Magnetschwebemotor

Magnetschwebemotor

Magnete erzeugen in einer Entfernung eine Kraft, die geladene Teilchen, elektrische Ströme und andere Magnete anzieht oder abstößt. Sie sind für die Erzeugung elektrischer Energie, für Motoren und Generatoren und viele arbeitssparende elektromechanische Geräte, für die Informationsspeicherung und -aufzeichnung sowie für zahlreiche Spezialanwendungen wie Dichtungen an Kühlschranktüren unerlässlich. Magnete bestehen aus verschiedenen Materialien, darunter Eisen, Nickel, Kobalt, Neodym und Gadolinium (Seltenerdmetalle), und kommen häufig als natürliche Magnetite oder als Magnetit in Eisenerz, Ferrit in Keramik und einige Legierungen dieser Metalle sowie als synthetisches Seltenerdmaterial vor Bariumferrit.

Die stärksten Magnete werden aus Seltenerdmetallen wie Neodym, Samarium und Kobalt hergestellt. Sie werden Permanentmagnete genannt, weil sie ihre magnetischen Eigenschaften über lange Zeiträume behalten und hohen Temperaturen standhalten.

Diese Magnete werden in einer komplexen Reihe von Schritten hergestellt, zu denen das Sintern, Glühen, Schleifen und Polieren der Rohmaterialien gehört. A Alle diese Prozesse müssen sorgfältig überwacht werden, um sicherzustellen, dass die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften stabil und konsistent bleiben. Dies ist wichtig, denn wenn die magnetischen und nichtmagnetischen Eigenschaften beeinträchtigt werden, kann dies die Leistung des Endprodukts beeinträchtigen.

Samarium-Kobalt-Magnete (SmCo), die in den 1970er Jahren eingeführt wurden, sind die ersten kommerziell erhältlichen Seltenerdmagnete und wurden ursprünglich in Bezug auf die Stärke ähnlich wie Neodym-Magnete eingestuft, hatten jedoch bessere Temperaturwerte und eine höhere Koerzitivfeldstärke (die Beständigkeit gegen Entmagnetisierung). Sie können Temperaturen bis zu -273 °C (nahe dem absoluten Nullpunkt) standhalten und bieten zudem eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen haben Samarium-Kobalt-Magnete gegenüber Neodym-Magneten mehrere Vorteile, darunter geringere Kosten und kleinere Größe. Diese Eigenschaften machen SmCo-Magnete zu einer beliebten Wahl für viele Anwendungen, die hohe Betriebstemperaturen erfordern. Sie werden in Generatoren, Motoren, Pumpen, Kupplungen und Sensoren in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Militär-, Schifffahrts- sowie Lebensmittel- und Fertigungsindustrie eingesetzt.

Die magnetische Anziehungskraft dieser Magnete entsteht dadurch, dass ihre ungepaarten Elektronenspins so ausgerichtet sind, dass sie sich zueinander ausrichten. Dies ist der Prozess der Magnetisierung und dieses Phänomen tritt bei allen ferromagnetischen Substanzen auf wie Stahl, Aluminium, Kupfer und einige Legierungen dieser Metalle. Die Eisenoxide in Magnetit und Magnetit sind von Natur aus (und vergleichsweise schwach) magnetisch, ebenso wie das Neodym-Eisen-Bor in Schrottkränen, Teilchenbeschleunigern und anderen leistungsstarken Magnetkonfigurationen wie Quadrupolmagneten zur Fokussierung von Teilchenstrahlen.

Magnete können auch künstlich hergestellt werden, indem die richtige Kombination aus Eisen und anderen Elementen zusammengesetzt wird. Beispielsweise können Eisen-Kobalt-Legierungen zu extrem starken, kompakten Magneten geschmiedet werden. Eine Reihe industrieller Anwendungen nutzen diese Technologie, aber die wichtigste Anwendung von Magneten ist das Schweben und Antreiben von Zügen, sogenannten Magnetschwebebahnen, die mit gepulsten Magnetfeldern betrieben werden, um sie schweben zu lassen und über ein Gleis zu treiben, ohne es zu berühren und mechanische Reibung zu erzeugen oder Lärm. Die gleichen Prinzipien könnten auf den Antrieb von Raumfahrzeugen angewendet werden, damit diese ohne Trägerraketen in die Umlaufbahn gelangen können.


Hersteller von Permanentmagnetkupplungen