Was sind Supermagnete?
Supermagnete sind die aktuell stärksten Dauermagnete. Ihre besonders starken und stabilen magnetischen Eigenschaften erhalten sie durch die Zugabe der Seltenen Erde Neodym, welche Ende des 19. Jahrhunderts von Carl Freiherr Auer von Welsbach entdeckt wurde. Trotz ihrer oft geringen Größe sind Supermagnete erstaunlich kraftvoll und können daher in diversen Anwendungen und Lösungen eingesetzt werden.
Ein Supermagnet ist ein besonders starker Permanentmagnet. In der Regel bestehen sie aus einer Legierung von Neodym, Eisen und Bor und gehören damit zu den sogenannten Seltenen Erden. Diese Bezeichnung bedeutet allerdings nicht, dass sie selten sind. Der Begriff bezieht sich vielmehr auf die Schwierigkeit, das Element in seiner reinen Form zu gewinnen. Die Kombination der drei Stoffe Nd (Neodym), Fe (Eisen) und Bor (B) führt zu einer extrem leistungsstarken magnetischen Anziehungskraft. Sie übertrifft die eines normalen Magneten um ein Vielfaches. Supermagnete sind zudem sehr robust und dadurch ideal für den Einsatz in den schwierigsten Umgebungen.
Die Fähigkeiten der leistungsstarken Dauermagnete resultieren aus den besonderen magnetischen Eigenschaften des Neodyms. In dessen Atomen sind die Elektronen alle in dieselbe Richtung ausgerichtet, sodass ein sehr starkes Magnetfeld entsteht. Der weltweit stärkste Magnet steht aktuell in den USA und wird mit seiner Leistung von 44,14 Tesla für wissenschaftliche Zwecke verwendet. Zum Vergleich: Das Magnetfeld dieses Magneten ist in etwa 900.000 Mal so groß wie das Magnetfeld der Erde. Sein Kern ist dabei so heiß, dass über 10.000 Liter Wasser benötigt werden, um ihn zu kühlen. Er wird zum Beispiel dazu genutzt, Materialien zu entwickeln, die wiederrum zur Herstellung unterschiedlicher Produkte wie Solarzellen oder auch Halbleitern verwendet werden.
Die Entwicklung der Supermagnete erstreckt sich in mehreren Schritten über einige Jahrzehnte. Bereits 1841 extrahierte ein schwedischer Chemiker die Seltene Erde Didym aus Ceriterde. Seinen Namen erhielt es aufgrund seiner großen Ähnlichkeit zu Lanthan, welches ebenfalls zu den Seltenen Erden gehört. 1874 erkannte allerdings ein Naturforscher (ebenfalls aus Schweden), dass es sich bei Didym eigentlich um zwei Elemente handelte: Neodym und Praseodym. Bis beide jedoch voneinander getrennt werden konnten, vergingen weitere Jahre. Erst 1885 gelang dies erstmals dem Österreicher Carl Freiherr Auer von Welsbach. Danach wurde es einige Zeit ruhig um Neodym, doch verschiedene Wissenschaftler weltweit beschäftigten sich weiter mit den Eigenschaften und Möglichkeiten der Seltenen Erde. In den 1980er Jahren entdeckten schließlich Wissenschaftler aus den USA und Japan, dass eine Kombination von Neodym mit den beiden Metallen Bor und Eisen über herausragende magnetische Eigenschaften verfügt. Bis zu diesem Zeitpunkt waren Magnete vor allem aus Materialien wie Ferrit produziert worden. Im Vergleich waren diese allerdings deutlich weniger leistungsfähig. Die Entdeckung der Neodym-Magnete hatte wenig überraschend deutliche Auswirkungen auf verschiedene Industriezweige. Seither können Magnete entwickelt werden, die kleiner, aber gleichzeitig deutlich stärker sind.
Supermagnete sind erstaunlich leistungsstark. Das macht sie im Alltag so attraktiv für verschiedenste Anwendungen. Egal ob es um Kühlschrankmagnete oder zum Beispiel den Verschluss einer Handtasche geht. Oft sind sie auch in elektrischen Geräten wie Kopfhörern, Festplatten oder Lautsprechern verbaut. Dank ihrer Zuverlässigkeit und Stärke sind die Dauermagnete ideal für diese Art der Anwendung. Sie sind auch in kleinen Formaten noch überzeugend leistungsstark.
