36 Prakt. Met. Sonderband 52 (2018)
gleichermaßen wie pulvermetallurgisch hergestellte Materialien. Beispiele für Letztere sind
Dauermagnetmaterialien und weichmagnetische Verbundwerkstoffe für Elektromotoren
und Generatoren, Elektrodenmaterialien für Lithium-lonen-Batterien, oder Leichtbauwerk-
stoffe und Multimaterialverbunde für Leichtbaukonstruktionen mit Funktionsintegration. Da
die Eigenschaften der Werkstoffe und der daraus gefertigten Komponenten untrennbar mit
dem Gefüge der Materialien verbunden sind, besitzt die Materialographie bei der Ent-
wicklung und Produktion eine zentrale Rolle. Mit Hilfe korrelativer Mikroskopietechniken
und geeigneter Softwaretools lassen sich kritische Gefügeparameter (Größe, Form und
Orientierung von Körnern, Phasenbestandteile, Einschlüsse, plastische Verformung und
elastische Spannungen) und Inhomogenitäten der Werkstoffe identifizieren und quanti-
fizieren sowie mit den zugehörigen Werkstoffeigenschaften korrelieren. Der Beitrag
beleuchtet den Nutzen der Materialographie für die Weiterentwicklung und Sicherung der
Qualität wichtiger Komponenten der Elektromobilität. Dabei wird besonders eingegangen
auf hart- und weichmagnetische Bauteile für Elektromotoren sowie Li-lonen-Batterien.
2. Magnete '
Hart- und weichmagnetische Werkstoffe sind Schlüsselkomponenten in Elektromotoren,
welche über Magnetkreise angetrieben werden. Je leistungsstärker die Magnete sind, des- :
to effizienter, leichter und kompakter können die Energiewandler der Elektromobilitat ge-
baut werden. Dies gilt für Dauermagnete und Weichmagnete gleichermaßen. Die gegen-
wärtig leistungsstärksten Werkstoffe sind Seltenerdmagnete bzw. Elektroband.
SS D
© ae 7 z
= 1000 Ve ME 5
6 6
> ‘9
800 7 i.
; "3
325 Siliziumkonzenträtiön. =>
2 £ 600 4 DE
D2 £2
tT rons a
5 400 er 5
. a Co! ~ * a 3
a “OM 3 06, 2
i J
S 200 Ld . ad i og rE a 1 £
hp | Stänzkanteneffekte. |
Stahl”... En MTexturietung >
0 ‘ 3 € ~0 id - = Ta Ferrite al SELLE L | 0
1890 1915 1940 1965 1990 2015 2040
Jahr
Abb. 1: Weiterentwicklung der Starke von Dauermagneten und der Verlustminimierung
von Weichmagneten (am Beispiel von nichtorientiertem Elektroband fur 1.5 T, 50 Hz).
Ihr Verbau in Traktionsantrieben (die Dauermagnete werden auf der Rotoroberfliche sin
verbaut, die Weichmagnete im Stator mit Spulen umwickelt), sorgt bei E-Fahrzeugen für
eine Reduktion des Gesamtgewichts und damit für eine Erhöhung ihrer Reichweite.
X
