Magnetisierung – Arten, Richtung und Bedeutung für Magnete
Magnetisierung beschreibt die Ausrichtung der magnetischen Domänen (Weiss-Bezirke) in einem Werkstoff zu einem gemeinsamen Feld. Bei Permanentmagneten wird sie durch einen starken Magnetisierungsimpuls erzeugt und in eine feste Richtung gebracht – axial, diametral, radial oder mehrpolig. Die Magnetisierung bestimmt Lage der Pole, Feldstärke, Haftkraft und Einsatzgebiet eines Magneten.
Was ist Magnetisierung?
Ferromagnetische Werkstoffe wie NdFeB bestehen aus vielen mikroskopisch kleinen Bereichen, den Weiss-Bezirken. Im unmagnetisierten Zustand zeigen diese Domänen in zufällige Richtungen und heben sich nach außen auf – der Werkstoff wirkt magnetisch neutral.
Wirkt ein ausreichend starkes äußeres Feld ein, richten sich die Domänen aus. Ist die Sättigung erreicht, zeigen praktisch alle in dieselbe Richtung. Nach dem Abschalten des Feldes bleibt bei Permanentmagneten ein Teil dieser Ausrichtung dauerhaft erhalten – die sogenannte Remanenz (Br). Sie ist das messbare Maß für die „eingefrorene“ Magnetisierung und ein zentraler Kennwert für die Stärke eines Magneten.
Arten der Magnetisierung (Magnetisierungsrichtung)
Die Magnetisierungsrichtung legt fest, wo Nord- und Südpol eines Magneten liegen. Sie wird bei der Herstellung durch das Werkzeug bestimmt und lässt sich später nicht mehr verändern. Diese vier Grundtypen kommen am häufigsten vor:
Axiale Magnetisierung
Magnetisiert entlang der Höhe bzw. Dicke. Die Pole liegen auf den beiden flachen Stirnflächen.
Typisch: Scheiben-, Quader- und Stabmagnete, Haftanwendungen, Lautsprecher.
Diametrale Magnetisierung
Magnetisiert quer durch den Durchmesser. Die Pole liegen an gegenüberliegenden Mantelseiten.
Typisch: Zylinder und Ringe in Rotations-, Winkel- und Positionssensoren.
Radiale Magnetisierung
Magnetisiert ringförmig vom Zentrum nach außen oder innen. Die Pole liegen am Innen- und Außenmantel.
Typisch: Ringmagnete in Elektromotoren, Rotoren und Encodern.
Mehrpolige Magnetisierung (Multipol)
Mehrere Nord- und Südpole wechseln sich auf einer Fläche oder am Umfang ab.
Typisch: Encoderringe, Magnetstreifen, Magnetbänder und Rotoren.
| Magnetisierungsart | Feldrichtung | Pole liegen … | Typische Form / Anwendung |
|---|---|---|---|
| Axial | entlang der Dicke / Höhe | auf den beiden Stirnflächen | Scheiben, Quader, Stäbe – Haftanwendungen |
| Diametral | quer durch den Durchmesser | an gegenüberliegenden Mantelseiten | Zylinder, Ringe – Winkel-/Positionssensoren |
| Radial | vom Zentrum nach außen/innen | an Innen- und Außenmantel | Ringe – Elektromotoren, Encoder |
| Mehrpolig | mehrere N/S auf einer Fläche | abwechselnd auf Fläche/Umfang | Encoderringe, Magnetstreifen, Rotoren |
Technische Daten – Remanenz und Kennwerte
Die Stärke der Magnetisierung eines Permanentmagneten wird über die Remanenz Br beschrieben – die verbleibende Flussdichte ohne äußeres Feld. Je höher Br und das Energieprodukt BHmax, desto stärker der Magnet. Die Koerzitivfeldstärke Hcj gibt an, wie gut die Magnetisierung einem Gegenfeld standhält. Die folgenden Werte gelten für gesintertes Neodym (NdFeB).
