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Über Magnete

Magnete spielen eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung von Reed-Schaltern, wobei ihr Material, ihre Form und ihre magnetischen Eigenschaften die Sensorleistung direkt beeinflussen. In diesem Leitfaden werden verschiedene Magnettypen wie AlNiCo, Seltene Erden und Hartferrit untersucht und ihre Spezifikationen, Anwendungen und Handhabungsaspekte hervorgehoben, um Ingenieure bei der Auswahl des optimalen Magneten für eine zuverlässige und effiziente Sensorintegration zu unterstützen.

Wenn Sie in bestimmten Bereichen Hilfe benötigen, können Sie einfach zu einem der folgenden Abschnitte springen:

Magnet-Spezifikationen
Informationen zu Magnetwerkstoffen
AlNiCo-Magnete
Seltene-Erden-Magnete
Hartferrit-Magnete
Handhabung von Magneten
Magnetisierungs-Beispiele

Magnete und ihre Spezifikationen

Magnete sind in verschiedenen Spezifikationen auf dem Markt erhältlich. Fast alle Abmessungen und Geometrien können realisiert werden. Zur Aktivierung des Reed-Schalters wird ein Magnet (Magnet
feld) benötigt. Die verschiedenen Magnetmaterialien haben entweder mehr positive oder negative Eigenschaften, abhängig von den Abmessungen und Geometrien sowie von der
Umgebung. Die bevorzugten und am häufigsten verwendeten Formen sind Zylinder, Rechtecke und Ringe. Je nach den unterschiedlichen Anforderungen können Magnete auf viele verschiedene Arten magnetisiert werden
magnetisiert werden (Abbildung #1).

Außerdem hat jedes Magnetmaterial eine andere Magnetkraft sowie eine andere Flussdichte. Zusätzlich zu den Abmessungen und dem Material gibt es weitere Faktoren, die die
die Energie eines Magneten bestimmen. Dazu gehören die Einbaulage, die Umgebung und andere magnetische Felder, die die Wechselwirkung zwischen Reed-Sensor/Schalter und Magnet beeinflussen. In
Anwendungen, bei denen ein Magnet zur Aktivierung eines Reed-Sensors/-Schalters verwendet wird, muss die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden (sowohl bei der Anwendung als auch bei der Lagerung). Hohe Temperaturen können irreversible Schäden verursachen (so genannte Curie-Temperatur) und haben starke Auswirkungen auf die Magnetkraft und die Langzeitstabilität. AlNiCo-Magnete eignen sich am besten für Anwendungen bis zu 450°C.

Abbildung 1. Eine Auswahl von Magneten ist abgebildet. Magnete können in fast jede beliebige Form gebracht und hergestellt werden.

Informationen über Magnetwerkstoffe

Magnete haben reversible und irreversible Entmagnetisierungseigenschaften. Seien Sie besonders vorsichtig bei Stößen, Vibrationen, starken und nahen externen Magnetfeldern sowie hohen Temperaturen. Alle diese Faktoren beeinflussen die Magnetkraft und die Langzeitstabilität in unterschiedlichen Intensitäten. Vorzugsweise wird der Magnet auf dem beweglichen Teil der Anwendung montiert. Eine professionelle Abstimmung von Magnet und Reedschalter kann die
Funktionalität des gesamten Sensor-Magnet-Systems verbessern.

AlNiCo (Aluminium-Nickel-Kobalt)-Magnete

Die Rohstoffe für AlNiCo-Magnete sind Aluminium, Nickel, Kobalt, Eisen und Titan. AlNiCo-Magnete werden in einem Sinter-Gießverfahren hergestellt. Das harte Material muss durch Schleifen bearbeitet werden, um kostengünstig zu sein. Aufgrund seiner Eigenschaften ist die beste Abmessung eine deutlich größere Länge als sein Durchmesser. In Kombination mit Reed-Sensoren / Schaltern empfehlen wir ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mehr als 4. AlNiCo-Magnete haben eine ausgezeichnete Temperaturstabilität. Zylindrische AlNiCo-Magnete können problemlos mit allen Standex Detect Reed-Sensoren / -Schaltern verwendet werden.

