Dauermagnete aus Ferrite, Ferritmagnet
Die Ferritmagnete
sind die am häufigsten in der Welt produzierten Magnete. Hergestellt werden sie aus dem Bariumferrit (BaFe12O19) oder aus dem Strontiumferrit (SrFe12O19) als isotrope oder anisotrope Stoffe. Die Methoden der Erzeugung dieser Magnete sind ähnlich wie die Herstellungsmethoden anderer keramischer Stoffe. Bei der Produktion der anisotropen Magnete erfolgt das Pressen im Magnetfeld, wobei sich die Magnetisierungsachsen der Körner entlang der Kraftlinien des Feldes orientieren. Im Herstellungsprozess der isotropen Ferritmagnete wird beim Pressen kein äußeres Magnetfeld angewandt. Deshalb erreichen die anisotropen Magnete viel höhere Werte der magnetischen Grundparameter (ca. vierfach höher ist das höchste maximale Energieprodukt (BH)max, ca. doppelt so hoch ist der Remanenzwert Br).
Die Remanenzwerte Br sind bei den Ferritmagneten ca. zwei- bis dreimal niedriger als bei sonstigen Magneten (NdFeB, SmCo und AlNiCo). Deshalb werden, um eine größere Dichte des magnetischen Stroms zu erreichen, Magnete mit großem Querschnitt sowie auch solche Magnetsysteme angewandt, die das Magnetfeld konzentrieren. Das höchste maximale Energieprodukt (BH)max der Ferritmagneten ist ähnlich wie das der AlNiCo-Magnete. Allerdings weisen die Ferritmagnete vielfach (ca. 3-8 Mal) höhere Werte der Koerzitivfeldstärke jHc auf. Dadurch wird ihre Anwendung in der Nähe von relativ starken Entmagnetisierungsfeldern ermöglicht. Obwohl die Temperaturstabilität der magnetischen Parameter dieser Magnete niedrig ist, haben sie eine sehr hohe maximale Betriebstemperatur Tmax (nur bei den AlNiCo-Magneten ist sie noch höher). Wenn man sie aber bei niedrigen Temperaturen anwendet, soll man vorsichtig vorgehen, da ihre Koerzitivfeldstärke jHc mit der Temperatursenkung schnell kleiner wird. Bei vielen Anwendungen bildet ein Ferritmagnet einen günstigen Kompromiß zwischen den ökonomischen und den technischen Anforderungen.
Die Hauptvorteile, die ein Ferritmagnet besitzt, sind: große Koerzitivfeldstärke jHc und hoher spezifischer Widerstand (er ermöglicht ihren Einsatz in veränderlichen Magnetfeldern), hohe maximale Betriebstemperatur Tmax, hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion, sowie ein relativ niedriger Preis.
Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen der Ferritmagnete zählen: Motoren, elektrische Generatoren, Elektronik (z. B. Lautstärker, Mikrophone, Alarmanlagen), mechanische Spielzeuge, magnetische Schlösser (bei den Möbeln), Magnetsysteme zur Eisenseparierung, Haftmagnete und viele andere – insbesondere überall dort, wo der zugängliche Konstruktionsraum es erlaubt und weder die Miniaturisierung eine noch eine hohe Temperaturstabilität angefordert wird.
Die magnetischen Eigenschaften der Magnetwerkstoffe bezeichnend die Ferritmagnete:
|
Magnet-
|
Remanenz |
Koerzitivfeldstärke |
Koerzitivfeldstärke |
Energieprodukt |
||||
|
[mT] |
[kGs] |
[kA/m] |
[kOe] |
[kA/m] |
[kOe ] |
[kJ/m3] |
[MGsOe] |
|
|
F10T |
200-235 |
2,00-2,35 |
125-160 |
1,57-2,01 |
210-280 |
2,64-3,52 |
6,5-9,5 |
0,82-1,19 |
|
F20 |
320-380 |
3,20-3,80 |
135-190 |
1,70-2,39 |
140-195 |
1,76-2,45 |
18,0-22,0 |
2,26-2,76 |
|
F25 |
360-400 |
3,60-4,00 |
135-170 |
1,70-2,14 |
140-200 |
1,76-2,51 |
22,5-28,0 |
2,83-3,52 |
|
F30 |
370-400 |
3,70-4,00 |
175-210 |
2,20-2,64 |
180-220 |
2,26-2,77 |
26,0-30,0 |
3,27-3,77 |
|
F30BH |
380-400 |
3,80-4,00 |
230-275 |
2,89-3,46 |
235-290 |
2,95-3,65 |
27,0-32,5 |
3,39-4,08 |
|
F35 |
410-430 |
4,10-4,30 |
220-250 |
2,77-3,14 |
225-255 |
2,83-3,21 |
31,5-35,0 |
3,96-4,40 |
Die physischen Eigenschaften der Magnetwerkstoffe bezeichnend die Ferritmagnete:
| Temperaturbeiwert der Remanenz TK (Br) |
Temperaturbeiwert der Koerzitivfeldstärke TK (jHc) |
Dichte (d) |
Resistivität (r) |
Curie- Temperatur (Tc) |
|
[%/oC] |
[%/oC] |
[g/cm3] |
[Ohm cm] |
[oC] |
|
-0,19 |
0,40 |
4,0 - 5,1 |
104 - 108 |
450 |
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