Wie werden moderne Magnete hergestellt?

Der moderne Magnet ist ein hergestelltes Produkt, das aus einer natürlich vorkommenden Kraft entwickelt wurde. Der moderne Magnet ist leistungsstark und leicht. Es kann in großen Stückzahlen und in einzigartigen sowie Standardformen hergestellt werden. Die Wissenschaft hat eine Reihe von Mineralien entdeckt, die die Stärke von Magneten erhöhen, und da diese Mineralien nicht reichlich vorhanden sind und wie Kohle über die ganze Erde verteilt sind, werden sie als "Seltenerdmineralien" bezeichnet, die "Seltenerdmagnete" produzieren. Viele dieser Mineralvorkommen befinden sich in Asien und dort findet die meiste Magnetproduktion statt. Diese Abhängigkeit von Asien bei den heute gebräuchlichsten und nützlichsten Magneten hat in anderen Ländern zu Bemühungen geführt, andere Mineralien und Substanzen zu entwickeln, die ebenfalls leistungsfähig sind. Moderne Magnete werden aus einem „Cocktail“ von Mineralien hergestellt, zu denen Eisen, Neodym, Samarium, Kobalt und Kobalt-Nickel gehören können. Das Herstellungsverfahren für diese „Rare Earth Magnets“ wurde in der Vergangenheit patentiert und dann von großen Unternehmen wie Sumitomo lizenziert. Da diese Patente auslaufen, kann die Magnetproduktion außerhalb Asiens wachsen. Magnete sind für elektronische Produkte so wichtig, dass ihre Herstellung für den größten Teil der Welt als strategisches Interesse gilt.

So werden sie hergestellt.

1. Abgebaute Metalle werden in einer bestimmten Kombination kombiniert und dann in einem Vakuumofen zu Barren geschmolzen. Das Material besitzt keinen Eigenmagnetismus und ist in diesem Stadium nicht oder nur schwach magnetisch.

2. Die Barren werden zu einem superfeinen Pulver mit Körnern von 3 bis 7 Mikrometern Größe gemahlen. Stellen Sie sich dieses Pulver als Millionen winziger Magnete vor, die nur darauf warten, ausgerichtet und mit Energie versorgt zu werden.

3. Das Pulver wird in eine Presse gegeben und in eine Form gebracht, während ein magnetisches Feld mit elektrischem Strom angelegt wird. Es können Formen wie Stangen, Blöcke und Streifen hergestellt werden. Das Hinzufügen eines „elektromagnetischen Felds“ bewirkt, dass sich alle winzigen, pulverförmigen Körnchen in die gleiche Richtung ausrichten, wodurch die „Polarität“ erzeugt wird, die für die Arbeit des Magneten erforderlich ist, und die Kraft, die er ausüben kann, stark erhöht wird. Obwohl dieser Strom stark genug ist, um die Partikel auszurichten, ist unser gepresster Pulverblock noch kein Magnet.

4. Egal wie viel Kraft ausgeübt wird, die pulverförmigen Metalle in der Rezeptur müssen bis knapp unter den Schmelzpunkt erhitzt werden, um vollständig ineinander eingearbeitet zu werden. Dies wird als „Sintern“ bezeichnet.

5. Der Roheisenbarren wird dann durch einen Prozess, der als „Abschrecken“ bekannt ist, „gekühlt“. Ab diesem Punkt ist der Magnet extrem hart und spröde. Weitere Bearbeitungen wie Ablängen, Abrunden von Kanten zum Spannungsabbau oder Anfertigen von einzigartigen Formen erfolgen. Da der Magnet so hart ist wie Werkzeugstahl aus Kohlenstoff, sind spezielle Werkzeuge wie diamantbestückte Fräser und Schleifer erforderlich.

6. Da sie so spröde und rostanfällig sind, sind fast alle Magnete beschichtet. Dies kann eine Metallbeschichtung wie Nickel, Gummi oder PTFE-Kunststoffe sein. Ein dunkler Magnet ist mit Gummi oder Kunststoff beschichtet, ein heller mit Nickel.

7. Schließlich wird der Magnet durch ein elektromagnetisches Feld geführt, das die Seltenerdmineralien wiederaufgemagert hat. Magnete werden normalerweise auf eine Stärke „aufgeladen“, die dreimal so hoch ist wie die, für die der Magnet ausgelegt ist.

8. Der Magnet wird dann durch Tests „bewertet“ und für Versand und Verkauf verpackt.

Das industrielle Verfahren zur Herstellung von Magneten in großen Mengen ist sehr teuer. Der moderne Magnet ist ein Handelsprodukt und wird in Milliardenhöhe hergestellt. Da diese Verfahren nicht flexibel sind, werden die meisten Magnete in Standardformen und -größen hergestellt. Der Magnet hat den Quantensprung vom Kompass, der 500 v. Chr. die Erforschung unseres Planeten ermöglichte, zu einem Schlüsselelement der Elektronik gemacht, die es uns ermöglicht, das Universum und unsere Zukunft zu erkunden.