Dynamisch-mechanisches Verhalten magnetosensitiver Elastomeren in einem homogenen Magnetfeld

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Marina Grenzer
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244521084

Magnetosensitive Elastomere (MSE) sind eine relativ neue Klasse von Funktionspolymerwerkstoffen, deren Form und mechanische Eigenschaften sich durch Anlegen eines magnetischen Feldes leicht beeinflussen lassen. MSE bestehen aus einer elastomeren Matrix, die mit mikroskopischen magnetischen Partikeln gefüllt ist. In den letzten Jahren wurden magneto-induzierte Deformationen der MSE erfolgreich experimentell und theoretisch untersucht. Anderseits existieren nur einzelne mikroskopische Ansätze für die Beschreibung der statischen Moduli der MSE. Für die Beschreibung der dynamisch-mechanischen Moduli unter Wirkung eines magnetischen Feldes sind dem Antragsteller und den beteiligten Personen keine mikroskopische Modelle bekannt. Ein grundlegendes Verständnis dynamischer Eigenschaften ist allerdings extrem wichtig für zahlreiche technische Anwendungen dieser Werkstoffklasse, wenn die externe mechanische Beanspruchung von der Amplitude und Frequenz abhängig ist.Das Ziel dieses Projektes ist es, einen ersten mikroskopischen Ansatz zur Beschreibung von dynamisch-mechanischen Eigenschaften der MSE unter Wirkung eines homogenen magnetischen Feldes zu entwickeln und zu verifizieren. Die Matrixeigenschaften sollen mit Hilfe eines simplen kubischen Netzwerk-Modells beschrieben werden. Um unterschiedliche räumliche Verteilungen der magnetischen Partikel zu betrachten, werden wie in vorangegangenen Arbeiten mehrere reguläre Gitter-Modelle sowie stochastisch generierte Verteilungen benutzt. Es ist geplant, das dynamische Verhalten der MSE mit isotropen und anisotropen Partikelverteilungen bei niedrigen und mittleren Frequenzen zu untersuchen und mit vorhandenen Experimenten zu vergleichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Gert Heinrich; Vladimir Toshchevikov, Ph.D.