Magnetismus gehört zu den spannendsten Gebieten der Naturwissenschaft und ist seit Jahrhunderten der Gegenstand zahlreicher Experimente und ausgiebiger Forschung. Eine oft gestellte Frage lautet: Welche
verschiedenen Arten von Magneten gibt es eigentlich?
Natürliche Magnete
Natürliche Magnete sind die in der Natur vorkommenden
Magnetit-Steine, die sich aus
abgekühlter, eisenhaltiger Lava und
Stickstoff aus der Atmosphäre zusammensetzen und den natürlichen Magnetismus der Erde in sich bewahren.
Der natürliche Magnetstein (Magnetit Fe3O4, nach der Stadt Magnesia bei Smyrna (Izmir)/Türkei benannt) war schon Jahrhunderte v. Chr. sowohl den
Griechen als auch den Chinesen bekannt. Letztere benutzten ihn jedoch als erste zur
Herstellung von Richtungsweisern.
Elektromagnete
Elektromagnete entstehen
technisch durch Induktion, d.h. sie werden mittels Strom geschaffen. Ein Elektromagnet besteht aus einer
Spule, in der sich bei
Stromdurchfluss ein magnetisches Feld bildet. In der Spule befindet sich meist ein
offener Eisenkern, der das Magnetfeld führt und verstärkt.
Erstmals nachgewiesen wurde die
elektromagnetische Wirkung im Jahre 1820 von dem dänischen Physiker Hans Christian Ørsted, die Erfindung des Elektromagneten gelang dem englischen Physiker William Sturgeon im Jahre 1826.
Dauer- oder Permanentmagnete
Dauermagnete sind
industriell gefertigte Magnete aus verschiedenen Materialien. Meist werden sie aus Eisenlegierungen mit Zusätzen von Kohlenstoff, Aluminium, Kobalt und Kupfer hergestellt. Nur die Metalle Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Eisen (Fe) werden von Magneten angezogen.
Neben diesen Metallen gibt es auch noch verschiedene auf Magneten ansprechende Legierungen, die „
Heuslersche Legierungen“ genannt werden.
Bei Kobalt, Nickel und Eisen kommt es auch auf die
Anordnung der Atome an: Rost (Fe2O3) zum Beispiel enthält Eisen, wird aber vom Magneten nicht angezogen.
Dauermagnete werden zum Beispiel bei Lautsprechern, Mikrofonen oder Monitoren eingesetzt.
Stärkere Magnete kommen in
vielen Geräten und technischen Anlagen zum Einsatz – in Windkraftanlagen etwa, in Elektromotoren oder Lautsprechern. Die stärksten Permanentmagnete enthalten ausnahmslos exotische Metalle, die als “
Seltene Erden” bezeichnet werden. Das Standardmaterial für leistungsfähige Dauermagnete ist eine Legierung aus
Neodym, Eisen und Bor, wobei Neodym zu eben jenen Seltenen Erden zählt.
Magnete ohne Seltene Erden
In die Schlagzeilen gerieten die Seltenen Erden, als vor einigen Jahren
China, der Hauptlieferant dieser Rohstoffe, den
Export drosselte. Das brachte deutsche Forscher auf die Idee, nach neuen Magnetmaterialien zu suchen, die
ohne Seltene Erden auskommen.
So fanden sich
Wissenschaftler aus Dresden und Halle zusammen, um sich gemeinsam dieser Herausforderung zu stellen.
Das Forscherteam war erfolgreich und entwickelte einen
leistungsfähigen Magnetwerkstoff, der ohne Seltene Erden auskommt. Es handelt sich dabei um einen sogenannten
Heusler-Magneten. Diese Bezeichnung geht auf den deutschen Bergbauingenieur und Chemiker Friedrich Heusler (1866 – 1947) zurück, der 1903 das erste magnetische Material präsentierte, das sich aus den unmagnetischen Metallen Kupfer, Mangan und Aluminium zusammensetzte.
Die häufigsten Formen von Permanenmagneten
Quellen:
www.welt.dewww.ieap.uni-kiel.dewww.permagsoft.comwww.uni-regensburg.de
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