3D Messung feldinduzierter Deformationen in magnetischen Hybridmaterialien

• Antragsteller: Dr. Günter K. Auernhammer
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237992678

Ziel der letzten Förderperiode dieses Vorhabens ist es, in praxisnahen magnetischen Hybridmaterialien die internen Deformationen zu vermessen. Diese Informationen sollen genutzt werden, um ein fundiertes Materialverständnis zu erlangen. Methodisch bauen wir auf die in der ersten und zweiten Förderperiode entwickelten Verfahren auf. Mittels optischer mikroskopischer Methoden (konfokale Mikroskopie und Durchlichtmikroskopie) bestimmen wir die Trajektorien von Magnetpartikeln und Markerteilchen im Material. Daraus lassen sich anschließend Deformationsfelder und andere Daten gewinnen. Insbesondere wollen wir 1. die matrix-vermittelte Wechselwirkung zwischen Magnetpartikeln genau charakterisieren. Dabei wollen wir nicht nur die Wechselwirkung selbst im Blick haben, sondern auch deren Relation zu den mittels konfokaler Mikroskopie gemessenen Deformationsfeldern.2. diese Wechselwirkung ausnutzen, um besonders große Deformationen zu erreichen. Ziel dabei ist es in periodisch strukturierten Materialien kooperative Effekte im Material auszunutzen, um die Antwort des Systems auf eine magnetische Anregung zu erhöhen.3. die Deformation zwischen wenigen Magnetpartikeln unter der Einwirkung von Magnetfeldern vermessen. Dies ist korreliert zur Frage nach matrix-vermittelten Wechselwirkungen. Hier soll aber besonders der Vergleich mit größeren Längenskalen und der Vergleich zur AG Odenbach eine Rolle spielen. 4. den Einfluss einer endlichen Frequenz der Anregung untersuchen. Die Viskoelastizität der meisten Matrizen magnetischer Hybridmaterialien lässt erwarten, dass auch die magneto-mechanischen Effekte von der Frequenz abhängen. Diese Abhängigkeit wollen wir untersuchen.5. Versagensmechanismen in magnetischen Gelen experimentell bestimmen. Die Bewegung der Magnetpartikeln im Innern der magnetischen Hybridmaterialien führt immer wieder zu lokal sehr starken Deformationen. Führen diese bei wiederholter Belastung zum Versagen des Materials?6. den Einfluss von festen oder freien Rändern auf die internen Mechanismen analysieren. Nicht nur die Partikeln im Innern eines magnetischen Hybridmaterial beeinflussen sich gegenseitig, auch nahe Oberflächen haben einen Einfluss auf die interne Dynamik dieser Materialien.Keines der beschriebenen Arbeitspakete (APs) steht für sich allein. Alle APs sind eingebettet in Vergleiche zu anderen Systemen im Rahmen dieses Projekts und zu Arbeiten in anderen Projekten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1681: Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen: Erzeugung, skalenübergreifende Modellierung und Anwendung magnetischer Hybridmaterialien