Servomotoren, Akku-Werkzeuge und Servolenkungssteuerungen. Samarium-Kobalt-Motoren werden üblicherweise beim Bau von E-Gitarren, High-End-Slotcar-Rennmotoren und Turbomaschinen verwendet. Darüber hinaus werden Seltenerdelemente als Katalysatoren in der Erdölcrackindustrie und zur Herstellung von Autoemissionsgeräten verwendet und haben möglicherweise viele zukünftige Anwendungen für umweltfreundliche Technologien. Samarium-Kobalt-Magnete können auch zur Herstellung von Kryo- und Hochtemperatursystemen für die zukünftige Raumfahrt verwendet werden.
Ursprünglich beschränkten sich die hohen Kosten dieser Magnete auf Anwendungen, die Kompaktheit und hohe Feldstärke erfordern. Ab den 1990er Jahren sind Seltenerdmagnete jedoch immer günstiger geworden, und die niedrigen Kosten haben zu neuen Verwendungszwecken geführt (z. B. Magnetspielzeug für Kinder).
Wir haben viele Artikel über Magnete für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel darüber, wo Sie Magnete kaufen können, und hier ist ein Artikel darüber, woraus Magnete bestehen.
Wenn Sie weitere Informationen zu Seltenerdmagneten wünschen, besuchen Sie die Homepage für Seltenerdmagnete und hier einen Link zu Wikipedia: Seltenerdmagnete.
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast rund um Magnetismus aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 42: Magnetismus überall.
Quellen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare_earth_element
http://en.wikipedia.org/wiki/Curie_temperature
http://blogs.wsj.com/chinarealtime/2010/11/02/video-how-a-rare-earth-magnet-works/
http://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium_magnet
http://en.wikipedia.org/wiki/Samarium-cobalt
