NdFeB-Magnete (Neodymmagnete)
Neodym- oder NdFeB-Magnete sind sogenannte Seltenerdmagnete (englisch: Rare-Earth). Sie bestehen hauptsächlich aus einer intermetallischen Verbindung des Seltene Erde Elements Neodym Nd sowie Eisen Fe, das teilweise durch Kobalt Co ersetzt sein kann. Das Halbmetall Bor B ist in ihnen nur zu 1-2 % enthalten, dafür aber ein entscheidender Faktor für die Kristallstruktur der Magnete. Im Unterschied zu Hartferritmagneten erfolgt das Mahlen, Pressen und Sintern unter Schutzgas-Atmosphäre. Beim Pressen unter Magnetfeldeinwirkung entsteht ein anisotroper Magnet. Dieser kann z.B. durch Schleifen an Diamantscheiben weiterbearbeitet werden.
Durch ihre chemische Zusammensetzung und aufgrund ihrer Kristallstruktur besitzen Neodym-Eisen-Bor-Magnete sowohl eine hohe Sättigungspolarsation als auch eine hohe einachsige Kristallanisotropie (magnetische Vorzugsrichtung).
Mit Neodym-Magneten werden momentan die höchsten Energieprodukte (BH) max erreicht. Sie können bis zu 40% über denen anderer metallischer Magnete liegen. Deshalb werden NdFeB-Magnete überall dort eingesetzt, wo starke Magnetfelder bei kleinem Volumen benötigt werden. Durch sie werden unter anderem Miniaturisierungen von Systemen, z. B. im Bereich Sensortechnik oder eine Reduzierung der Baugruppengröße, z. B. im Motorenbau möglich.
Eingeschränkte Einsatztemperaturen
Nachteilig wirken sich bei den Neodym-Magneten ihre starke Korrosionsanfälligkeit, sowie ihre eingeschränkte Einsatztemperatur aus. Allerdings wurden mittlerweile durch die Verwendung bestimmter Legierungselemente wie Co und Pr und der Veränderung der Neodymphase, Magnete entwickelt die erheblich weniger korrosionsanfällig sind und Einsatztemperaturen bis 200°C aufweisen. Trotzdem empfiehlt es sich Neodymmagnete im offenen Einsatz mit einer Beschichtung zu versehen. Bei der Einsatztemperatur müssen die Temperaturschritte (80°, 100°, 120°…) beachtet werden.
Magnetische Eigenschaften NdFeB |
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Neodym-Magnete im Überblick
| Rohstoffe: | Neodym (28-35%- teilweise Dy, Pr), Eisen, Kobalt(0-15%), Bor(1-2%) | |||||||||||||||
| Stoffformel: | Nd2Fe14B | |||||||||||||||
| Verfügbarkeit der Rohstoffe: | Neodym als chemische Verbindung mit anderen Lanthaniden in der Erdoberfläche (-> seltene Erde) ist hauptsächlich in China und Australien zu finden. Es ist durch die beschränkte weltweite Verfügbarkeit oftmals starken preislichen Schwankungen unterworfen. Bor relativ häufig, mit den größten Vorkommen in der Türkei, USA und Argentinien aber auch in Deutschland |
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| Herstellung: | Heiß-Fließpressen des Werkstoffpulvers im Magnetfeld, danach Sintern der Presslinge im Vakuumofen oder unter Schutzgas | |||||||||||||||
| Vorteile: | hohe magnetische Werte bei Remanenz, Koerzitivitäten und (BH)max daher geringes Magnetvolumen in der Anwendung notwendig | |||||||||||||||
| Nachteile: | Korrosionsanfällig und in der Einsatztemperatur beschränkt | |||||||||||||||
| (Max.) Arbeits-temperatur: | von 80°C bis 200°C (bei optimaler Geometrie) | |||||||||||||||
| Physikalische Eigenschaften: |
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| Mechanische Eigenschaften: |
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