Wie wirkt sich Hitze auf Magnete aus?
Der Magnet ist nur schwächer magnetisch, solange er heiß ist. Kühlt er wieder ab, so erlangt er seine ursprüngliche Stärke wieder vollständig zurück. Dabei ist es egal, wie oft der Magnet erhitzt und wieder abgekühlt wird.
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Entmagnetisierung durch Hitze/Wärme ... - Supermagnete.de
Wie heiß dürfen Magnete werden?
Das hängt von verschiedenen Faktoren ab:
dem verwendeten Magnet-Material (Neodym oder Ferrit)
dem Temperaturtyp des Magneten
der Magnetform
der Anordnung von Magneten in einer Gruppe
Neodym-Magnete des Typs N verlieren ab 80 °C dauerhaft einen Teil ihrer Magnetisierung, Bänder und Folien ab 85 °C, Ferritmagnete erst ab 250 °C.
Ein starkes Abkühlen (z.B. in flüssigem Stickstoff) schadet den Neodym-Magneten nicht. Ferrit-Magnete aber verlieren unter -40 °C einen Teil ihrer Magnetisierung, Magnetbänder und Magnetfolien bereits unter -20 °C.
Inhaltsverzeichnis
Arten von Temperaturverlusten
Dauer der Erhitzung
Magnetform, Magnetisierungsrichtung und Anordnung
Eigenschaften von Neodym-Magneten
Eigenschaften von Ferrit-Magneten
Eigenschaften von Magnetbändern und Magnetfolien
Können Magnete durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff beschädigt werden?
Erhitzt man einen Magneten über dessen sogenannte "maximale Einsatztemperatur", so verliert er einen Teil seiner Magnetisierung. Er haftet dann z. B. weniger auf einer Eisenplatte, auch nachdem er wieder abgekühlt ist. Ab einer bestimmten Temperatur, der sogenannten "Curie-Temperatur", bleibt überhaupt keine Restmagnetisierung zurück.
Arten von Temperaturverlusten
Je nach Höhe der Temperatur unterscheidet man zwischen drei Arten von Verlusten:
Reversibler Temperaturverlust
Temperaturbereich: knapp über der maximalen Einsatztemperatur
Der Magnet ist nur schwächer magnetisch, solange er heiß ist.
Kühlt er wieder ab, so erlangt er seine ursprüngliche Stärke wieder vollständig zurück.
Dabei ist es egal, wie oft der Magnet erhitzt und wieder abgekühlt wird.
Irreversibler Verlust
Temperaturbereich: deutlich über der maximalen Einsatztemperatur
Der Magnet ist dauerhaft geschwächt, auch nachdem er wieder abgekühlt ist.
Mehrfaches Erhitzen auf dieselbe Temperatur verstärkt irreversible Verluste nicht.
Durch ein genügend starkes externes Magnetfeld kann ein irreversibel geschwächter Magnet durch erneutes Magnetisieren wieder auf seine ursprüngliche Stärke gebracht werden.
Permanenter Verlust
Bei Temperaturen um die Curie-Temperatur herum beginnt sich die Struktur der Permanentmagnete dauerhaft zu verändern. Ein erneutes Magnetisieren ist danach nicht mehr möglich.
Alle zuvor beschriebenen Arten von Temperaturverlusten kommen im nachfolgenden Video vor. Der Autor unterscheidet darin zwischen "erwärmen" (reversibel), "erhitzen" (irreversibel) und "glühen" (permanent). Am Schluss wird sogar ein Magnet geschmolzen. Es überrascht vermutlich kaum, dass er danach keine Magnetisierung mehr aufwies.
Dauer der Erhitzung
Die Dauer der Erhitzung hat bei irreversiblen Verlusten nur einen minimalen Einfluss auf die Stärke der Verluste (Voraussetzung: die Temperatur im Innern des Magneten ist während der Erhitzung überall gleich). Wird ein dicker Magnet kurz stark erhitzt, kann die Außentemperatur viel höher sein als die maximale Kerntemperatur im Magneten. Dann sind die Temperaturverluste ortsabhängig - der Magnet ist also unregelmäßig magnetisiert.
Magnetform, Magnetisierungsrichtung und Anordnung
Ob irreversible Verluste bei der Erhitzung auftreten, hängt neben dem Temperaturtyp eines Magneten auch noch von den drei folgenden Faktoren ab. Die maximalen Einsatztemperaturen sind also immer nur Richtwerte.
Magnetform
Die angegebene Maximal-Temperatur kann nur dann problemlos verwendet werden, wenn die Seitenverhältnisse des Magneten "optimal" sind. Dafür gilt folgende Regel: ein sehr dünner resp. flacher (Flachheit = Durchmesser geteilt durch Höhe) Magnet erleidet irreversible Verluste bereits durch Temperaturen, die unter der angegebenen max. Einsatztemperatur liegen.
