Materiały magnetyczne SMART : budowa, wytwarzanie, badanie właściwości, zastosowanie / Jerzy Kaleta. Wrocław, Spis treści

Transkrypt

1 Materiały magnetyczne SMART : budowa, wytwarzanie, badanie właściwości, zastosowanie / Jerzy Kaleta. Wrocław, 2013 Spis treści Rozdział 1. Wprowadzenie 11 Rozdział 2. Kompozyty z udziałem cieczy magnetoreologicznych Kompozyty magnetoreologiczne na bazie MRF Wprowadzenie Cele badań własnych Ciecz magnetoreologiczna na potrzeby kompozytów MRC Wprowadzenie PoŜądane właściwości MRF, wpływ dodatków i innych czynników Dobór składu cieczy magnetoreologicznej Zjawisko sedymentacji i aglomeracji w cieczy magnetoreologicznej Badanie sedymentacji MRF Kompozyt magnetoreologiczny (MRC) Matryca porowata Wytwarzanie próbek Badania właściwości magnetomechanicznych MRC z matrycami porowatymi Cel badań Stanowisko badawcze Opis eksperymentu Wpływ zawartości cieczy na kształt pętli histerezy Wpływ charakteru sygnału wymuszającego Wpływ pola magnetycznego oraz zawartości MRF Określenie wpływu częstotliwości odkształcania MRC Wpływ wielkości odkształcenia postaciowego (γ) Badania kompozytów magnetoreologicznych w warunkach obciąŝeń udarowych Wyniki badania kompozytów Podsumowanie Wnioski i uwagi końcowe Sugestie dalszych prac 51 Bibliografia 52 Rozdział 3. Terfenol-D jako materiał o gigantycznej magnetostrykcji Wprowadzenie Właściwości stopów (Dy-Tb)-Fe 2. Analiza literatury przedmiotu Zjawisko magnetostrykcji w Terfenolu-D 59

2 3.2. Badania własne Badanie magnetostrykcji w warunkach wymuszenia statycznego Badanie magnetostrykcji w warunkach wymuszenia cyklicznego Tłumienie w Terfenolu-D z uwzględnieniem wpływu prądów wirowych Przykłady zastosowań Terfenolu-D w konstrukcjach mechanicznych Magnetostrykcyjny generator drgań akustycznych (głośnik magnetostrykcyjny) Aktywny tłumik drgań Zasadność i kierunki dalszych badań 77 Bibliografia 78 Rozdział 4. Kompozyty z udziałem Terfenolu-D Wprowadzenie. Kompozyty z uŝyciem Terfenolu-D Przegląd literatury przedmiotu i cele badań własnych Metodologia wytwarzania kompozytów z zastosowaniem proszków z Terfenolu-D Wstępne opracowanie procedury wytwarzania kompozytów Kompozyty do badań właściwości magnetomechanicznych Właściwości magnetomechaniczne Moduł spręŝystości wzdłuŝnej Stanowisko badawcze Pomiar magnetostrykcji Magnetostrykcja objętościowa Opracowanie technologii wytwarzania próbek kompozytowych o róŝnej polaryzacji Teoretyczne podstawy wprowadzenia anizotropii do materiału oraz zwiększenia zawartości objętościowej proszku z materiału GMM Procedura wytwarzania próbek kompozytowych o róŝnej polaryzacji i zwiększonej zawartości objętościowej proszku Badania polaryzowanych próbek kompozytowych o zwiększonej zawartości objętościowej proszku Terfenolu-D Kompozyty magnetostrykcyjne zawierające inne dodatki, poza proszkiem Terfenolu-D Badania próbek kompozytowych zawierających Terfenol-D i Ŝelazo karbonylkowe Podsumowanie w zakresie wytwarzania kompozytów z udziałem proszków GMM Odwrotna magnetostrykcja (efekt Villariego) Aplikacja kompozytowych materiałów magnetostrykcyjnych na przykładzie aktuatora Model parametryczny aktuatora Model numeryczny (MES) rozkładu pola magnetycznego aktuatora Prototyp aktuatora Stanowisko pomiarowe 134

