Magnetische Werkstoffe
Was ist der wichtigste stoffliche Grund dafür, dass Neodym-Magnete mit Nd₂Fe₁₄B als Hauptphase eine große Koerzitivfeldstärke haben können?
- AEs ist kubisch und hat kaum magnetokristalline Anisotropie, sodass die Magnetisierung in jeder Richtung stabil ist
- BSeine Sättigungsmagnetisierung ist mit ca. 1,6 T groß, und eine größere Sättigungsmagnetisierung bedeutet stets eine größere Koerzitivfeldstärke
- CEs ist tetragonal und besitzt eine starke einachsige magnetokristalline Anisotropie in Richtung der c-Achse
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: C. Es ist tetragonal und besitzt eine starke einachsige magnetokristalline Anisotropie in Richtung der c-Achse
Ein Richtwert für die Obergrenze der Koerzitivfeldstärke ist das Anisotropiefeld HA = 2K/(µ₀Ms); je größer K, desto schwerer lässt sich die Magnetisierung aus der leichten Richtung herausdrehen. Nd₂Fe₁₄B ist tetragonal und besitzt durch den Beitrag der 4f-Elektronen des Nd eine starke einachsige magnetokristalline Anisotropie in Richtung der c-Achse; µ₀HA erreicht ca. 7,5 T. Die tatsächliche Koerzitivfeldstärke ist deutlich kleiner als HA, weil an Stellen wie den Kornoberflächen umgekehrt magnetisierte Bezirke entstehen; man erhöht sie durch Einstellen des Gefüges, etwa der Korngrenzenphase. Kubisch und nahezu ohne Anisotropie zu sein, ist die Bedingung für weichmagnetische Werkstoffe wie Permalloy. Die Sättigungsmagnetisierung von Nd₂Fe₁₄B ist mit ca. 1,6 T groß und erhöht die Remanenzflussdichte, doch Ms steht in der Formel für HA im Nenner, sodass die Koerzitivfeldstärke nicht zwangsläufig größer wird.