Seltene Erdmagnete (NdFeB & SmCo)

Seltenerdmagnete wie SmCo und NdFeB haben die höchste Energiedichte pro Volumen und Gewicht und auch die beste Entmagnetisierungsbeständigkeit. Im Folgenden vergleichen wir andere Magnete mit der gleichen Energie:

Hartferrit = Volumina 6 cm3
AlNiCo = Volumina 4 cm3
SmCo = Volumina 1 cm3
NdFeB = Volumina 0,5 cm3

Beide Magnete werden durch Sintern hergestellt und können aufgrund der Festigkeit und Sprödigkeit des Materials nur durch Schleifen bearbeitet werden. Der Temperaturbereich reicht bis zu + 250 °C. Es können sehr kleine Magnete hergestellt werden. Nachteilig sind die hohen Rohstoffpreise und die begrenzte Verfügbarkeit von Speziallegierungen.

Das Angebot an verschiedenen Geometrien, Größen und Magnetisierungen ermöglicht viele kreative Kombinationen von Reed-Sensor/Schalter und Magnet und hilft dabei, die beste Funktionalität des Sensor-Magnet-Systems für jede Anwendung zu finden.

Hartferrit-Magnete

Hartferritmagnete werden aus Eisenoxid und Barium- oder Strontiumoxid hergestellt. Die Rohstoffe werden miteinander vermischt und normalerweise vorgesintert, um die magnetische Phase zu erzeugen. Die vorgesinterte Mischung wird dann zerkleinert. Das so entstandene Pulver wird (nass oder trocken) entweder in einem Magnetfeld (an – isotrop) oder ohne Magnetfeld (isotrop) zusammengepresst und schließlich gesintert. Verarbeitungen sind nur durch Mahlen möglich. Aufgrund der geringen Rohstoffkosten sind Hartferritmagnete der billigste Magnettyp aus dem aktuellen Angebot an Magneten. Ferrite haben eine sehr gute elektrische Isolationswirkung und sind auch in starken äußeren Magnetfeldern kaum zu entmagnetisieren. Die Korrosionsneigung ist gering. Bevorzugte Formen sind lang und dünn, aber auch runde Formen sind leicht
herstellbar. Nachteilig sind die hohe Bruchempfindlichkeit und die geringe Zugfestigkeit. Die Festigkeit und Sprödigkeit von Hartferriten ähnelt der von Keramiken. Außerdem ist die
Außerdem ist die Temperaturbeständigkeit begrenzt, und sie haben nur ein geringes Energie-Volumen-Verhältnis.

Richtlinien für die Handhabung von Magneten

Magnete, insbesondere hochfeste Seltene-Erden-Magnete, bergen bei der Handhabung und Verarbeitung besondere Sicherheitsrisiken. Um Verletzungen, Geräteschäden und Brandgefahren zu vermeiden, müssen bestimmte Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden. In den folgenden Richtlinien werden kritische Sicherheitsmaßnahmen für einen sicheren und verantwortungsvollen Umgang mit Magneten in Industrie und Labor beschrieben.

Gefahr von Hautverletzungen
- Starke magnetische Kräfte können Hautquetschungen verursachen. Halten Sie einen Sicherheitsabstand zwischen Magneten und allen ferromagnetischen Materialien ein.
Gefahr von Splittern
- Bei Zusammenstößen mit hochenergetischen Magneten können Splitter entstehen. Tragen Sie immer Schutzhandschuhe und eine Schutzbrille.
Brandgefahr durch Schleifstaub
- Schleifstaub von Seltene-Erden-Magneten ist selbstentzündlich. Schleifen Sie immer mit Wasser.
Explosionsgefahr in EX-Umgebungen
- Magnetkollisionen können Funken verursachen. Magnete nicht in explosionsgefährdeten Umgebungen (EX) handhaben oder verarbeiten.

Elektromagnetische Störung
- Starke Magnetfelder können elektronische Geräte und Datenspeicher stören. Halten Sie Magnete von Herzschrittmachern, Navigationsgeräten, Disketten und Leiterplatten fern.
Luftfrachtbestimmungen
- Für den Lufttransport von Magneten können besondere Erklärungen erforderlich sein.
Verringerung der magnetischen Kraft
- Radioaktivität und die Verbindung ähnlicher Pole können die Magnetkraft schwächen.
Temperaturgrenzwerte
- Die maximal zulässige Betriebstemperatur des Magneten darf nicht überschritten werden.