| Güte | Remanenz Br (T) | BHmax (kJ/m³ · MGOe) | Koerzitiv Hcj (kA/m) | Max. Betriebstemp.* |
|---|---|---|---|---|
| N35 | 1,17–1,22 | 263–287 · 33–35 | ≥ 955 | 80 °C |
| N38 | 1,22–1,26 | 287–310 · 36–38 | ≥ 955 | 80 °C |
| N42 | 1,29–1,32 | 318–342 · 40–42 | ≥ 955 | 80 °C |
| N45 | 1,32–1,37 | 342–366 · 43–45 | ≥ 955 | 80 °C |
| N48 | 1,37–1,42 | 366–390 · 46–48 | ≥ 876 | 80 °C |
| N52 | 1,43–1,48 | 380–422 · 48–52 | ≥ 876 | 80 °C |
*Standard-Temperaturklasse „N“. Höhere Klassen erhöhen die zulässige Betriebstemperatur (M ≈ 100 °C, H ≈ 120 °C, SH ≈ 150 °C, UH ≈ 180 °C, EH ≈ 200 °C, AH ≈ 230 °C; Suffix hinter der Güte, z. B. N42SH). Alle Angaben sind Richtwerte – bitte gegen das jeweilige Lieferanten-Datenblatt prüfen. Details in unseren magnetischen Kennwerten & physikalischen Magnetdaten.
Wie werden Magnete magnetisiert?
Permanentmagnete werden in der Regel per Impulsmagnetisierung aufmagnetisiert: Eine Magnetisierspule erzeugt ein sehr starkes, kurzes Feld, das oberhalb der Sättigungsfeldstärke des Werkstoffs liegt. Die Geometrie der Spule bzw. der Vorrichtung legt dabei die Magnetisierungsrichtung fest – axial, diametral oder mehrpolig.
Gesintertes NdFeB wird vor dem Pressen zunächst in einem Ausrichtfeld orientiert und erst nach der mechanischen Bearbeitung und Beschichtung endmagnetisiert. Weil die Richtung im Werkzeug bestimmt wird, ist sie fester Bestandteil der Spezifikation und lässt sich nachträglich praktisch nicht ändern. Sonderformen und spezielle Magnetisierungen fertigen wir auf Anfrage.
Was beeinflusst die Magnetisierung?
Die Magnetisierung ist dauerhaft, aber nicht unzerstörbar. Vier Faktoren können sie schwächen oder aufheben – bei richtiger Auslegung lässt sich das zuverlässig vermeiden:
Temperatur
Beim Erwärmen sinkt die Remanenz reversibel um ca. −0,12 %/°C. Oberhalb der max. Betriebstemperatur treten irreversible Verluste auf; ab der Curie-Temperatur (NdFeB ≈ 310–340 °C) verschwindet die Magnetisierung vollständig.
Gegenfelder
Ein starkes entgegengesetztes Feld oberhalb der Koerzitivfeldstärke Hcj entmagnetisiert den Magneten. Hcj sinkt mit steigender Temperatur um ca. −0,5 bis −0,6 %/°C.
Betriebspunkt & Luftspalt
Flache Magnete mit großem Luftspalt arbeiten näher am Kniepunkt der Entmagnetisierungskurve und reagieren empfindlicher auf Hitze und Gegenfelder als kompakte Geometrien.
Mechanische Belastung
Neodym ist hart und spröde. Schläge, Absplittern oder Bruch beschädigen den Magneten und die Beschichtung; die Korrosionsschicht schützt zusätzlich vor irreversiblen Verlusten.
Anwendungen der Magnetisierung
Die gewählte Magnetisierungsrichtung entscheidet über die Funktion – von einfacher Haftkraft bis zur präzisen Signalgebung in Sensoren.
Elektronik
Elektromotoren, Sensoren und Lautsprecher nutzen gezielte Magnetisierung für Antrieb und Signalwandlung.
Meist: radial & mehrpolig
Industrie & Maschinenbau
Automatisierung, Greifer, Magnetkupplungen und Spannsysteme setzen auf definierte Pole und hohe Haftkraft.
Meist: axial
Medizintechnik
Präzise, oft mehrpolige Magnetsysteme für Instrumente, Verschlüsse und Positionierung.
Meist: mehrpolig
Mess- & Sensortechnik
Encoder, Winkel- und Positionsgeber arbeiten mit diametraler oder mehrpoliger Magnetisierung.
Meist: diametral