Beträgt das Verhältnis von Durchmesser zu Höhe hingegen weniger als 4, kann der Magnet stärker als die angegebene max. Einsatztemperatur erhitzt werden, ohne seine Magnetisierung zu verlieren.
Beispiele von tatsächlichen max. Einsatztemperaturen für freistehende Scheibenmagnete aus Neodym:
Magnet
Durchmesser/Höhe (Flachheit)
angegebene max. Einsatztemperatur
tatsächliche max. Einsatztemperatur
S-10-01-N
10
80 °C
ca. 60 °C
S-20-05-N
4
80 °C
ca. 80 °C
S-06-06-N
1
80 °C
ca. 140 °C
Magnetisierungsrichtung bei Ringmagneten
Bei diametral magnetisierten Ringmagneten liegt die maximale Einsatztemperatur womöglich wesentlich tiefer. Wir empfehlen vorgängige Tests, falls die Magnete erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden sollen.
Anordnung der Magnete
Je stärker ein Magnet in einer bestimmten Anordnung einem entgegengesetzten Feld ausgesetzt ist, desto tiefer ist seine tatsächliche maximale Einsatztemperatur.
Die kleinsten Temperaturverluste gibt es bei Anordnungen, wo ein Magnet in einem Magnetkreis (in Analogie zu einem Stromkreis) magnetisch "kurzgeschlossen" ist. Bei einem magnetischen Kurzschluss sind die beiden Pole durch ein hochpermeables, ungesättigtes ferromagnetisches Material wie z.B. Weicheisen verbunden. In dieser Kurzschlussanordnung gibt es nämlich im Magneten kein entgegengesetztes Feld. Diese Kurzschlussanordnung ist in der Praxis allerdings selten.
Eigenschaften von Neodym-Magneten
Hier ein Überblick über die verschiedenen Temperaturtypen (übernommen von der Seite Physikalische Magnet-Daten
).
Temperaturtyp
Max. Einsatztemperatur
Curie-Temperatur
N
80 °C *
310 °C
M
100 °C
340 °C
H
120 °C
340 °C
SH
150 °C
340 °C
UH
180 °C
350 °C
EH
200 °C
350 °C
AH
230 °C
350 °C
* Die maximalen Einsatztemperaturen in dieser Tabelle sind nur Richtwerte. Magnete mit der Magnetisierung N52 haben eine max. Einsatztemperatur von 65 °C.
Für Anwendungen mit Neodym-Magneten bei höheren Temperaturen als 80°C haben wir einige spezielle Magnet-Typen mit höheren Einsatztemperaturen im Angebot:
Eigenschaften von Ferrit-Magneten
Für höhere Temperaturen eignen sich Ferrit-Magnete deutlich besser. Hier ein Überblick über unsere Ferrit-Magnete (übernommen von der Seite Physikalische Magnet-Daten
).
Temperaturtyp
Max. Einsatztemperatur
Curie-Temperatur
Y35
250 °C
450 °C
Ferrit-Magnete entdecken
Eigenschaften von Magnetbändern und Magnetfolien
Temperaturen von unter -20° C und über 85° C beschädigen die Struktur von Magnetbändern und Magnetfolien. Die Produkte verlieren dadurch permanent einen Teil ihrer Haftkraft. Setzen Sie sie daher nicht an Orten ein, an denen hohe oder besonders niedrige Temperaturen herrschen.
Können Magnete durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff beschädigt werden?
Neodym-Magnete werden durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff, der eine Temperatur von -196 °C (77 K) hat, nicht beschädigt. Sie können daher bedenkenlos für Supraleiter-Experimente verwendet werden. Berücksichtigen Sie bitte Folgendes: Die Haftkraft eines Magneten erhöht sich beim Herunterkühlen zuerst leicht. Ab Temperaturen unter -125 °C nimmt die Haftkraft dann stetig ab. Bei -196 °C sind noch etwa 85-90 % der Haftkraft vorhanden. Wird der Neodym-Magnet wieder auf Raumtemperatur gebracht, normalisiert sich die ursprüngliche Haftkraft wieder.
Ferrit-Magnete verlieren bei Temperaturen unter -40 °C dauerhaft einen Teil ihrer Magnetisierung. Sie sollten sie daher nicht stark abkühlen.
Magnetbänder und Magnetfolien verlieren bei Temperaturen unter -20 °C dauerhaft einen Teil ihrer Magnetisierung. Sie sollten sie daher nicht stark abkühlen.