Keramikmagnete: Welches Material?

von Stefan L., 02.05.06.

  1. Stefan L.

    Stefan L. Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 02.05.06   #1
    Hallo,
    es wird immer so viel von keramischen Magneten in Tonabnehmern gerdet, aber was verbirgt sich eigentlich hinter "Keramik".

    Ich habe meinen Werkstoffkundeprofessor heute mal gefragt aus was keramische Magnete gemacht sein könnten, allerdings konnte er mir keine konkrete Antwort geben und meinte das sich die Fachwelt sowieso nicht einig ist was man überhaupt Keramik nennen kann. Er meinte allerdings das wahrscheinlich Alluminumoxid ein Bestandteil ist.

    Wer weiß etwas genaueres und kann sagen aus welchem genauen Material Keramikmagente gemacht sind???

    Und wo wir gerade beim Thema sind. Was ist der Unterschied zwischen Alnico2 und Alnico5 Magneten.
    Alnico ist Aluminium Nickel Cobalt - das ist klar. Aber was soll die Zahl dahinter??? Steht das für die Wertigkeit??

    Es geht mir hier nicht um die (angeblichen) Klangeigenschaften oder die Vor- und Nachteile von den verschiedenen Magnetmaterialien, sondern um die reine chemische Zusammensetzung. Ist einfach pures Interesse.

    Danke
     
  2. DerOnkel

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    Erstellt: 03.05.06   #2
    Hier einige Informationen über die verschiedenen Magnetarten:

    1. Herstellung

    Dauermagnete werden presstechnisch hergestellt. Die häufigsten Formen sind Vierkant-, Ring-, Rund- und Segmentmagnete. Mit entsprechenden Werkzeugen können natürlich auch andere Formen als die genannten hergestellt werden. Dabei ist anzustreben, daß die Magnete bereits durch den Pressvorgang Ihre endgültige Form erhalten. Eine nachträgliche Bearbeitung ist sehr aufwendig.

    Die Herstellung von Magneten erfolgt drei Schritten:
    1. Pressen (Formgebung in einer Matrize)
    2. Sintern (aushärten des pulverförmigen Ausgangsmaterials)
    3. Kalibrieren (optionale Nachbehandlung durch Schleifen)
    Eine Nachbehandlung durch Schleifen oder Sägen sollte möglichst vermieden werden, weil dieser Arbeitsgang aufgrund der großen Härte des Produktes sehr kostenintensiv ist.
    Die einzelnen Kristalle eines Magnete sind normalerweise ungeordnet. Werden diese Kristalle durch ein äußeres Magnetfeld beim Pressvorgang ausgerichtet, erhält der Magnet eine Vorzugsrichtung. Je nach Magnetform unterscheidet man:
    • Ringmagnete: Vorzugsrichtung axial
    • Vierkantmagnete: Vorzugsrichtung entlang der größten Länge
    • Schalenmagnete: Vorzugsrichtung diametral oder radial
    Isotrope Magnete haben keine Vorzugsrichtung. Demnach kann die Magnetisierungsrichtung und -art beliebig gewählt werden. Anisotrope Magnete werden in einem Magnetfeld gepresst und erhalten dadurch eine Vorzugsrichtung. Sie haben nur in dieser Vorzugsrichtung gute magnetische Eigenschaften und können nur in dieser Richtung magnetisiert werden. Bei gleichem Magnetvolumen wird ein höherer magnetischer Fluß erreicht als bei isotropen Magneten. Die Remanenz erreicht fast den doppelten Wert.
    Basierend auf der Materialzusammensetzung werden drei Gruppen von Dauermagneten unterschieden:
    1. AlNiCo,
    2. Seltene Erden,
    3. Ferrite
    Alle drei Magnettypen werden beim Bau von elektromagnetischen Tonabnehmern eingesetzt.

