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Für die Ewigkeit: Wie lange halten Magneten?

Magnete – sie begegnen uns überall: Am Kühlschrank, an der Handtasche, im PC. Sie dienen ganz unterschiedlichen Zwecken. Wir verlassen uns darauf, dass die kleinen Kraftpakete fleißig wirken. Aber ist das eine Angelegenheit für immer? Oder sollten wir uns seelisch und moralisch darauf einstellen, dass die Magnete irgendwann plötzlich vom Kühlschrank purzeln?

Wann ist ein Magnet magnetisch?

Für uns ist klar: Die Dinge, die andere metallische Gegenstände anziehen, sind Magnete. Das ist auch zunächst nicht falsch. Allerdings sind in der Fachwelt noch viel mehr Dinge ein Magnet. Denn alle Stoffe, die über sogenannte magnetische Domänen verfügen, also winzig kleine Inseln aus gleichausgerichteten Elektronen, sind magnetisch – auch wenn das noch nicht von außen erkennbar ist.

Um diese magnetische Eigenschaft zu aktivieren, müssen alle kleinen Teile eines Metallstückes in die gleiche Richtung ausgerichtet, also gepolt werden. Dies ist möglich, wenn ein sehr starkes Magnetfeld an das Material gehalten wird und alle Teilchen dazu zwingt, sich in die gleiche Richtung zu orientieren. Dadurch konzentriert sich die magnetische Kraft und wirkt auch nach außen.

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Die Haltbarkeit oder: Drei Feinde von Magneten

So faszinierend der magnetische Effekt auch ist – er ist selbst bei Permanentmagneten leider nicht von ewiger Dauer. Denn auch wenn man das vielleicht nicht erwartet: Magneten verlieren ihre Kraft nicht mit der Zeit. Es sei denn die drei Feinde des Magneten schlagen zu.

Erschütterung

Neodym Magnete sind gegenüber Erschütterungen unempfindlich. Für alle anderen Dauermagneten gilt, dass Erschütterungen unbedingt vermieden werden sollten. Je nachdem, wie stark die magnetische Kraft war, reicht es schon, dass der Magnet einmal herunterfällt, um seine Ordnung durcheinander zu bringen. Dadurch verringert sich seine magnetische Kraft oder wird ganz zerstört. Je öfter der Magnet erschüttert wird, desto geringer wird seine magnetische Eigenschaft nach außen hin.

Temperatur

Jeder Magnet hat eine sogenannte Curietemperatur, die die maximale Einsatztemperatur beschreibt. Gerade die superstarken Neodym-Magnete sind diesbezüglich anfällig und verlieren ihre magnetische Kraft bereits bei 80°C. Durch verschiedene Zusätze kann diese Grenze aber auf 200 °C erhöht werden. Auch Kälte kann dafür sorgen, dass die innere Ordnung durcheinander gebracht wird und somit die Kraft weniger wird. Darum sollten die empfohlenen Temperaturen unbedingt beachtet werden.

Magnetfelder

Was die Ordnung einmal hergestellt hat, kann sie natürlich auch wieder zerstören. Ein starkes äußeres Magnetfeld (oder auch mehrere) können dazu führen, dass sich die einheitlich ausgerichteten Teilchen wieder vermischen und somit ihre Kraft nicht mehr nach außen in Erscheinung tritt.

Der Endgegner für Magneten

Tatsächlich können Magnete vor ihren drei Feinden bei korrekter Lagerung und Anwendung gut geschützt werden, womit ihre magnetische Kraft sich eigentlich nicht verringern dürfte. Allerdings gibt es einen Faktor, der auch dem stärksten Magneten den Garaus machen kann: Die Zeit bzw. die Zersetzung, Korrosion, also Rost ist wohl das Einzige, was wirklich dauerhaft einen Magneten zerstören kann.

Um das Material vor der Oxidation zu schützen, fügt man bestimmte Stoffe (z.B. Kobalt) bei der Herstellung hinzu. Zusätzlich werden die Magneten danach noch mit einer Schicht aus beispielsweise Nickel oder Epoxidharz überzogen. Wenn diese nicht beschädigt wird, dann behält ein Magnet auf jeden Fall sehr lange seine Kraftwirkung.

Für den Fall des Falles

Und selbst wenn ein Magnet doch einmal entmagnetisiert wird, so verliert er doch nicht die Fähigkeit, magnetisch zu wirken. Dazu muss einfach nur seine Ordnung wieder hergestellt werden, indem er einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird. Solange sich das Material also nicht chemisch zersetzt hat, ist die Haltbarkeit der Magnetkraft tatsächlich nahezu unbegrenzt – auch wenn sie nicht immer für uns sichtbar ist.

Quellen

wikipedia.org/wiki/Neodym-Eisen-Bor
www.zeit.de
www.wdr.de

16 comments

  1. Hallo
    Ich hab da noch eine Frage..entschuldigen Sie bitte.

    Kann ich dann also mit einem schwachem Magneten einen stärkeren kaputt machen ??? Dass wäre mir echt lieb..eine Antwort zu bekommen.vielen dank und einen angenehmen abend.

    1. Die Antwort ist: nein

      1. Hallo,
        doch, das geht und passiert mWn schon, siehe Abschnitt “Magnetfelder”. Wenn das äußere Magnetfeld (also der stärkere Magnet) dem Magnetfeld des kleineren Magneten entgegenwirkt, dann wird das Magnetfeld von beiden Magneten geschwächt.

  2. Udo Fernbach

    Haben Sie Erfahrung mit der Konstruktion einer Solenoid engine mit Kolben aus Dauermagnet und Zylinder aus Drahtspule? Ist das in Ihrem Labor schon einmal aufgebaut worden? Liefern Sie vielleicht sogar Bausätze für einen solchen Versuch?
    Über Ihre Antwort würde ich mich freuen.

    Mit freundlichen Grüssen
    Udo Fernbach

    1. Lieber Herr Fernbach, diese Solenoid Motoren sind tatsächlich spannende Konstruktionen, da sie an klassische Motoren mit Zylindern erinnern, jedoch auf einer komplett anderen Technologie aufsetzen. Leider haben wir die notwendigen Komponenten zum Bau eines solchen Kolbens (noch) nicht im Programm. Es tut uns leid Ihnen an dieser Stelle nicht wirklich weiterhelfen zu können. Herzliche Grüße

      Michael Kempf

  3. Günther Lerber

    Interessant, dass jeder Magnet eine sogenannte Curietemperatur hat, die die maximale Einsatztemperatur beschreibt. Ich nehme an, dass Geräte zur Entmagnetisierung von Bauteilen diese Temperatur mit einbeziehen. Ich wüsste gern wie das ganze funktioniert.

  4. Franz Liebermann

    Hallo Herr Kempf, wir beabsichtigen gleichpolige Magnete als berührungslose Abstandshalter zu verwenden, um eine rotierende Scheibe (ca. 10 Hz) im Abstand von 0,3 mm zu von einer statischen Platte in einer wässrigen Lösung zu halten. Die Magnete würden entsprechend beidseits montiert. Wir verwenden einen Korrosionsschutz (Silikonkleber), aber die Frage ist, werden sich die gleichpoligen, abstossenden Magnete über die Zeit gegenseitig entladen und wenn ja, wie lange dauer das?

    1. harald-kempf

      Neodym Magnete behalten ihren Magnetismus unter normalen Umständen fast unbegrenzt. Ein gleich starker Neodym Magnet hat keinen Einfluss auf die Lebensdauer des anderen Neodym Magneten.

  5. Hallo, eine Frage:
    kann man durch Temperaturen von bsp.weise mehr als 80 Grad einen Neodym Magneten dauerhaft entmagnetisieren ?
    Oder kehrt die magnetische Kraft zurück, wenn die Temperatur wieder auf Normalmass (20 Grad) gesunken ist ?
    Danke und Gruss

    1. harald-kempf

      Wenn man Neodymmagnete einer deutlich über der Maximaltemperatur liegenden Temperatur aussetzt wird er dauerhaft schwächer auch nachdem er wieder abgekühlt ist.
      Bei viel zu hohen Temperaturen verändert sich die Struktur der Magnets und er verliert komplett und dauerhaft seine Haftkraft.

  6. Hallo,

    wenn man einen zylindrischen Magnet mit z.b. 6mm Durchmesser und 8mm Länge hat und diesen zentriert auf einem weiteren zylindrischen/scheibenförmigen Magneten platziert, welcher im Durchmesser aber größer ist z.b. 8mm Durchmesser mit 2mm Stärke – wird dann die Magnetkraft des zylindrischen Magneten beinflusst, falls ja, wird sie verstärkt oder abgeschwächt?

    1. harald-kempf

      Wenn zwei gleiche Neodym Magnete aufeinander gesetzt werden wird die Haftkraft vergrößert.

  7. Hallo,
    nur eine kurze Frage: Wieso sind Neodym Magnete gegen Erschütterung unempfindlich? Hat das vllt was mit der chemischen Struktur zu tun??
    Danke im Voraus!

    1. harald-kempf

      Hallo Sarah,

      ja es liegt an der uniaxialen magnetischen Anisotropie. Das bezeichnet die magnetische Vorzugsrichtung, die bei Dauermagneten auf Seltenerden-Basis durch die Kristallstruktur und Elektronenstruktur bestimmt ist. NdFeB besitzt eine hohe Magnetische Anisotropie, da die „magnetische“ 4f-Schale durch die äußeren 5s25p6-Schalen vom Ligandenfeld des Kristalls abgeschirmt wird und so das Bahnmoment der Schale voll wirksam bleibt. Durch die Spin-Bahn-Kopplung sind die Spins an das anisotrope Kristallfeld gekoppelt, und ein Verdrehen der Spins und damit der magnetischen Momente aus der leichten Richtung ist mit Energieaufwand verbunden.

      Quelle: Wikipedia

      1. Das war eine geile Antwort, hier bleibt der interessierte Laie sprachlos! Danke für die Kompetenz. Ich liebe sowas!

        1. Vielleicht etwas anschaulicher?

          Neodym-Magnete sind sehr widerstandsfähig gegenüber Demagnetisierung aufgrund ihrer Struktur und Zusammensetzung. Sie bestehen aus einer Legierung von Neodym, Eisen und Bor, die sich auf molekularer Ebene anordnen, um ein magnetisches Material mit hoher Sättigungsflussdichte zu bilden. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sind, sehr hohe magnetische Felder zu erzeugen, ohne dass sie ihre magnetischen Eigenschaften verlieren. Aufgrund ihrer molekularen Struktur sind sie auch sehr widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen und hohen Temperaturen, die sonst dazu führen könnten, dass sie ihre magnetischen Eigenschaften verlieren.

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