Magnetarten

Verschiedene Magnete und Magnetarten

Viele Menschen haben, wenn sie das Wort Magnet hören, den klassischen Hufeisenmagnet im Kopf, bei dem die beiden Pole quasi parallel nebeneinander mit einem Luftspalt dazwischen angeordnet sind. In diesem Luftspalt sowie rechts und links außen an den Polen bildet sich somit das charakteristische Magnetfeld.

Verwenden wir Magnete dagegen in unserem Alltag, zum Beispiel für die bekannte Magnetpinnwand bzw. das Magnetboard an der Wand, so sind diese meist in runder, scheibenförmiger Gestalt ausgearbeitet. In der Industrie dagegen kommen auch viele andere Magnetarten zum Einsatz, zum Beispiel spezielle Ringmagneten oder auch Stabmagneten.

Wie wir also sehen, existiert eine ganze Reihe verschiedener Magnetarten, von denen wir uns die wichtigsten im Folgenden einmal etwas näher ansehen wollen.

Stabmagnete

Stabmagneten sind, wie der Name bereits vermuten lässt, stabförmig bzw. länglich. Ihre Pole liegen sich somit genau gegenüber, jedes Ende des Stabes stellt einen Pol dar. Der Querschnitt eines Stabmagneten kann zylindrisch oder auch quaderförmig sein. Charakteristisch für den Stabmagneten ist, dass er in seiner Mitte keine Anziehungskraft besitzt – hier heben sich die Kräfte der beiden Pole sozusagen gegeneinander auf.

Wichtig zu wissen ist, dass der klassische Magnet in Hufeisenform im Grunde nichts anderes ist als ein gebogener Stabmagnet. Und auch die Scheibenmagneten sind nur eine Abwandlung der Bauform eines herkömmlichen Stabmagnetes, bei der der Radius größer als die Höhe des Zylinders (der Grundfläche) ausfällt. Somit befinden sich auch die Pole bei einem Scheibenmagnet genau dort, wo sie beim Stabmagnet zu finden sind – an der Ober- und Unterseite.

Einsatzzwecke

Je nach Größe und Material können Stabmagnete für viele verschiedene Zwecke verwendet werden. In der Industrie kommen sie dagegen seltener als andere Magnetformen zum Einsatz. Kurze Stabmagnete bzw. deren Ableger, die Scheibenmagnete, können als Befestigungselemente für Pinnwände genutzt werden, die finden aber auch in Kopfhörern, Lautsprechern etc. ihren Einsatz. Längere Stabmagnete dagegen eigenen sich sehr gut für physikalische Versuche. Außerdem werden sie im Bereich des Elektromagnetismus als Kern für elektromagnetische Spulen verwendet.

Dauermagnete

Mit dem Begriff Dauermagnet wird keine besondere Bauform eines Magneten bezeichnet, sondern jegliche Art von Magneten, die ihre magnetische Eigenschaft nicht irgendwann wieder verlieren. Sie müssen also aus einem magnetisch harten Werkstoff hergestellt werden, beispielsweise als legiertem Stahl, Nickel, Neodym etc.

Die meisten Dauermagnete werden durch die Einwirkung eines bestehenden Magnetfeldes auf ein ferrimagnetisches Material erzeugt. Ist der Stoff einmal dauerhaft magnetisiert, übt er auf alle ferromagnetischen Stoffe (z. B. Eisen) und auf ferrimagnetische Stoffe (Ferrite) eine Anziehung aus. Die Anziehung erfolgt zwischen ungleichnamigen Polen, gleichnamige Pole stoßen sich ab.

In unserem Alltag und in Wissenschaft und Industrie kommen Dauermagnete an unzähligen verschiedenen Stellen zum Einsatz. Sie dienen z. B. als Verschlüsse für Schranktüren, werden aber auch in diversen mechanischen und elektrischen Geräten wie Kopfhörern, Lautsprechern oder TV-Geräten eingesetzt.

Supermagnete

Sie haben in den letzten Jahren für Furore gesorgt, die sogenannten Supermagneten. Man versteht darunter besonders starke Magnete, die aus neu entwickelten, innovativen Materialien hergestellt werden. Das bekannteste dieser Materialien ist Neodym. Möglich wurde die Fertigung solcher Magnete durch neuartige Sinterverfahren, welche in den 80er-Jahren entwickelt wurden.