    2. AlNiCo

    AlNiCo-Magnete wurden bereits in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt und kommerziell eingesetzt. Seit aber neue Materialien entwickelt wurden, deren magnetische Eigenschaften denen von AlNiCo überlegen sind, ist die Bedeutung dieser Magnete stark zurückgegangen. Lediglich in Anwendungen, in denen die Stärken von AlNiCo unverzichtbar sind, haben sie sich behauptet. Die wesentlichen Rohstoffe für die metallbasierten AlNiCo-Magnete sind die ferromagnetischen Stoffe Eisen, Nickel und Kobalt. Neben Aluminium werden noch verschiedene andere Elemente zugemischt.
    Standardmäßig sind Rundstäbe, Rechteckstäbe, Ringe und Hufeisenmagnete verfügbar. Desweiteren sind sie auch als kunststoffgebundene Magnete erhältlich.
    Es gibt verschiedene sogenannte Grade von AlNiCo, welche die verschiedenen Legierungen repräsentieren. Leider existiert dafür keine einheitliche Bezeichnung.

    Für den Bau von elektromagnetischen Tonabnehmern wird sehr häufig AlNiCo 2 und AlNiCo 5 eingesetzt. Aufgrund der ferromagnetischen Eigenschaften von AlNiCo ist die Permeabilitätszahl µr größer als 1. Abhängig von der Magnetisierung des Materials können sich Werte zwischen 100 und 100.000 ergeben. Bringt man einen solchen Magneten in die Spule eines Tonabnehmers, so vergrößert sich seine Induktivität um genau diesen Faktor. Damit kann ein AlNiCo-Magnet die Übertragungscharakteristik des Tonabnehmers verändern. Christopher Kinman bezeichnet AlNiCo-Magnete daher auch als „Klangmagnete“. Besonders der Klang der Tonabnehmer von Fender und Gibson wird mit diesen Magneten in Verbindung gebracht.
    Die folgende Tabelle zeigt eine Zusammenstellung der wichtigsten Kenndaten für die verschiedenen AlNiCo-Sorten:

    [​IMG]

    Bei den Bezeichnungen ist jedoch Vorsicht angebracht. Jeder Hersteller hat quasi sein eigenes „Rezept“ für AlNiCo. Es ist also durchaus möglich, daß zwei AlNiCo-5-Magnete von verschiedenen Herstellern unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

    3. Seltene Erden

    SmCo-Magnete wurden bereits zu Beginn der 70er Jahre entwickelt und kommerziell eingesetzt. Die wesentlichen Rohstoffe für diese Magnete (Sm2Co17) sind Samarium (~25% .. 35%), geringe Mengen Chrom und Kupfer, der Rest ist Kobalt. Sie werden hauptsächlich bei hohen Temperaturen und in korrossionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt.
    Standardmäßig sind Rundstäbe, Rechteckstäbe, Ringe und Hufeisenmagnete verfügbar. Desweiteren sind sie auch als kunststoffgebundene Magnete erhältlich.

    [​IMG]

    Die "neuen" SNC's von Fender sind von Bill Lawrence entwickelte koaxiale Humbucker mit SmCo-Magneten.

    [​IMG]

    4. Ferritmagnete

    Bei den gesinterten Hartferritmagneten unterscheidet man zwischen Barium- und Strontiumhartferritmagneten. Diese Magnete sind kostengünstig und haben gute magnetische Eigenschaften. Nicht zuletzt deshalb werden sie am häufigsten eingesetzt.
    Die Ausgangsmaterialien sind Eisenoxid und Barium- oder Strontiumkarbonat. Diese werden gemischt, vorgesintert und anschließend gemahlen.
    Danach teilt sich der Herstellungsprozess in drei Varianten auf:
    1. Isotrop: trocken pressen
    2. Anisotrop: trocken pressen im Magnetfeld
    3. Anisotrop: nass pressen im Magnetfeld
    Nach dem Pressen werden die Rohlinge gesintert. Beim Sintern verbacken die pulverförmigen Rohlinge zu einer festen geometrischen Form. Sie erhalten ihre endgültige Form und Festigkeit. Auf auf Kundenwunsch können die Ferrite magnetisiert werden.

    Die meisten als "Ceramics" bezeichnete Magnete in den bekannten Tonabnehmern sind in die Kategorie Ferrite einzuordnen.

    Ulf
     
  3. Stefan L.

    Stefan L. Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 03.05.06   #3
    Danke. Ist zwar auch keine genaue Antwort aber schon mal sehr interessant. Ich entnehme dem Text einfach mal das es eigentlich kein "standartisiertes" Material für keramische Magnete gibt. Also keramik ist nicht gleich keramik (auf Tonabnehmer bezogen).
     
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