Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Seltenerdmagnete

Seltenerdmagnete

1984
  • Karl J. Strnat (SmCo)
  • Masato Sagawa (NdFeB)
  • John Croat (NdFeB)
Prüfung von Seltenerdmagneten in einem Labor für Festkörperphysik.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Seltene Erden Magnete sind starke Permanentmagnete, die aus Legierungen hergestellt werden. SeltenerdelementeDie in den 1970er- und 1980er-Jahren entwickelten, gebräuchlichsten Magnettypen sind Neodym-Magnete (NdFeB) und Samarium-Kobalt-Magnete (SmCo). Sie sind die stärksten Permanentmagnete und erzeugen deutlich stärkere Magnetfelder als Ferrit- oder Alnico-Magnete. Dies ermöglicht Miniaturisierung und Leistungssteigerung in vielen Technologien. Anmerkung: Die Bezeichnung „Seltenerdelement“ ist historisch irreführend. Diese Elemente sind in der Erdkruste nicht außergewöhnlich selten. Cer, das häufigste Element, ist das 25. häufigste, ähnlich wie Kupfer. Selbst das seltenste stabile Seltenerdelement, Lutetium, ist fast 200-mal häufiger als Gold. Die Bezeichnung „selten“ entstand, weil sie sich nur schwer trennen ließen.

Die außergewöhnliche Stärke von Seltenerdmagneten beruht auf ihrer einzigartigen Kristallstruktur und den Eigenschaften der Seltenerdelemente. Die Lanthanoide, wie Neodym und Samarium, weisen eine hohe magnetische Anisotropie auf. Das bedeutet, dass ihr Kristallgitter eine bevorzugte Magnetisierungsachse besitzt, wodurch es sehr schwierig ist, die Richtung ihrer einmal ausgerichteten magnetischen Momente zu ändern. Diese Eigenschaft führt zu einer sehr hohen Koerzitivfeldstärke (Widerstand gegen Entmagnetisierung). Die Übergangsmetalle in den LegierungElemente wie Eisen oder Kobalt weisen eine sehr hohe magnetische Sättigung auf, was bedeutet, dass sie ein sehr starkes Magnetfeld aufrechterhalten können. Die Kombination aus hoher Koerzitivfeldstärke und hoher magnetischer Sättigung führt zu einem sehr hohen maximalen Energieprodukt ([latex](BH)_{max}[/latex]), welches die primäre Leistungskennzahl für Permanentmagnete.

Samarium-Kobalt-Magnete wurden erstmals Anfang der 1970er Jahre entwickelt und haben eine höhere Curietemperatur, wodurch sie sich für Hochtemperaturanwendungen eignen. Neodym-Magnete, die 1984 unabhängig von General Motors und Sumitomo Special Metals entwickelt wurden, sind noch stärker, haben aber eine niedrigere Curietemperatur, die jedoch durch moderne Legierungen verbessert werden konnte. Die Entwicklung von Seltenerdmagneten war ein revolutionärer Schritt in der Materialwissenschaft und ermöglichte die Herstellung kleinerer, leichterer und leistungsstärkerer Elektromotoren, Generatoren und anderer Geräte, die zuvor unpraktisch waren.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Festkörperphysik

Typ

Physikalisches Gerät

Störung

Revolutionär

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung von Seltenerdelementen
  • Entwicklung von Pulvermetallurgie- und Sintertechniken
  • Verständnis von Ferromagnetismus and magnetic anisotropy
  • Entwicklung von Alnico- und Ferritmagneten

Anwendungen

  • Festplattenlaufwerke (Schwingspulenmotoren)
  • Motoren für Elektrofahrzeuge
  • wind turbine generators
  • Kopfhörer und Lautsprecher
  • MRT-Scanner
  • Akku-Werkzeuge
  • Magnetverschlüsse und Spielzeuge

Patente:

  • US4496395
  • US4770723

Potenzielle Innovationsideen

  • Miniaturdrohnen mit Motoren hoher Leistungsdichte
  • implantierbare medizinische Geräte, die durch externe Magnetfelder angetrieben werden
  • kompakte und effiziente magnetische Kühleinheiten
  • Reibungslose Magnetgetriebe für hochzuverlässige Systeme
  • direkt angetriebene Windturbinen ohne Getriebe
  • tragbare Magnetschwebeplattformen
  • high-performance Wirbelstrom brakes for trains and roller coasters
  • Datenspeicherung der nächsten Generation mit wärmeunterstützter magnetischer Aufzeichnung (HAMR)
  • Energierückgewinnungssysteme mit magnetischer Bremse
  • fortschrittliche Prothesen mit leistungsstarken, kompakten Motoren
Verwandt mit: Seltene Erden Magnet, Neodym-Magnet, ndfeb, Samarium-Kobalt, SMCO, Permanentmagnet, Koerzitivfeldstärke, magnetische Anisotropie, Energieprodukt, Materialwissenschaft.

Historischer Kontext

Seltenerdmagnete

1980
1980
1980
1984
1985
1986
1990
1975
1980
1980
1980
1984
1986
1986
1991

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <