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Magnete in Bewegung

Das Herzstück eines Motors – mit Vakuum hergestellt

Ihre unsichtbare Kraft kann Dinge anziehen, abstoßen oder in Bewegung versetzen. Magnete sind ein wesentlicher Bestandteil jener Maschinen, die wir täglich nutzen. Eine Vakuumpumpe von Busch sorgt dafür, dass sie den hohen Anspruch an Qualität und Belastbarkeit, der ihnen abverlangt wird, auch erfüllen können.
Im Inneren jedes Motors befindet sich ein Permanentmagnet: die treibende Kraft für die Rotation des Motors und den reibungslosen Betrieb der Maschine, die er antreibt. Dieser unscheinbare, aber essentielle Bestandteil des Motors begann als gewöhnliches Metall. Um ein Metall in einen Magneten zu verwandeln, bedarf es einer elektromagnetischen Ladung und einer Reihe von Misch-, Mahl-, Erhitzungs- und Pressvorgängen, die durch eine Vakuumpumpe von Busch unterstützt werden. Allerdings weisen nur wenige Metalle die richtigen Eigenschaften auf, um in einen Permanentmagneten verwandelt werden zu können. Die ferromagnetischen Metalle, z. B. Eisen, Nickel und Kobalt, verfügen über genau diese Eigenschaften. Durch Mischen dieser Basismetalle mit anderen Materialien wie Strontiumcarbonat können sowohl ihre magnetische Kraft als auch ihre Belastbarkeit erhöht werden.

Ausrichten der Ladung

Ferromagnetische Metalle bestehen aus verschiedenen Bereichen, die Domänen genannt werden. Jede Domäne hat eine magnetische Ladung – so als ob das Metall Hunderte oder Tausende winziger einzelner Magnete enthielte. Vor der Verarbeitung des Metalls sind die Domänen jedoch nicht ausgerichtet, sodass sie sich gegenseitig aufheben. Um ein ganzes Stück Metall magnetisch zu machen, müssen die Domänen ausgerichtet werden. Dazu wird das Metallgemisch mehrmals gemahlen, bis jedes Teilchen nur noch eine Domäne enthält. Zunächst wird das Metall in einem Trockenverfahren gemahlen. Anschließend wird es erneut gemahlen, wobei dem feinen Pulver Wasser zugesetzt wird, um eine Art Schlamm zu erzeugen.

Von der Masse zum Magneten

Mit diesem Nassverfahren kann der neue Magnet in die für einen Motor erforderliche Form gebracht werden. Der Schlamm wird in eine Form gepresst – in diesem Fall kleine, gebogene Rechtecke, die auf beiden Seiten des Rotors angebracht werden. Nach der Formgebung muss das überschüssige Wasser entfernt werden. Zunächst wird dazu die Masse in die Form gepresst und die entstehende Flüssigkeit abgeführt. Dann kommt eine Vakuumpumpe zum Einsatz. Sie zieht die Feuchtigkeit sanft heraus, sodass sie abgelassen werden kann. Durch das Vakuumieren der Masse werden auch eventuell noch vorhandene kleine Wasser- oder Lufteinschlüsse beseitigt, die sonst zu unerwünschter Porosität und Schwachstellen des Endprodukts führen könnten. Sobald ausreichend Feuchtigkeit entzogen wurde, kann das Metall in einen Magneten umgewandelt werden. Die Form wird in einem Ofen bei 1200 °C gesintert und anschließend abgekühlt. Schließlich wird eine starke elektromagnetische Ladung aufgebracht. Dadurch werden alle zuvor durcheinander liegenden Domänen in eine Linie gebracht, sodass ein kohärentes Magnetfeld entsteht. Und so wird ein Magnet geboren, der in der Lage ist, einen Motor zu bewegen.
Magnete, die durch Blitze entstehen

Nicht alle Magnete werden in einer Fabrik hergestellt. Magneteisenstein ist ein magnetisches Metall, das in der Natur vorkommt. Während künstlich hergestellte Magnete mit hoher Hitze und kontrollierter Elektrizität geformt werden, hat Magneteisenstein einen viel dramatischeren Start ins Leben. Es beginnt als einfacher Magnetit, der trotz seines Namens nicht magnetisch ist. Viele Jahre lang glaubte man, dass er durch das Magnetfeld der Erde magnetisiert wird. Die heute vorherrschende Theorie besagt jedoch, dass er durch Blitzeinschläge magnetisch aufgeladen wird. Wenn ein Blitz auf die Erdoberfläche trifft, erzeugt er für einen sehr kurzen Augenblick ein extrem starkes elektromagnetisches Feld. Dieses reicht aus, um eine Veränderung in der Substruktur des Magnetits zu bewirken und seine Domänen auszurichten, wodurch letztlich seine magnetischen Fähigkeiten „erweckt“ werden.