3 Charakterystyka układu magnetycznego Testowanie aktuatora GMM Zasadność i kierunki dalszych badań 140 Bibliografia 141 Rozdział 5. Efekt magnetokaloryczny Wprowadzenie Budowa chłodziarek magnetycznych Badania własne Cel i załoŝenia Badania materiałowe Budowa łoŝa magnetycznego Źródło pola magnetycznego Układ wymiany ciepła Dodatkowy system chłodzący Konstrukcja demonstratora Zasadność i kierunki dalszych badań 165 Bibliografia 165 Rozdział 6. Elastomery magnetoreologiczne Wprowadzenie. Kompozyty magnetoreologiczne z matrycami litymi Przegląd literatury przedmiotu i cele badań własnych Matryca elastomeru magnetoreologicznego. Dobór składników Cząstki aktywne magnetycznie, dobór Wytwarzanie elastomerów MRE Cel i metodyka badań Badania kompozytów w warunkach cyklicznego ścinania Badania właściwości magnetomechanicznych elastomerów magnetoreologicznych Zasadność i kierunki dalszych badań 196 Bibliografia 196 Rozdział 7. Magnetowizja Wprowadzenie Efekt Villariego i jego zastosowania w mechanice eksperymentalnej Metody magnetyczne w nieniszczących badaniach materiałów Efekt Villariego jako zjawisko o charakterze magnetomechanicznym Efekt Villariego w procesie zmęczenia ferromagnetyków Prototyp systemu magnetowizyjnego do badań materiału w płaskim stanie napręŝenia Opis aparatury pomiarowej Techniczne moŝliwości identyfikacji modelu magnetostrykcji ZałoŜenia w zakresie budowy własnych przyrządów i głowic do pomiaru pola magnetycznego 217

4 Idea bezkontaktowego pomiaru pola magnetycznego czujnikiem pasywnym Pomiary w zakresie słabych pól magnetycznych Pomiary z zastosowaniem magnetorezystorów Rozwój przyrządów pomiarowych i głowic do pomiaru pola magnetycznego Systemy magnetowizyjne Struktura kamery magnetowizyjnej z uŝyciem systemu Hunt Enginnering Systemy skanerów pola magnetycznego o duŝej rozdzielczości Wybrane przykłady wizualizacji pola magnetycznego przez system skanera pola magnetycznego Magscanner-Maglab Kierunki rozwoju systemu Magscanner-Maglab Zastosowanie systemu Magscanner-Maglab do identyfikacji efektu Villariego Doświadczalna weryfikacja uzyskanych modeli magnetomechanicznych Zastosowanie systemu Magscanner-Maglab w badaniach jakościowych wyrobów przemysłowych Zastosowanie systemów skanujących do wizualizacji zewnętrznej struktury badanych obiektów Identyfikacja zjawisk o charakterze magnetomechanicznym w blachach Magnetyczny analog krzywej jednoosiowego rozciągania i krzywej umocnienia Badanie tekstury blach ferromagnetycznych metodą magnetyczną Magnetomechaniczne właściwości blach spawanych laserowo w procesie quasi-statycznego rozciągania Magnetyczna pamięć historii odkształcania materiału ferromagnetycznego Badanie przemiany fazowej indukowanej odkształceniem Badanie procesu wydzielania fazy martenzytycznej z rejestracją sygnału magnetycznego w próbkach masywnych Badanie procesu wydzielania fazy martenzytycznej z rejestracją sygnału magnetycznego w obiektach walcowych i kulistych Badania atermicznej przemiany martenzytycznej w foliach z austenitu Znaczenie magnetowizji w monitorowaniu procesów technologicznych Zastosowanie kamery magnetowizyjnej w badaniach procesu tłoczenia blach Magnetowizyjna diagnostyka w zakresie silnych pól magnetycznych Określenie stopnia demagnetyzacji termicznej przemysłowych magnesów trwałych Magnetowizyjna diagnostyka degradacji materiałów na skutek gwałtownego cyklicznego przemagnesowania 313

5 7.9. Kierunki proponowanych dalszych badań własnych 319 Bibliografia 320 Rozdział 8. Energy Harvesting Wprowadzenie Wybrane obszary zastosowań EH Samochody Budowle, infrastruktura techniczna Człowiek jako źródło energii Energy Harvesting, rola materiałów Smart Energy Harvesting a bezprzewodowy transfer energii i informacji Energy Harvesting, badania własne Wprowadzenie. Rozwój wybranych technologii harvestingowych Harvester jako generator prądu elektrycznego Rodzaje obwodów elektrycznych ze względu na źródła energii Harvestery z przetwarzaniem magnetycznym Harvestery z wykorzystaniem efektu Faradaya Harvester z rdzeniem magnetostrykcyjnym Harvestery wykorzystujące udar mechaniczny i dedykowane im przetwornice elektroniczne małych mocy Bezprzewodowa transmisja energii i informacji z uŝyciem ultradźwięków. Badania własne Autonomiczny system diagnostyki parametrów środowiskowych i eksploatacyjnych Multi-DOF Bezprzewodowe węzły harvestingowe w ramach systemu Multi-DOF Energy Harvesting. Przykłady aplikacji innych materiałów Smart w badaniach własnych Energy Harvesting. Kierunki dalszych badań własnych 396 Bibliografia 398 Streszczenie w języku angielskim 409 oprac. BPK