Beispielmessungen

In der vorstehenden Abbildung ist die Permeabilität von zwei Proben aus einem Polypropylen-Eisen-Komposite gezeigt. Im einen Komposit befuinden sich Eisenpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von d=53µm, im anderen Komposit beträgt der mittlere Partikeldurchmesser d=88µm. Die Permeabilität wurde abhängig von der Ummagnetisierungsfrequenz bestimmt.

In weichmagnetischen Eisensilizium werden die magnetischen Eigenschaften dadurch verbessert, dass die Körner im Material orientiert werden; es wird in der Blechebene eine ausgeprägte {110} Textur (Goss-Textur) eingestellt. In Polymeren, die mit weichmagnetischen Partikeln gefüllt sind, können die Partikel in Richtung der magnetisch leichten Achse der Partikel ausgerichtet werden, was ebenfalls zu einer Verbesserung der magnetischen Eigenschaften führt. Im vorstehenden Bild ist zu sehen, wie eine derartige Ausrichtung der magnetischen Partikel zu einer deutlichen Erhöhung der Permeabilität führt.

Eine weitere deutliche Erhöhung der Permeabilität kann dadurch erreicht werden, dass der Anteil des Magnetmaterials im Polymer-Magnet-Komp

In der vorstehenden Graphik ist die Abhängigkeit der Permeabilität vom magnetischen Anteil in einem Polymer zu sehen. Es ist gut zu erkennen, dass erst bei hohen Anteilen an magnetischem Material eine deutliche Verbesserung der Permeabilität erreicht werden kann. Neben den Messwerten, die in der Graphik durch die quadratischen Symbole dargestellt werden, ist eine durch die Messwerte gehende Kurve zu sehen. Diese Kurve wurde anhand theoretischer Überlegungen berechnet und beschreibt in guter Übereinstimmung die experimentellen Werte.

 

Wenn der Anteil der magnetischen Partikel in einem Polymer gering ist, wird eine hohe magnetische Feldstärke benötigt, um die maximale Permeabilität des Werkstoffs zu erreichen. Mit ansteigendem Gehalt an Magnetmaterial im Polymer reicht eine immer kleinere Feldstärke aus, um die maximale Permeabilität zu erreichen. Dies kann in dem nachstehenden Bild gesehen werden.

Der Grund dafür liegt in den entmagnetisierenden Feldern, die sich um die Partikel herum aufbauen und das äußere Magnetfeld abschwächen. Mit steigendem Anteil an magnetischen Partikeln wird das entmagnetisierende Feld kleiner (siehe folgende Abbildung). Das entmagnetisierende Feld wird durch den inneren Entmagnetisierungsfaktor Ni beschrieben und ist neben dem Füllgrad auch von der Form der Magnetpartikel abhängig.

 

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