Samarium-Cobalt (abgekürzt SmCo) ist eine Legierung des Seltenerdmetalls Samarium (Sm) mit dem Metall Cobalt (Co). Samarium-Cobalt wird hauptsächlich in zwei Legierungsstrukturen hergestellt: SmCo5 ohne Eisenanteil und Sm2Co17 mit einem Eisenanteil von 20–25 %. Beide Legierungen werden für Permanentmagnete verwendet. SmCo5 wurde 1966 und Sm2Co17 1972 von Karl J. Strnat am U.S. Air Force Materials Laboratory auf der Wright-Patterson Air Force Base entwickelt. Sm2Co17 weist gegenüber SmCo5 verbesserte magnetische Eigenschaften auf, ist jedoch schwieriger herzustellen.
Samarium-Cobalt war in den 1970er-Jahren bis zur Entwicklung von Neodym-Eisen-Bor der Werkstoff mit der höchsten bekannten magnetischen Energiedichte. Samarium-Cobalt ist ein pulvermetallurgischer Werkstoff. Das verdichtete Pulver wird unter geeigneten Wärmebehandlungsbedingungen gesintert. Dadurch können die vollständige Dichte und die gewünschte magnetische Orientierung erreicht werden.
SmCo-Magnete besitzen ein sehr starkes magnetisches Feld und weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Entmagnetisierung auf. Im Gegensatz zu Neodym-Magneten sind sie zudem sehr korrosionsbeständig. SmCo-Magnete können bei Temperaturen bis zu 300°C eingesetzt werden. Sie eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen eine höhere Betriebstemperatur sowie eine hohe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit erforderlich sind. Der Temperaturkoeffizient der Remanenz Br beträgt normalerweise weniger als ±0,05 %.
Zwei häufig verwendete Legierungen von SmCo-Magneten sind SmCo5 und Sm2Co17. Sie können gesintert oder mit Kunststoffen gebunden hergestellt werden. Im Allgemeinen sind SmCo-Magnete teurer als NdFeB-Magnete, während NdFeB-Magnete eine höhere magnetische Energiedichte aufweisen.
Typische physikalische Eigenschaften von SmCo-Magneten
| Physikalische Eigenschaft | Typischer Wert |
|---|---|
| Curie-Temperatur (°C) | 700–800 |
| Maximale Betriebstemperatur (°C) | 250 für SmCo5, 350 für Sm2Co17 |
| Spezifischer elektrischer Widerstand (µΩ·cm) | 50–90 |
| Härte (HV) | 450–600 |
| Dichte (g/cm³) | 8.0–8.5 |
| Relative Rücklaufpermeabilität (µrec) | 1.10 |
| Sättigungsfeldstärke, kOe (kA/m) | 37.5 (3000) |
| Temperaturkoeffizient von Br (%/°C) | -0.05 ~ -0.03 |
| Temperaturkoeffizient von iHc (%/°C) | -0.25 ~ -0.19 |