Der Austauschfeder-Magnet: Ein neues Materialprinzip für Permanentmagnete

Zusammenfassung

Ein Permanentmagnet ist ein Speicher für magnetische Feldenergie. Ein Maß für die Energie, die pro Volumeneinheit eines Permanentmagneten gespeichert werden kann und somit ein viel gebrauchtes, wenn auch nicht universelles Gütemaß ist das sogenannte maximale Energieprodukt (BH)_max. Die theoretische obere Grenze des Energieprodukts* eines vorgegebenen Magnetmaterials,

$$ {\left( {BH} \right)_{\max }}J_s^2/4{\mu _0} = {\mu _0}M_s^2/4 $$

(1)

hängt explizit nur von seiner Sättigungspolarisation J_s = μ_oM_s ab, ist darüber hinaus jedoch an die folgenden Bedingungen geknüpft: Die Remanenz muß gleich der Sättigungspolarisation sein, B_r = μ_oM_r = J_s; dies bedeutet, daß der Volumenanteil des magnetischen Materials p = 1 ist und daß seine leichten Achsen parallel zur Feldachse ausgerichtet sind. Ferner müssen die kritischen Felder für irreversibles Umschalten der Magnetisierung (Keimbildungsfelder) H_n ≥ J_s/2μ_o = M_s/2 sein. Diese Bedingungen können jedoch prinzipiell nur mit solchen Materialien annähernd erfüllt werden, die eine hinreichend hohe, nicht planare, vorzugsweise einachsige magnetokristalline Anisotropie $K > > J_s^2/4{\mu _0}$ haben, wobei K die durch Gl. (2) definierte Konstante der Kristallenergie ist.