Метод измерения деформаций магнитоактивных эластомеров под действием магнитных полей
Д. В. Савельев,
Л. Ю. Фетисов,
Д. В. Чашин,
П. А. Шабин,
Д. А. Вьюник,
Ф. А. Федулов,
W. Кettl,
M. Shamonin Аннотация
Магнитодеформация представляет собой изменение размеров и формы образца под действием однородного внешнего магнитного поля. Исследование данного эффекта в различных материалах позволяет изучить природу магнитных и механических взаимодействий в них. Большой интерес вызывает магнитодеформация и с инженерной точки зрения для конструирования новых приборов и устройств микросистемной техники. В магнитоактивных эластомерах, содержащих магнитные микрочастицы в полимерной матрице, обнаружена гигантская деформация под действием внешнего магнитного поля. Общепризнанные методы измерения магнитодеформации в магнитоактивных мягких материалах в настоящее время практически отсутствуют. В статье описана установка, разработанная для исследования магнитoмеханических характеристик магнитоактивных эластомеров, и продемонстрированы ее экспериментальные возможности. Установка позволяет измерить деформации в диапазоне от 0 до 12.5 мм с разрешением 1 мкм. Получаемые при помощи данной установки деформационные кривые необходимы для разработки актюаторных и сенсорных устройств на основе магнитоактивных эластомеров и улучшения технологий их изготовления.
Ключевые слова
Об авторах
Д. В. Савельев
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
аспирант кафедры наноэлектроники Физико-технологического института
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
ResearcherID D-8952-2019
Scopus Author ID 57196479660
Л. Ю. Фетисов
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры наноэлектроники Физико-технологического института
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
ResearcherID D-1163-2013
Scopus Author ID 26431336600
Д. В. Чашин
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
кандидат технических наук, ведущий инженер Научно-образовательного центра «Магнитоэлектрический материалы и устройства»
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
ResearcherID D-9629-2019
Scopus Author ID 23977510200
П. А. Шабин
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
студент кафедры наноэлектроники Физико-технологического института
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Д. А. Вьюник
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
студент кафедры наноэлектроники Физико-технологического института
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Ф. А. Федулов
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
аспирант кафедры наноэлектроники Физико-технологического института
119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 57194284263
W. Кettl
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg
Германия
Германия
студент магистратуры «Электротехника и микросистемная техника», Университет прикладных наук г. Регенсбург
58, Prüfeninger str., Regensburg 93049, Германия
M. Shamonin
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg
Германия
Германия
Dr. Rer. Nat., профессор, факультет «Электротехника и информационные технологии», Университет прикладных наук г. Регенсбург
58, Prüfeninger str., Regensburg 93049, Германия
Scopus Author ID 7003493217
Список литературы
1. Белов К.П. Магнитострикционные явления и их технические приложения. М.: Наука, 1987. 158 c.
2. Физическая энциклопедия : в 5-ти т. / Гл. ред. А.М. Прохоров. М.: Советская энциклопедия (тт. 1-2); Большая Российская энциклопедия (тт. 3-5), 1988-1999.
3. Engdahl G. Handbook of Giant Magnetostrictive Material. San Diego: Academic, 2000. 386 p.
4. Elhajjar R., Law C.-T., Pegoretti A. Magnetostrictive polymer composites: Recent advances in materials, structures and properties // Progr. Mater. Sci. 2018. V. 97. P. 204–229. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.02.005
5. Chashin D.V., Burdin D.A., Fetisov L.Yu., Economov N.A., Fetisov Yu.K. Precise measurements of magnetostriction of ferromagnetic plates // Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics. 2018. V. 11(1). P. 30–34. https://doi.org/ 10.17516/1997-1397-2018-11-1-30-34
6. Samanta H., Nagata Y., Uchida T., Abe S. New optical technique for bulk magnetostriction measurement // J. Magn. Magn. Mater. 2000. V. 212. № 3. P. 355–360. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00832-X
7. Boley M.S., Shin W.C., Rigsbee D.K., Franklin D.A. Capacitance bridge measurements for magnetostriction // J. Appl. Phys. 2002. V. 91(10). P. 8210–8212. https://doi.org/10.1063/1.1447512
8. Belyaeva I.A., Kramarenko E.Y., Shamonin M. Magnetodielectric effect in magnetoactive elastomers: Transient response and hysteresis // Polymer. 2017. V. 127. P. 119–128. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2017.08.056
9. Webster W.L. Magneto-striction in iron crystals // Proceed. of the Royal Society A. 1925. Iss. 109. P. 570–584. https://doi.org/10.1098/rspa.1925.0146
10. Shamonin M., Kramarenko E.Y. Highly responsive magnetoactive elastomers // Novel Magnetic Nanostructures. 2018. P. 221–245. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00007-2
11. Glavan G., Kettl W., Brunhube, A., Shamoni, M., Drevenšek-Olenik I. Effect of material composition on tunable surface roughness of magnetoactive elastomers // Polymers. 2019. V. 11(4) P. 594. https://doi.org/10.3390/polym11040594
12. Stepanov G.V., Borin D.Yu., Raikher Yu.L., Melenev P.V., Perov N.S. Motion of ferroparticles inside the polymeric matrix in magnetoactive elastomers // J. Phys.: Condens. Matter. 2008. V. 20. P. 204121. https://doi.org/10.1088/0953-8984/20/20/204121
13. Belyaeva I.A., Kramarenko E.Y., Stepanov G.V., Sorokin V.V., Stadler D., Shamonin M. Transient magnetorheological response of magnetoactive elastomers to step and pyramid excitations // Soft Matter. 2016. V. 12(11). P. 2901–2913. https://doi.org/10.1039/C5SM02690C
14. Sorokin V.V., Ecker E., Stepanov G.V., Shamonin M., Monkman G.J., Kramarenko E.Y., Khokhlov A.R. Experimental study of the magnetic field enhanced Payne effect in magnetorheological elastomers // Soft Matter. 2014. V. 10(43). P. 8765–8776. https://doi.org/10.1039/C4SM01738B
Дополнительные файлы
|
|
1. Рис. 3. Внешний вид установки для измерения зависимости магнитострикции МАЭ от магнитного поля H. | |
| Тема | ||
| Тип | Research Instrument | |
Посмотреть
(1MB)
|
Метаданные | |
При поддержке: Работа выполнена в рамках совместного проекта Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 18-502-12037) и Немецкого исследовательского общества (Deutsche Forschungsgemeinschaft, грант 389008375).
Для цитирования:
Савельев Д.В., Фетисов Л.Ю., Чашин Д.В., Шабин П.А., Вьюник Д.А., Федулов Ф.А., Кettl W., Shamonin M. Метод измерения деформаций магнитоактивных эластомеров под действием магнитных полей. Российский технологический журнал. 2019;7(4):81-91. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-4-81-91
For citation:
Saveliev D.V., Fetisov L.Yu., Chashin D.V., Shabin P.A., Vyunik D.A., Fedulov F.A., Kettl W., Shamonin M. Method of Measuring Deformations of Magnetoactive Elastomers under the Action of Magnetic Fields. Russian Technological Journal. 2019;7(4):81-91. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2019-7-4-81-91
Просмотров: 312
Послать статью по эл. почте 