Was ist ein Kobalt-Magnet?
Kobalt-Magnete sind Magnete, die Kobalt enthalten.
Meistens handelt es sich um Samarium-Kobalt-Magnete. Wenn Kobalt, das ferromagnetisch ist, mit der seltenen Erde Samarium in einer Zusammensetzung von 1:5 oder 2:17 legiert wird, hat es die Eigenschaften eines starken Magneten. Nach den Neodym-Magneten haben Kobaltmagnete die stärkste Magnetkraft und ausgezeichnete Temperatureigenschaften, was sie zu einem wichtigen Magneten in der Industrie macht.
Anwendungen von Kobalt-Magneten
Kobalt-Magnete sind den Neodym-Magneten in Bezug auf ihre Temperatureigenschaften überlegen. Ihre Magnetkraft nimmt bei hohen Temperaturen nicht ab, so dass sie sich für Anwendungen eignen, bei denen Temperaturstabilität erforderlich ist. Andererseits sind sie zerbrechlich und brechen leicht, so dass bei Anwendungen, die eine hohe Festigkeit erfordern, Vorsicht geboten ist.
Nachfolgend einige Beispiele für Anwendungen von Kobalt-Magneten
- Elektromotoren in Büroautomationsgeräten usw.
- Industriemotoren, z. B. für den Antrieb von Elektrofahrzeugen
- Rotierende Sensoren
- Präzisionsteile für medizinische Anwendungen
- Akustische Geräte und Generatoren
Funktionsweise der Kobalt-Magnete
Kobalt-Magnete ist ein Sammelbegriff für Magnete mit Kobalt als Hauptbestandteil. Sie werden durch Legierung von Kobalt mit anderen Metallelementen hergestellt.
Kobalt ist ein Übergangsmetallelement mit der Ordnungszahl 27 und dem Elementsymbol Co, das ferromagnetisch ist. Es gehört zur Gruppe 9 des Periodensystems, der gleichen Gruppe wie Eisen, und hat eine silbrig-weiße Farbe und eisenähnliche Eigenschaften. Allerdings ist es auch hart und oxidationsbeständig.
Arten von Kobalt-Magneten
Kobalt-Magnete werden in zwei Typen eingeteilt: Alnico-Magnete und Samarium-Kobalt-Magnete.
1. Samarium-Kobalt-Magnete
Samarium ist ein Seltenerdelement mit der Ordnungszahl 62 und dem Elementsymbol Sm. Es hat eine gräulich-weiße Farbe und weiche Eigenschaften. Samarium selbst ist nicht ferromagnetisch. Es wird hochmagnetisch, wenn es mit Kobalt kombiniert wird, um SmCo5- (Serie 1-5) oder Sm2CO17-Legierungen (Serie 2-17) zu bilden.
Da sie thermisch stabiler und korrosionsbeständiger sind als Neodym-Magnete, werden sie in Produkten für die Automobilindustrie wie magnetischen Sensoren, Aktuatoren für Smartphone-Kameras und medizinischen Geräten verwendet. Andererseits schränkt ihre geringe mechanische Festigkeit ihre Einsatzmöglichkeiten ein.
Der japanische Physiker Dr. Yoshio Tawara hat einen Kobalt-Magneten entwickelt, dem neben Samarium und Kobalt auch mehrere Übergangsmetalle wie Eisen, Kupfer und Zirkonium zugesetzt wurden. Die Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass dieser Magnet unter den Kobalt-Magneten eine sehr hohe Leistung aufweist.
Ein Beispiel für die Zusammensetzung der derzeit auf dem Markt befindlichen Kobalt-Magnete ist ein Magnet, der 51 Gew.-% Kobalt, 26 Gew.-% Samarium, 17 Gew.-% Eisen und 6 Gew.-% Kupfer enthält. Sie sind anderen Magneten in Bezug auf die Hitzebeständigkeit überlegen, sind aber tendenziell teurer, weil sie mehr Kobalt enthalten.
2. Alnico-Magnete
Magnete, die aus einer Legierung aus Aluminium, Nickel, Kobalt, Eisen und Titan bestehen. Benannt nach den Anfangsbuchstaben von Aluminium (Aluminum), Nickel (Nickel) und Kobalt (Cobalt).
Es zeichnet sich durch seine hohe magnetische Suszeptibilität und Hitzebeständigkeit aus. Im Allgemeinen werden sie in industriellen Geräten wie Audiogeräten, Motoren und Generatoren verwendet. Sie werden häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen verwendet, da sich ihre magnetischen Eigenschaften mit der Temperatur ändern.
Es gibt mehrere Arten von Alnico-Magneten, darunter Alnico 2, Alnico 5 und Alnico 8.
Alnico 2 hat von allen Alnico-Magneten die stärkste Magnetkraft und wird in Tonabnehmern für akustische Geräte verwendet. Alnico 5 hat eine stabile Magnetkraft bei hohen Temperaturen und wird in industriellen Geräten wie Motoren und Generatoren verwendet. Alnico 8 hat eine stärkere Magnetkraft als Alnico 5 und erzeugt eine höhere magnetische Energie und wird daher in Motoren und Generatoren für höhere Leistungen eingesetzt.
Weitere Informationen zu Kobalt-Magneten
Entzündung von Kobalt-Magneten
Kobalt-Magnete können sich unter bestimmten Bedingungen entzünden und müssen mit Vorsicht behandelt werden. Sie sind besonders zündfähig, wenn die Magnetoberfläche trocken oder sauber poliert ist, und können schon bei niedrigen Temperaturen brennen.
Außerdem können Kobalt-Magnete durch Stöße leicht splittern, wodurch ein feines Kobaltlegierungspulver entstehen kann. Dieses Metallpulver stellt eine Gefahr der Selbstentzündung dar und wird daher im Feuerwehrgesetz als brennbarer Feststoff der Klasse II eingestuft. Der Kobalt-Magnet muss sicher verwendet werden und darf nicht so eingesetzt werden, dass sich der Kobalt-Magnet abnutzt und ein Legierungspulver entsteht.