Heute werden Supermagnete immer noch aus Neodym hergestellt, allerdings handelt es sich hierbei um eine Legierung, der zusätzlich Eisen und Bor beigemischt wird (chemische Bezeichnung Nd2F14B). Dadurch lassen sich die Materialeigenschaften nochmals verbessern. Das zur Herstellung der Legierung notwendige Sinterverfahren wurde in den USA von General Motors in Zusammenarbeit mit dem japanischen Unternehmen Sumitomo entwickelt und patentiert. Die Werkstoffe werden zu Pulver vermahlen, dabei magnetisiert und anschließend unter Hitze und hohem Druck wieder zusammengefügt (gesintert). Dabei richten sich die in der Legierung enthaltenen Kristalle magnetisch aus und bilden ein besonders starkes Magnetfeld.

Wofür werden Supermagnete verwendet?

Inzwischen können die Supermagnete in vielen Geschäften und in spezialisierten Onlineshops erworben werden. Doch sie kommen auch in der Industrie vermehrt zum Einsatz. Hier einige Beispiele:

Wo in früheren Zeiten riesige Magnete in großen Stromgeneratoren zum Einsatz kamen, werden heute zunehmend Supermagnete eingesetzt. Diese bringen zahlreiche Vorteile mit sich. Sie sind einfacher und damit kostengünstiger zu fertigen und vor allem leichter. Damit können Stromgeneratoren bei gleicher Leistung wesentlich kompakter gefertigt werden. Das spart Platz und damit wiederum Geld. Ein praktisches Beispiel für den Einsatz von Supermagneten in Stromgeneratoren sind Windräder.

Leichtbau

Leichtbau spielt in unserer modernen Gesellschaft an vielen Stellen eine immer wichtigere Rolle, beispielsweise im Automobilbau, aber auch bei Flugzeugen, Windkraftanlagen, Immobilien usw. Mithilfe von Supermagneten können Verbindungen im Leichtbau viel einfacher realisiert werden, außerdem sind sie zumeist rückstandslos wieder lösbar.

Schon immer kommen in elektrischen Lautsprechern Magnete als Überträger für den Schall zum Einsatz. Durch die neue Supermagnettechnik wird es möglich, Lautsprecher viel kleiner als zuvor zu bauen. Vielleicht kennen auch Sie noch die riesigen, altertümlichen Lautsprecherboxen, die früher viel Platz im heimischen Wohnzimmer einnahmen. Heute genügt ein kleiner Platz auf dem Regal, um die Lautsprecher unterzubringen. Und trotzdem bieten diese Lautsprecher genauso viel Leistung und somit Klang wie ein herkömmliches, viel größeres Exemplar, teilweise sind sie sogar noch besser und leistungsfähiger.

Ringmagnete

Die Besonderheit von Ringmagneten ist die Ausrichtung von Nord- und Südpol auf einer ebenen Kreisfläche. Man spricht dabei auch von einer axialen Magnetisierung. Im Grunde können Ringmagneten genauso vielfältig eingesetzt werden wie auch Stab-, Scheiben- oder Hufeisenmagneten. Zusätzlich werden Ringmagnete aber auch noch in der Medizin eingesetzt, insbesondere in der Naturheilkunde und Alternativmedizin. Sie können bequem auf viele Körperstellen aufgelegt werden und entfalten ihr Magnetfeld aufgrund der speziellen Bauweise besonders gleichmäßig und sanft.

Ferrit Magnete

Spricht man von den bekannten, herkömmlichen Magneten aus legiertem Eisen bzw. Stahl, so werden diese oft auch als Ferrit Magnete bezeichnet. Auch sie kommen heute noch in vielen Bereichen sowohl im privaten Umfeld als auch in der Industrie und Wissenschaft zum Einsatz. Und sie bieten zahlreiche Vorteile gegenüber den stärkeren Magneten aus Neodym und Co. So sind sie beispielsweise deutlich günstiger im Handel zu haben. Außerdem können sie erwärmt werden (auf bis zu 250 Grad), sind rostresistent und eigenen sich damit auch für den Einsatz im Außenbereich, in der Sauna usw. Wir können einfache Ferrit Magnete zum Experimentieren, Basteln und für diverse Hobbys verwenden, und auch im Alltag leisten sie uns als Kühlschrankmagnete etc. sehr gute Dienste.