Auch in der Industrie spielen die starken Dauermagnete eine große Rolle. Sie finden insbesondere in der Medizintechnik, der Automobilbranche und natürlich der Elektronikindustrie diverse Anwendungen. Supermagnete sind aus Generatoren oder Elektromotoren nicht mehr wegzudenken und kommen sogar in Windkraftanlagen zum Einsatz. Viele der heutigen Technologien wären ohne die Neodym-Magnete nicht in ihrer heutigen Form möglich.
Dennoch gibt es natürlich auch einige Sicherheitsaspekte, die im Umgang mit den Dauermagneten berücksichtigt werden müssen. Supermagnete verfügen über eine enorme Anziehungskraft, welche bei unsachgemäßer Verwendung zu Verletzungen führen kann – zum Beispiel, wenn ein Finger zwischen zwei dieser Magnete gerät. Durch ihre magnetischen Eigenschaften können Sie zudem auch negative Auswirkungen auf sensible elektrische Geräte oder zum Beispiel Speichermedien haben. Auch wenn Supermagnete diverse Anwendungen in der Elektronikindustrie haben, so sollten Sie dennoch von elektronischen Geräten und Datenspeichern daheim ferngehalten werden.
Supermagnete entstehen durch Kombination verschiedener Metalle mit Neodym. Sie müssen nicht elektrisch aufgeladen werden, um magnetische Eigenschaften zu entwickeln sondern erhalten sie durch die besonderen Eigenschaften des Neodyms. Daher verlieren sie ihre Anziehungskraft auch nur sehr langsam. Selbst nach mehreren Jahrzehnten können sie noch immer über etwa 90 % ihrer ursprünglichen Stärke verfügen. Diese Langlebigkeit wird durch die richtige Lagerung der Magnete noch unterstützt. Sie können zum Beispiel durch anhaltend hohe Temperaturen beschädigt werden, denn ab etwa 80 °C beginnen sie ihre magnetischen Eigenschaften zu verlieren. Auch anhaltende Feuchtigkeit kann sich negativ auf die Magnete auswirken und sie fangen wie viele andere Metalle irgendwann an zu rosten. Da Neodym-Magnete zudem eher spröde sind, können sie bei einem starken Aufprall splittern oder gar brechen.
Supermagnete sind besonders leistungsstarke Dauermagnete.
Die Magnete bestehen meistens aus einer Kombination von Neodym, Eisen und Bor.
Die Stärke der Supermagneten resultiert aus der besonderen Anordnung der Elektronen im Neodym-Atom. Sie sind alle in dieselbe Richtung ausgerichtet, was ein extrem starkes Magnetfeld produziert.
Er befindet sich in den USA und hat eine Leistungsfähigkeit von 44,14 Tesla. Das ist in etwa das 900.000-fache der Magnetfeldstärke der Erde.
Er dient hauptsächlich wissenschaftlichen Zwecken und wird zur Entwicklung von Materialien verwendet, die für die Herstellung von Solarzellen, Halbleitern und verschiedenen anderen Produkten genutzt werden.
Supermagnete sind besonders leistungsfähige Dauermagnete. Sie werden durch eine Kombination mit der Seltenen Erde Neodym produziert und daher auch als Neodym-Magnete bezeichnet.
Supermagnete werden für diverse Alltagsmagnete eingesetzt. Sie finden sich zum Beispiel in Kühlschrankmagneten oder auch in Magnetverschlüssen von Handtaschen, Portemonnaies usw.
Supermagnete können bei unsachgemäßer Anwendung sehr gefährlich werden. Ihre Anziehungskraft ist so stark, dass die Gefahr von Quetschungen sehr hoch ist, sobald ein Finger oder Anderes zwischen sie gerät.
Supermagnete müssen nicht elektronisch aufgeladen werden. Als sogenannte Dauermagnete halten sie theoretisch, dennoch lässt ihre magnetische Anziehungskraft mit der Zeit nach – wenn auch im Vergleich sehr langsam.
Nein. Supermagnete sind zwar robust und äußerst leistungsfähig, sie sind aber gleichzeitig auch recht spröde. Bei einem starken Aufprall können sie zum Beispiel splittern oder brechen. Anhaltende Feuchtigkeit oder hohe Temperaturen wirken sich ebenfalls negativ auf Supermagnete aus.
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