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'''Samarium-Cobalt''' (abgekürzt '''SmCo''') ist eine [[Legierung]] des [[Metalle der Seltenen Erden|Seltenerdmetalls]] [[Samarium]] (Sm) mit dem Metall [[Cobalt]] (Co). Für die Verwendung als Permanentmagnet sind zwei Kristallstrukturen geeignet: SmCo5, ohne zusätzliche Legierungselemente, und Sm2Co17 mit Eisen, Kupfer und Zirkonium als zusätzliche Legierungselemente.

SmCo5 wurde als [[Seltenerdmagnet]]legierung im Jahr 1966 und Sm2Co17 im Jahr 1972 von [[Karl J. Strnat]] am [[Air Force Materiel Command|U.S. Air Force Materials Laboratory]] auf der [[Wright-Patterson Air Force Base]] entwickelt.<ref name="hist1"/> Sm2Co17 weist gegenüber SmCo5 verbesserte magnetische Eigenschaften auf, lässt sich aber schwerer herstellen. Samarium-Cobalt war in den 1970er Jahren bis zur Entdeckung des [[Neodym-Eisen-Bor]] der Werkstoff mit der höchsten magnetischen Energiedichte.

== Allgemeines ==

Die Legierung SmCo5 hat eine maximale [[magnetische Energiedichte]] von bis zu (BH)max = 200 kJ/m3, die Legierung Sm2Co17 bis zu 260 kJ/m3.<ref name=Arnold/><ref name=EEC/><ref name=VAC/><ref name=Schrammberg/>
Durch Ersetzen des Samarium mit anderen Seltenen Erden, wie etwa [[Praseodym]] oder [[Gadolinium]], kann die [[Remanenz]], und damit das [[Energieprodukt]], verändert werden. Die [[Curie-Temperatur]] von SmCo-Magneten liegt zwischen 700 und 850 °C. SmCo5-Magnete können bis etwa 250 °C eingesetzt werden. Spezielle Sm2Co17-Legierungen bis zu 550 °C. Der [[Spezifischer Widerstand|spezifische elektrische Widerstand]] beträgt zwischen 50 und 100 '''·''' 10−6 Ω·cm.<ref name=tab1/>

Üblicherweise werden SmCo-Magnete [[Pulvermetallurgie|pulvermetallurgisch]] hergestellt. Dabei werden die Legierungselemente zunächst in einem Vakuuminduktionsofen geschmolzen, schnell abgekühlt und dann bis zu einer Partikelgröße von unter 10 µm gemahlen, bei der nur noch einkristallines Pulver vorhanden ist. Das Metallpulver wird dann in einem Magnetfeld ausgerichtet und, je nach Prozess, gleichzeitig oder danach zu einem [[Grünkörper|Grünling]] verpresst. Dieser wird dann in [[Vakuum]] oder unter [[Schutzgas]] dicht[[Sintern|gesintert]]. Durch eine abschließende [[Wärmebehandlung]] erhalten die Magnete ihre [[Koerzitivfeldstärke]].

Neben diesen Sinterwerkstoffen gibt es auch eine kunststoffgebundene Variante. Im Vergleich zu [[Neodym-Eisen-Bor]] ist ihre Bedeutung aber viel geringer.

SmCo-Magnete sind sehr spröde und werden deshalb in der Regel nur mit [[Diamant#Werkzeuge|diamant]]besetzten [[Schleifscheibe]]n oder durch [[Drahterodieren]] bearbeitet. Wenn immer möglich werden die Magnete erst nach dem Bearbeiten aufmagnetisiert.

Ab etwa 150 bis 180 °C weist SmCo ein höheres Energieprodukt auf als Neodym-Eisen-Bor, weshalb es vor allem bei höheren Anwendungstemperaturen eingesetzt wird. Aber auch die bessere [[Korrosionsbeständigkeit]], der tiefere reversible [[Temperaturkoeffizient]] oder die bessere Beständigkeit gegen [[ionisierende Strahlung]] können die Verwendung von SmCo sinnvoll machen. Durch Zulegieren des sich [[Antiferromagnetismus|antiferromagnetisch]] verhaltenden [[Gadolinium]]s kann der reversible Temperaturkoeffizient der Remanenz auf Null reduziert oder gar zu positiven Werten umgekehrt werden.

Aufgrund der höheren Herstellkosten von SmCo ist die wirtschaftliche Bedeutung geringer als bei NdFeB. Anwendungen des Werkstoffes liegen unter anderem bei rotierenden [[Elektrische Maschine|elektrischen Maschinen]] mit Permanenterregung, Sensoren im Automobilbau oder bei Chemiepumpen.

== Literatur ==
*{{Literatur
|Autor = Peter Campbell
|Titel = Permanent Magnet Materials and their Application
|Verlag = Cambridge University Press | Jahr = 1996 | ISBN = 978-0-52156688-9 }}

*{{Literatur
|Autor = Juha Pyrhonen, Tapani Jokinen, Valeria Hrabovcova
|Titel = Design of Rotating Electrical Machines
|Verlag = Wiley | Jahr = 2009 | ISBN = 978-0-47-069516-6 }}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="hist1">{{Internetquelle |url=http://www.rareearth.org/magnets_patents_history.htm |titel=History of Rare-Earth Magnets |sprache=en |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20160927104856/http://www.rareearth.org/magnets_patents_history.htm |archiv-datum=2016-09-27 |archiv-bot= |zugriff=2013-05-29}}</ref>
<ref name="Arnold">{{Internetquelle |url=https://www.arnoldmagnetics.de/products/recoma-samarium-cobalt-magnets/ |titel=Samarium-Kobalt-Magnete |werk=www.arnoldmagnetics.de |hrsg=Arnold Magnetic Technologies |sprache=de |abruf=2023-03-21}}</ref>
<ref name="EEC">Electron Energy Corporation: {{Internetquelle |url=http://www.electronenergy.com/products/samarium-cobalt.htm |titel=Samarium Cobalt Magnets |sprache=en |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20140921013545/http://www.electronenergy.com/products/samarium-cobalt.htm |archiv-datum=2014-09-21 |archiv-bot= |zugriff=2014-09-21}}</ref>
<ref name="VAC"> Vacuumschmelze: {{Internetquelle | url = http://www.vacuumschmelze.de/de/produkte/dauermagnete-systeme/dauermagnete/sm-co/vacomax.html | titel = Dauermagnete aus Samarium-Kobalt-Legierungen | zugriff= 2014-09-21}} </ref>
<ref name="Schrammberg">MS Schramberg: {{Internetquelle |url=http://www.magnete.de/seltenerdmagnete/nach-din-iec-60404-8-1.html |titel=Magnetische Kenndaten |offline=ja |archiv-url=https://web.archive.org/web/20130603095047/http://www.magnete.de/seltenerdmagnete/nach-din-iec-60404-8-1.html |archiv-datum=2013-06-03 |archiv-bot= |zugriff=2014-09-21}}</ref>
<ref name="tab1">[http://www.intl-magnetics.org/pdfs/0100-00.pdf Standard Specifications for Permanent Magnet Materials] (PDF; 1,4 MB), MMPA Standard Nr. 0100-00, 2000.</ref>
</references>

[[Kategorie:Legierung]]
[[Kategorie:Magnetwerkstoff]]
[[Kategorie:Cobalt]]

Samarium-Cobalt - Versionsgeschichte

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