Alnico
Alnico sind Legierungen aus Eisen, Aluminium, Nickel, Kupfer und Cobalt. Aus ihnen werden Permanentmagnete durch Gusstechniken oder Sintern hergestellt. Solche Magnete werden dann auch als Stahlmagnete bezeichnet.
Geschichte
Der Werkstoff wurde erstmals 1931 von dem japanischen Metallurgen Tokushichi Mishima hergestellt. Mishima entdeckte bei Arbeiten mit Eisen-Nickel-Legierungen ("Silberblech", bzw. "Nickelstahl"), dass durch Zugabe von Aluminium sich in der Legierung permanentmagnetische Eigenschaften einstellen. Er erzielte eine Koerzitivfeldstärke von 32 kA/m, was für damalige Verhältnisse sehr viel war und unter der Handelsmarke englisch MK Magnetic Steel, MKM Steel vertrieben wurde.
In den magnetischen Eigenschaften verbesserte Alnico-Legierungen werden durch Beimischungen von Kupfer, Cobalt und Titan erzielt und bestehen in Volumenprozent aus 8–12 % Aluminium, 15–26 % Nickel, 5–24 % Cobalt, bis zu 6 % Kupfer und bis zu 1 % Titan. Den Hauptanteil der Legierung stellt Eisen dar. Die konkreten Anteile variieren je nach Anforderungen an den Werkstoff.
Eigenschaften
Die Remanenzflussdichte liegt bei handelsüblichen Alnico bei etwa 0,6 T bis 1,3 T (6000–13000 Gauß) und ist im Vergleich zu Ferritmagneten relativ hoch. Wie bei anderen Permanentmagneten auch, ist die Flussdichte an der Oberfläche des Magneten in der Regel deutlich kleiner. AlNiCo-Magnete haben eine Curie-Temperatur von 700–850 °C und eine obere Gebrauchstemperatur von 450–500 °C.
Das Material verliert immer mehr an Bedeutung und wird durch Seltenerdmagnetwerkstoffe wie Neodym-Eisen-Bor ersetzt. Ein Grund ist, dass Alnico eine geringe magnetische Stabilität hat. Das heißt, die Koerzitivfeldstärke von Alnico ist in Vergleich mit Seltenerdmagneten mit rund 50–100 kA/m vergleichsweise klein und die Gefahr der Entmagnetisierung durch ein externes Feld relativ groß. Entsprechend haben Permanentmagnete aus AlNiCo eine längliche oder Hufeisenform.
Ein Vorteil von AlNiCo ist, dass es nach künstlicher Alterung eine stabile Magnetisierung besitzt. Von allen bekannten Werkstoffen hat es den niedrigsten Temperaturkoeffizienten der Remanenzinduktion. Deswegen werden AlNiCo-Magneten immer noch in Sensoren, Lautsprechern und Gitarrentonabnehmern verwendet, während sie in Elektromotoren mit Permanenterregung durch Ferritmagnete und Seltenerdmagnete verdrängt wurden.
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 11.01. 2022