Ein Überblick über die verschiedenen Magnetarten

Magnete sind fest in unseren Alltag integriert. Schon in der Grundschule werden Magnetarten vorgestellt – wir lernen wir, wie Magnetismus funktioniert und wofür wir Magnete einsetzen können. Ein Magnet ruft ein Magnetfeld hervor, von dem er durchströmt wird. Dadurch entstehen automatisch zwei Pole, die nach Süden und Norden ausgerichtet sind. Das Feld tritt am Südpol in den Magneten ein und am Nordpol wieder aus. Verschiedene Materialien wie beispielsweise Eisen oder Nickel, werden von der magnetischen Wirkung, je nach Polung, angezogen oder abgestoßen.

Aber nicht jeder magnetische Stoff hat zu jeder Zeit die gleichen Eigenschaften. Es gibt verschiedene Magnetarten, die sich in Materialien, Formen, Größen, Funktionen, Kräften und Anwendungsgebieten unterscheiden.

Welche Arten von Magneten gibt es eigentlich?

Nicht jeder Magnet funktioniert gleich. Man unterscheidet zwischen permanent und temporär wirkenden Magneten. Es gibt also Magnetarten, die zu jeder Zeit magnetisch sind und andere, die nur unter gewissen Umständen anziehend wirken.

Dauermagnete – Anziehung rund um die Uhr

Die sogenannten Dauermagnete sind uns aus dem Alltag gut bekannt. Sie finden sie an Kühlschränken, Magnetwänden, Schmuck, Taschen und vielen weiteren Gegenständen. In der Regel werden sie aus Stahl, Nickel oder Neodym. Im Grundzustand nach der Produktion sind sie noch nicht gleich magnetisch. Die Stoffe haben aber das Potenzial, magnetisiert zu werden. Wenn Sie das Material in ein bestehendes Magnetfeld einbringen, wird es dauerhaft magnetisiert und behält diese Wirkung ewig bei. Ab diesem Zeitpunkt üben die Dauermagneten eine Anziehung auf alle ferromagnetischen (z.B. Eisen, Cobalt, Nickel) und auch auf alle ferrimagnetischen Stoffe (Ferrite) aus. Die unterschiedlichen Magnetarten werden sowohl im Alltag als auch in der Industrie eingesetzt. Typische Beispiele dafür sind:

• Magnetverschlüsse
• Lautsprecher
• Büromaterial
• Lastkräne
• Elektronik
• Mechanik

Die verschiedenen Magnetismus-Arten eröffnen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.

Nicht alle Magnetarten wirken dauerhaft

Etwas anders ist das bei den temporären Magneten. Sie sind nur dann magnetisch, wenn sie sich in einem zweiten Magnetfeld befinden. Sobald sie aus dem externen Magnetfeld entfernt werden, verlieren sie die Eigenschaften des Magnetismus wieder. Ein praktisches Beispiel sind Büroklammern, die von einem Dauermagneten gehalten werden. Die Klammern ziehen sich solange gegenseitig an, bis das externe Feld entfernt wird. Danach haben die Büroklammern keine magnetischen Eigenschaften mehr.

Elektromagnete: Anziehend auf Knopfdruck

Auch Elektromagnete sind nicht dauerhaft magnetisch. Sie bestehen aus einer Spule, die mit Strom durchflossen wird. Die Physik der Magnetarten macht es möglich, dass dabei ein Magnetfeld entsteht. Dieses wird meistens durch einen offenen Eisenkern im Inneren der Spule verstärkt und verteilt. Da die spezielle Art von Magnetismus in diesem Fall durch Elektrizität erzeugt wird, sind Elektromagnete sehr gut steuer- und regulierbar. Das heißt, dass die magnetische Wirkung flexibel ein- und ausgeschaltet werden kann und auch die Anziehungskraft mithilfe des Stroms regelbar ist. Diese Magnetart wird besonders gern in der Wissenschaft und in der Industrie genutzt. Ein bekanntes Beispiel sind Kräne auf Schrottplätzen, die anstelle eines Hakens über einen Elektromagneten verfügen, der per Knopfdruck magnetisch wird und alles um sich herum anzieht.

Ferrit oder Neodym – welche Magnetart ist stärker?

Magnete bestehen nicht immer aus dem gleichen Material. Wie schon beschrieben, gibt es ferromagnetische, aber auch ferrimagnetische Stoffe. Legiertes Eisen oder auch Stahl können Ferritmagnete sein. Sie unterscheiden sich von ferromagnetischen Stoffen zum Beispiel in der Hitzebeständigkeit. Ferrit kann auf bis zu 250 Grad Celsius erwärmt werden, ohne Schaden zu nehmen. Eine weitere Besonderheit ist, dass das Material rostfrei bleibt und sich deshalb perfekt für den Außeneinsatz eignet. Im Vergleich zu ferromagnetischen Stoffen ist die Anziehungskraft allerdings wesentlich geringer. Dafür sind Kosten für solche Magneten jedoch niedriger.

Deutlich teurer sind hingegen Neodym-Magnete. Diese gehören zu den ferromagnetischen Stoffen und können als starke bzw. extrastarke Magnete bezeichnet werden. Sie sind wesentlich kraftvoller als Ferritmagnete und können daher schwerere Gewichte anziehen und halten. Bis heute konnten die Eigenschaften von Neodym, das zu den seltenen Erden gehört, weiter verbessert werden. Eine Legierung, der Eisen und Bor beigemischt wird (Nd2Fe14B), kann das heute stärkste Magnetfeld eines Dauermagneten erzeugen. Aufgrund ihrer großen Anziehungskraft werden sie auch als Supermagnete bezeichnet.

Die verschiedenen Magnetarten – Ferrit und Neodym – bieten also beide sowohl Vor- als auch Nachteile. Neodym verfügt über eine stärkere Haftkraft, ist dafür aber beispielsweise weniger korrosionsbeständig. Ferritmagnete sind weniger stark, aber unverwüstlich und nicht zuletzt günstig.

Welche sind die stärksten Magnete der Welt?

Um die Frage zu klären, welche Magnetart die stärkste ist, unterscheidet man erst einmal zwischen Dauermagneten und Elektromagneten. Der stärkste derzeit herstellbare Dauermagnet besteht aus Neodym und kann ca. 1.500 kg in der Vertikalen halten.

Weltrekorde werden hingegen mit Elektromagneten aufgestellt. Das derzeit stärkste kontrollierte Magnetfeld eines vom Menschen geschaffenen Magneten liegt bei ca. 1.200 Tesla. Um diesen Wert besser einordnen zu können, sollten Sie sich einen normalen Kühlschrankenmagneten mit ca. 0,01 Tesla vorstellen. Dieser Rekordwert wurde an der Universität Tokio im Jahr 2018 erreicht und hatte weitreichende Folgen. Die Forscher haben nicht nur einen neuen Rekord aufgestellt, sondern auch die Tür des Labors durch die auftretende Schockwelle aus der Verankerung gesprengt.

Einen ersten Rekord stellten russische Forscher im Jahr 2001 auf. Sie erzeugten ein Magnetfeld mit einer Stärke von 2.800 Tesla, das nur wenige billionstel Sekunden bestand, bis es schließlich unter freiem Himmel explodierte.