Experimentelle Charakterisierung der magnetfeldabhängigen Eigenschaften neuartiger magnetischer Hybridmaterialien

• Antragsteller: Dr. Dmitry Borin
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276456806

Klassische magnetische Hybridmaterialien beinhalten entweder magnetisch weiche oder magnetisch harte Partikel. Dementsprechend haben sie entweder einen aktiven magnetorheologischen Effekt oder sind durch die Vormagnetisierung der magnetisch harten Partikel mit passiven magnetorheologischen Eigenschaften versehen. Im Rahmen des Paketantrags soll durch Mischung magnetisch harter und magnetischer weicher Partikel in einer elastomeren Matrix eine Kombination aktiver und passiver magnetorheologischer Eigenschaften erzielt werden. Dabei ist es das Ziel des Verbunds, entsprechende Materialien, auf der Basis eines detaillierten mikroskopischen Verständnisses, maßgeschneidert für sensorische Anwendungen zu synthetisieren.In diesem Kontext sollen im hier beantragten Teilprojekt systematische experimentelle Untersuchungen an magnetischen Hybridmaterialien durchgeführt werden, deren Eigenschaften vom angelegten Magnetfeld abhängig sind. Im Fokus des Arbeitsprogramms stehen klassische elastische magnetische Hybridmaterialien sowie neuartige Komposite mit einer komplexen Zusammensetzung. Experimente zur mechanischen Beanspruchung mittels verschiedenen Methoden und Instrumentierungen werden mit Untersuchungen der statischen magnetischen Eigenschaften kombiniert. Die erhaltenen Daten dienen als Referenz für die Simulation der Materialeigenschaften und schaffen die Grundlage für die theoretischen Vorhersagen sowie für das Design von Sensoren auf Basis des neuartigen magnetischen Hybridmaterialien. Der Einfluss der Zusammensetzung des Partikelgemisches, dessen Morphologie und Konzentration auf den Vernetzungsprozess sowie auf das resultierende makroskopische Verhalten der Komposite wird bewertet und charakterisiert. Außerdem werden innerhalb des Subprojektes die vorhandenen experimentellen Techniken und Methoden für die magnetomechanische Charakterisierung von magnetischen Hybridmaterialien verbessert. Dazu werden Experimente mit verschiedenen Messmethoden durchgeführt, welche zum Teil noch nie auf diese Materialklasse angewendet worden sind. Eine Kombination unterschiedlicher experimenteller Methoden wird vorgenommen, um eine genaue Auskunft über magnetfeldabhängige viskoelastische Eigenschaften der magnetischen Hybridmaterialien zu gewährleisten. Zusätzlich zur Charakterisierung neuartiger Komposite mit komplexer Zusammensetzung und zur Bewertung der neuen experimentellen Methoden, sollen Experimente an klassischen magnetischen Hybridmaterialien durchgeführt werden. Auf diese Weise soll deren immer noch nicht vollständig und eindeutig verstandenes Verhalten geklärt werden. Mikrostrukturelle Charakterisierungen und theoretische Analysen, welche von anderen Arbeitsgruppen zur Verfügung gestellt werden, gewährleisten eine korrekte Interpretation der Messdaten. Schließlich sollen diese Informationen zur Vorhersage bestimmter Materialeigenschaften beitragen, welche durch gezielte Änderungen der Materialzusammensetzung erreicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Sofia Kantorovich; Professor Dr. Yuriy L. Raikher; Professor Gennady V. Stepanov; Professor Dr. Pavel Storozhenko; Professor Dr. Andrey Zubarev