Wie man Magnete vor Korrosion schützt

Magnete spielen heute in Millionen von Anwendungen eine entscheidende Rolle, von Verbrauchergeräten bis hin zu Anlagen. Sie sind jedoch anfällig für Umwelteinflüsse, die ihre Funktion beeinträchtigen können. Ein Beispiel ist die Korrosion. Magnete werden geschwächt, blättern ab oder fallen sogar ganz aus, wenn sie nicht geschützt werden.

Warum können Magnete rosten?

Korrosion ist einfach eine chemische Reaktion zwischen dem Magnetmaterial und der Umgebung. Bei den meisten Magneten ist eine solche Reaktion mit Wasser, Sauerstoff oder Chemikalien verbunden, die die Oberfläche des Magneten angreifen und seine Zusammensetzung beeinträchtigen können. Seltene Erdmagnete wie Neodym enthalten Eisen und Bor, die mit Wasser und Sauerstoff extrem reaktiv sind. In feuchter Luft oder Salzwasser können solche Magnete rosten, Grübchen bilden oder an der Oberfläche oxidieren.

Einige Faktoren, die dazu beitragen, sind:

- Wasserkontakt oder hohe Luftfeuchtigkeit, die die Oxidation beschleunigen.

- Meeresähnliche Atmosphären mit hohem Salz- oder Säuregehalt, die die chemische Reaktivität der Magnetoberfläche erhöhen.

- Temperaturschwankungen, die zu Mikrorissen in Beschichtungen oder Materialien führen und das Eindringen von Wasser ermöglichen.

Selbst leichte Korrosion kann die magnetische Stärke beeinträchtigen, Passungsstörungen in mechanischen Baugruppen hervorrufen oder empfindliche elektronische Komponenten zerstören. Wenn man die Ursachen der Korrosion versteht, kann man besser vorbeugen.

Korrosionsvorbeugung bei Magneten

Es gibt eine Reihe von Techniken, um die Korrosion von Magneten zu verhindern. Die Techniken reichen von Beschichtungen bis hin zu Umweltkontrollen und Wartungspraktiken.

1. Schutzanstriche verwenden

Die gebräuchlichste und effizienteste Methode zum Schutz von Magneten vor korrosiven Stoffen sind Beschichtungen. Einige der bekanntesten Beschichtungen sind:

- Nickel-Kupfer-Nickel-Beschichtung (Ni-Cu-Ni): Die gebräuchlichste Beschichtung für Neodym-Magnete, eine harte Metallbeschichtung, die oxidations- und feuchtigkeitsbeständig sowie resistent gegen leichte Chemikalien ist. Sie kann in feuchten und industriellen Umgebungen eingesetzt werden.

- Epoxid-Beschichtung: Eine Polymerbeschichtung mit ausgezeichnetem Schutz gegen Feuchtigkeit und chemische Einflüsse. Epoxidharz wird häufig in der Elektronik, in Motoren und überall dort eingesetzt, wo es zu Wasserkontakt kommt.

Zink- oder Goldbeschichtung: Diese Beschichtungen bieten in milderen Umgebungen weniger Schutz. Zink ist opferfähig, d. h. es korrodiert vorzugsweise, um den darunter liegenden Magneten zu schützen, während Gold fast vollständig korrosionsbeständig ist, aber teuer ist und hauptsächlich in der Elektronik verwendet wird.

2. Kontrolle der Exposition gegenüber der Umwelt

Die Begrenzung der Exposition eines Magneten gegenüber korrosiven Elementen ist entscheidend. Zu den wichtigsten Praktiken gehören:

-Kontrolle von Feuchtigkeit und Nässe: Lagern Sie Magnete in einem trockenen, klimatisierten Raum.

-Versiegeln oder Einkapseln: Umhüllen Sie Magnete mit Schutzgehäusen, Kunststoffgehäusen oder Kunstharzbeschichtungen, insbesondere in Meeres- und Wettergebieten oder bei hoher Luftfeuchtigkeit.

