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Magnetische Eigenschaften weichmagnetischer Composite

Untersucht wurde, wie sich der Anteil weichmagnetischer Partikel und deren spezifische Eigenschaften auf die magnetischen Gesamteigenschaften von Kompositen bestehend aus polymergebundenen weichmagnetischen Partikeln auswirken.

Die füllgradabhängige Verlustleistung nimmt mit Verringerung des Füllgrades zu. Für geringe Füllgrade x ≤ 0,5 konnte ab einer Frequenz f = 50Hz ein Anstieg der anomalen Verluste beobachtet werden, verursacht durch eine verringerte effektive Anzahl von Domänenwänden. Weiterhin gezeigt wurde, dass die Polarisation J direkt proportional mit dem Füllgrad x ansteigt und die magnetische Feldstärke H eine Proportionalität zu 1/x zeigt. Die Permeabilität der Komposite wurde experimentell ermittelt und mit bestehenden mathematischen Modellen verglichen mit dem Ergebnis, dass die Permeabilität mit konventionellen Modellen nicht vorhersagbar ist. Ursache für die schlechte Modellierbarkeit der Permeabilität von Magnetkompositen sind entmagnetisierende Felder, die das magnetische Feld innerhalb des Magnetkerns erheblich verringern. Mit Hilfe experimenteller Daten der Polarisation, der Koerzitivfeldstärke und des inneren Entmagnetisierungsfaktors wurde ein neues Modell zur Bestimmung der effektiven Permeabilität von Kompositen ausgearbeitet, welches eine sehr gute Übereinstimmung mit den gemessenen Permeabilitäten zeigt. Eine Vorhersage der zu erwartenden Permeabilität ist somit nun möglich.

Zusätzliche Optimierungen der Komposite durch Mischungen verschiedener weichmagnetischer Materialien, variierenden Partikelgrößen und gezielt orientierten Partikeln wurden untersucht und für effektiv befunden.

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 Mathias Anhalt

Mathias Anhalt
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik
Technische Universität Clausthal

Informationen

Freie Schlagwörter: Weichmagnetische Komposite; Polymer-Partikel Komposite; hochgefüllte Kunststoffe; Funktionskunststoffe; Kunststoffverarbeitung; magnetische Eigenschaften; Permeabilität; Verlustleistung; Koerzitivfeldstärke; Polarisation
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Natur- und Materialwissenschaften der Technischen Universität Clausthal
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Dr.-Ing. B. Weidenfeller (Betreuer, Prof. Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. W. Riehemann
Erscheinungsjahr: 2008
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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