Mikrostrukturelle und magnetische Charakterisierung neuartiger magnetischer Hybridmaterialien

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Odenbach
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436989788

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 dieses Forschungsverbundes aus russischen und deutschen Arbeitsgruppen kombinieren wir durch Mischung magnetisch harter und magnetischer weicher Partikel in einer elastomeren Matrix aktive und passive magnetorheologische Eigenschaften. Dabei ist es das Ziel des Verbunds, entsprechende Materialien, auf der Basis eines detaillierten mikroskopischen Verständnisses, maßgeschneidert für sensorische Anwendungen zu synthetisieren. Entsprechend gliedert sich der Verbund in sechs Projekte, von denen die drei im Rahmen der DFG-Förderung beantragten Vorhaben in diesem Paketantrag zusammengefasst sind. Dabei beschäftigt sich das Projekt der AG Borin mit der magnetorheologischen Charakterisierung der magnetischen Hybridmaterialien, das Projekt der AG Odenbach liefert die mikrostrukturelle Charakterisierung und über FORC-Messungen Informationen zur interpartikulären Wechselwirkung der magnetischen Teilchen und das Projekt der AG Becker setzt die magnetischen Hybridmaterialien für das Design neuartiger mechanischer Sensoren mit einstellbarer Sensitivität ein. Begleitet werden diese drei Projekte von drei Vorhaben russischer Arbeitsgruppen, die seitens des RFFI gefördert werden. Eines dieser Projekte – das Vorhaben der AG Stepanov – befasst sich mit der Synthese der magnetischen Hybridmaterialien und liefert damit die Grundlage für die Probenherstellung für alle anderen Vorhaben. Die beiden anderen russischen Vorhaben befassen sich mit der theoretischen Beschreibung der magnetischen Hybridmaterialien wobei ein skalenübergreifender Ansatz gewählt wurde, der sich von der mikroskopischen Skala, also von der Basis der Skala der magnetischen Partikel begonnen bis zur Makroskala, d.h. zu makroskopischen Materialgesetzen, erstreckt. Für diese Projekte dienen die im Paketantrag ermittelten Materialeigenschaften sowohl als Eingangsdaten, als auch als Benchmark zur Überprüfung der theoretischen Ergebnisse. Darüber hinaus liefern die Materialgesetze die Eingangsdaten für die Auslegung der sensorischen Anwendungen. In Summe erwarten wir aus dem Vorhaben detaillierte Informationen über die Zusammenhänge zwischen mikrostrukturellen Veränderungen und makroskopischen Eigenschaften der magnetischen Hybridmaterialien, die eine Vorhersage der zu Erreichung bestimmter Materialeigenschaften notwendigen Veränderungen möglich machen sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, Russische Föderation
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Sofia Kantorovich; Professor Dr. Yuriy L. Raikher, bis 3/2022; Professor Gennady V. Stepanov, bis 3/2022; Professor Dr. Pavel Storozhenko, bis 3/2022; Professor Dr. Andrey Zubarev, bis 3/2022