3. Kathodischen Schutz verwenden

Für besonders empfindliche Magnete können Opferbeschichtungen verwendet werden. Dabei handelt es sich um eine äußere Schicht aus einem Metall, das korrodiert, bevor die Integrität des Magneten beeinträchtigt wird. Diese Methode ist bei Haushaltsprodukten weniger gebräuchlich, wird aber in industriellen oder maritimen Nischenbereichen eingesetzt.

4. Regelmäßige Inspektion und Wartung

Durch regelmäßige Inspektion lassen sich Korrosions- und Beschichtungsschäden frühzeitig erkennen. Zu den Wartungsrichtlinien gehören:

-Reinigung der Oberflächen zur Entfernung von Staub, Salz oder chemischen Rückständen.

-Ausbessern von Beschichtungen oder Ersetzen von Magneten mit sichtbarem Rost oder Verschleiß.

-Überprüfung der Umgebungsbedingungen während der Lagerung oder Verwendung, um Schäden zu vermeiden.

Welche Magnetmaterialien haben wir?

Das Material des Magneten hat einen sehr großen Einfluss auf die Korrosionsanfälligkeit. Die Kenntnis der Materialeigenschaften ermöglicht eine intelligente Auswahl auf der Grundlage der Umweltbedingungen und der Anwendungsanforderungen.

-Neodym-Eisen-Bor (NdFeB): Die stärksten kommerziell hergestellten Magnete, aber aufgrund des Eisengehalts extrem korrosionsanfällig. Schutzbeschichtungen sind unerlässlich.

- Samarium-Kobalt (SmCo): Von Natur aus widerstandsfähiger gegen Oxidation und Korrosion. Am besten geeignet für Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt oder Hochtemperaturanwendungen.

- Ferrit-Magnete: Ferritmagnete bestehen aus Eisenoxiden und sind von Natur aus korrosionsbeständig. Sie eignen sich für den Einsatz im Freien oder unter nassen Bedingungen, sind aber schwächer als Seltenerdmagnete.

- Kunststoff- oder Polymer-gebundene Magnete: Diese in Kunststoff eingeschlossenen Magnete kommen nicht in direkten Kontakt mit Chemikalien und Feuchtigkeit und bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Schutz und akzeptabler Stärke.

Zusammenfassende Tabelle: Erfolgreicher Korrosionsschutz für Magnete

Weitere Informationen finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).

Schlussfolgerung

Korrosion stellt ein ernstes Problem für Magnete dar, insbesondere für Hochleistungsmagnete. Durch Schutzbeschichtungen, Materialauswahl, Umgebungskontrolle und regelmäßige Wartung lässt sich die Lebensdauer der Magnete erheblich verlängern und ihre Leistung sicherstellen.

Häufig gestellte Fragen

Warum korrodieren Magnete?

Korrosion entsteht, wenn Magnetwerkstoffe mit Sauerstoff, Feuchtigkeit oder Chemikalien reagieren und die Oberfläche beschädigen, was zu Leistungseinbußen führt.

Sind alle Magnete gleich empfindlich?

Nein. Neodym-Magnete sind sehr anfällig, aber Ferrit- und Samarium-Kobalt-Magnete haben eine größere natürliche Widerstandsfähigkeit.

Welche Beschichtung ist der beste Schutz?

Eine Vernickelung bietet eine bessere Haltbarkeit in rauen Umgebungen, während Epoxidharz für einen durchschnittlichen Schutz vor Feuchtigkeit und Chemikalien geeignet ist.

Sind Korrosionsschäden umkehrbar?

Korrosion lässt sich nicht vollständig rückgängig machen. Zum Schutz von Magneten müssen Präventivmaßnahmen und Erstbehandlungen durchgeführt werden.

Wie lässt sich die Korrosion durch Umweltkontrollen minimieren?

Luftfeuchtigkeit, Temperatur und der Kontakt mit Chemikalien werden reguliert, um Zerfallsreaktionen zu begrenzen, die die Magnetoberflächen beschädigen.