Hochenergiemagneten Neodym und NdFeB

Im Zuge von Versuchen mit Seltenerd-Elementen experimentierten die Forscher in den 70er Jahren auch mit Neodym und entdeckten die ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften der Neodym-Eisen-Bor-Verbindung. Schon bald waren die ersten NdFeB Magnete auf dem Markt und lösten in vielen Bereichen die bis dahin hauptsächlich eingesetzten SmCo und AlNiCo Magneten ab. Vor allem für die viel teurere Samarium-Kobalt-Legierung stellten sie eine Alternative dar. Die EarthMag GmbH führt eine Reihe hochwertigerer NdFeB Magnete in verschiedenen Güten und Formen. Sonderanfertigungen sind selbstverständlich auch möglich.

Ein Nachteil der NdFeB Magnete ist die gegenüber SmCo und AlNiCo geringere Temperaturbeständigkeit. Die magnetische Wirkung bleibt lediglich bis zu Temperaturen um 80°C erhalten, eine irreversible Beschädigung kann danach schnell eintreten. Durch die Zugabe weiterer Ausgangsstoffe und des Mischungsverhältnisses kann die maximale Betriebstemperatur auf bis etwa 220°C erhöht werden. Damit erreichen die Magnete jedoch noch immer nicht die Beständigkeit von AlNiCo oder von SmCo. Eine weitere Schwäche ist die hohe Korrosionsanfälligkeit, die eine mehrfache Oberflächenbeschichtung erforderlich macht. Dem stehen die außergewöhnlich hohe magnetische Wirkung, die Langlebigkeit und die hohe Koerzitivfeldstärke positiv gegenüber. Da NdFeB Magnete leicht splittern, sollten Schläge, Stöße und Dauerbelastungen vermieden werden.

Die Herstellung erfolgt im für Permanentmagnete üblichen Press- und Sinterverfahren. Die fein zermahlenen Ausgangsstoffe werden unter der Einwirkung eines starken Magnetfeldes gepresst. Durch das Sintern wird die magnetische Wirkung stabilisiert. Der fertige Magnet wird mit Nickel und Kupfer oder Nickel und Gold beschichtet. Durch eine abschließende Oberflächenbeschichtung mit Zink oder Nickel kann die Korrosionsbeständigkeit nochmals erhöht werden. Die Stärke des Magneten wird durch die Energiedichte bestimmt, welche wie auch die Temperaturbeständigkeit den Kennziffern des Produkts entnommen werden kann. Aufgrund des wirtschaftlicheren Abbaus der Rohstoffe und beträchtlicher Vorkommen Seltener Erden werden NdFeB Magnete zu etwa 90 Prozent in Asien gefertigt.

NdFeB Magnete kommen häufig in der Sensortechnik sowie in Elektromotoren und Generatoren zum Einsatz. Diese erfordern eine dauerhafte, stabile und hohe magnetische Wirkung, entwickeln jedoch im Betrieb keine übermäßige Hitze. Gerne werden auch Windkraftanlagen mit NdFeB Magneten betrieben. Der große Vorteil ist, dass selbst kleinste Magnete eine enorme Haftstärke aufweisen. Daher haben sie in vielen Bereichen die früher verwendeten AlNiCo und SmCo Legierungen abgelöst. Gegenüber SmCo Magneten werden sie aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt eingesetzt.