Magnetismus – Teil 2: Ferrite, magnetische Größen und Einheiten

Herstellung

Ferrite werden mit Hilfe eines Sinterprozesses hergestellt.

Sintern ist ein Verfahren zur Herstellung oder Veränderung von Werkstoffen. Dabei werden feinkörnige keramische oder metallische Stoffe – vorzugsweise unter hohem Druck – erhitzt, wobei die Temperaturen jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bleiben, so dass die Gestalt (Form) des Werkstückes erhalten bleibt. Es findet eine Art „Verbacken“ statt und damit kann eine hohe mechanische Festigkeit erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist dieses Verfahren auch in Hinblick auf die Herstellung spezieller Formen, hier sind z. B. auch Hinterschneidungen möglich.

Kalzination: Hartmagnetische Ferrite werden durch eine chemische Reaktion, die Kalzination, aus den Ausgangsstoffen Eisen (III)-oxid und Barium- bzw. Strontiumcarbonat hergestellt. Anschließend wird das Reaktionsprodukt möglichst fein gemahlen (Einbereichsteilchen, Weiss-Bezirke, Korngröße 1 bis 2 μm) und zu Presslingen geformt, getrocknet und gesintert.

Bildungsreaktion: Weichmagnetische Ferrite werden ebenfalls vorgesintert (Bildungsreaktion), gemahlen und gepresst. Jedoch findet die anschließende Sinterung in speziell angepassten Atmosphären (z. B. Sauerstoffmangel) statt. Die chemische Zusammensetzung und vor allem die Struktur von Vorsinterprodukt und Sinterprodukt unterscheiden sich stark.

Größen und Einheiten des Magnetismus

Die Größen und Einheiten des Magnetismus sind in der Regel den praktisch tätigen Elektrofachkräften nicht so geläufig, wie die elektrotechnischen Größen und Einheiten. Dennoch gibt es viele Berührungspunkte zwischen beiden physikalischen Disziplinen, speziell im Bereich des Elektromagnetismus (siehe nächste Beitragsfolge). Als wichtige Größen des Magnetismus sind zu nennen:

• magnetische Durchflutung Θ
• magnetische Feldstärke H
• magnetischer Fluss Φ
• magnetische Flussdichte B

Magnetische Durchflutung

Um einen stromdurchflossenen Leiter (Draht) bildet sich durch Elektronenbewegung ein Magnetfeld aus. Liegen, wie bei einer Spule, die stromdurchflossenen Leiter nebeneinander, steigt die magnetische Durchflutung mit der Anzahl der Spulenwindungen. Die Summe der Ströme durch die Leiter nennt man dann magnetische Durchflutung Θ (Theta).Da die magnetische Durchflutung für das magnetische Feld verantwortlich ist und die elektrische Spannung in einem Stromkreis den elektrischen Strom auslöst, wird sie auch als magnetische Urspannung bezeichnet.

Zeichen: Das Formelzeichen der magnetischen Durchflutung stammt aus dem griechischen Alphabet und ist das große Theta Θ.
Einheit. Die Einheit der magnetischen Durchflutung ist Ampere (A) bzw. Amperewindungen (AW). („W“ für Windungszahl ist einheitslos!)
Formel. Zur Berechnung der magnetischen Durchflutung nutzt man den folgenden Zusammenhang: