Smart Materials: Eigenschaften und Einsatzpotenziale für die Mechatronik
Gespeichert in:
| Weitere Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Würzburg
Vogel Communications Group
2023
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Ein Fachbuch von konstruktionspraxis
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 450 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm |
| ISBN: | 9783834333889 3834333883 |
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Inhaltsverzeichnis
VOPWOTE oo cece eceeseneeeecsenecaeecesnsecsenacseeseeeesseeesacsesensdssesasaeessasacsecnenesseasuacenrensererresengs 5
1 Einleitung unenensesnsesensnsenensneneenennsnennennnnrnsnententonenssssnsnesernenssnsnnsoreererserrenee 17
2 Nutzbare Effekte und grundlegende Eigenschaften von Smart Materials 23
2 1 Nutzbare Effekte von Smart Materials ensereeneneseneenenenennennernnnsnenens essen 23
211 Aktorik een un 24
212 SOMSOTIK 0 cee ceseececcseeeeseceeeeeeeseeecneseereeasseeaseesseneuareeeneeee# we 31
213 Generatorik cee we 32
214 Steuerbare Dämpfung eeeeeeeneenennernneeseennentansnt essen 32
2 2 Zusammensetzung von Smart Materials 32
2 3 Mechanische Eigenschaften von Smart Materials 33
2 4 Zusammenfassung und Ausblick enenssns 34
3 _ Piezokeramische Materialien ueeeeenenesseeeeen nennen 35
3 1 Einleitung eeeneeneneenese een enter 35
3 2 Materialzusammensetzung und Struktur ernsten 36
3 3 Materialeigenschaften n nenenennnenneeeeere ernten 37
3 4 Materialherstellung 39
3 5 Materialvariabilitét, mögliche Anpassbarkeit von Eigenschaften für spezielle
Anwendungen euere treten
3 6 Langzeitverhalten und Recycling een
361 Langzeitverhalten ee
362 Recyding „nee
3 7 Aktorwirkung eeeeeeeeeeeneenen
371 Aktorisch relevante Zustände nneenmensennsnsntnnserennerstnenn
372 Ansteuerung von Piezoaktoren nennen
373_ Arbeitsdreieck von Piezoaktoren nenneneeenen
374_ Genauigkeit von Piezoaktoren een
375 Bauweisen piezokeramischer Aktoren
38 Piezokeramische Aktorsysteme „nennen
3 9 Anwendungsbeispiele piezokeramischer Aktoren
391 Anwendungen piezokeramischer Stapel-/Multilayeraktoren - 57
3911 Ultraschallmotoren/Schrittmotoren nennen 57
3912 Kraftstoffinjektoren 5g
3913 Feinpositionierung «een 58
3914 Aktive Lagerungen zur Schwingungsreduktion/
Schwingungsbeeinflussung „een 59
391 5 Prüftechnik
392 Anwendungen flächiger piezokeramischer Aktoren
3921 Formkontrolle een
3922 Aktive Schwingungsreduktion und
Schwingungsbeeinflussung „nennen 69
3923 Shunt damping eneeeenenentennnessnse 73
3924 Energy Harvesting aus Vibrationen „nenn 77
Inhaltsverzeichnis
3 10 Piezoelektrische Sensoren neneneneneennennnennere este sssenrterserernanne 79
3 11 Anwendungsbeispiele piezoelektrischer Sensorik une 82
3 11 1 Strukturdynamische Messverfahren uaeeeenesensensssensersenenene 82
3 11 2 Messverfahren basierend auf Ultraschallsensoren 84
3 11 3 Strukturüberwachung „een 85
3 12 Zusammenfassung und Ausblick uneeseneenenseneeneenseernnteneentserensnestenerereten 86
4 Thermische Formgedächtnislegierungen een 91
4 1 Einleitung cscsecsesseesseceeceeeeeseeseressensensenesensseserseeneesesseaceessnescasennerceaceatensateactsgaes 91
4,2 Materialstruktur und Materialzusammensetzung senenenenennsenrererensene 91
4 3 Materialeigenschaften n een 93
4 4 Materialherstellung neeen: „97
4 5 Formgedächtnisaktoren 97
451 Aktorwirkung eeneennnennenennnnsnnnsnsenennsennensenntntnsnssetersretensenn 97
452 Systemaufbau enenennensenesnensnsnesenenenetensesennenseeresntrenntersren 99
453_ Energieeffiziente Systeme nensneeseenseseennennsesnnserennnteesennnnnnn 101
4 6 Aktorische Anwendungsbeispiele nennnnnenenenennantnenennnnnanensanennn 102
4 7 Sensorische Eigenschaften von Formgedachtnislegierungen 112
471 Sensorwirkung eucesensesnnnensenenenennannunsnneesnnesnnnnsntnanenennrne „112
4 72 Systemaufbau Sensorik und sensorische Anwendungen „114
4 8 Ausblick: Elastokalorik unneeeensnsenenneseennenserssenannsnenensnnsnensnernsensnaenen 116
49 Zusammenfassung und Ausblick ueeseesenensnssensennenennnsnnneneennnsnnnnnennnnnnnenn 117
5 Dielektrische Elastomere uneesensssessnnenenenenenensenennnenennenanenaneneennaseraner 121
5 1 Elektroaktive Polymere -— Vorbemerkung 121
5 2 Bie IUNG ose secccessesesnseseeseseecentecsesescscecsnscesscseeveveraes
5 3 Materialzusammensetzung von dielektrischen Elastomeren
5 4 Materialeigenschaften von dielektrischen Elastomeren c cccccccccsesssccsseseacssseees 128
5 5 Herstellungsverfahren von dielektrischen Elastomeren ccccccesscscecescesceeeeeee 136
5 6 Nutzeffekte von dielektrischen Elastomeren o csccccccescssecsecccssssssscesesecesesesccsee 140
561 Dielektrische Elastormeraktoren csccccecsssececsessesseesssressresessuesacasevess 140
5611 AKROMPIINZID oe cc eccesseesessececsnssvereeecrereassseceascscsenavaveees 140
5612 DEA-Systernaufoau oo ceccccscecesssescessessecseseusstessestenrecessess 150
5613 DEA-Anwendungen 153
5614 Langzeitverhalten von DEA an 161
562 Dielektrische Elastomersensoren
5621 S@MSOFPTINZID ceccceccssscessuesussseesecesessesecsseesecesceeseucsececesse
5622 DES-Systemaufbau
3623 DES-Anwendungen
3624 Langzeitverhalten von DES
563 Dielektrische Elastomergeneratoren
5 7 Zusammenfassung und Ausblick
6 Piezoelektrische Polymere
6 1 Einleitung eeeneeeeesenenanennenannnnnnne
6 2 Piezoelektrischer Effekt nn nennen 199
6 3 Piezoelektrische Charakterisierungsmethoden 0 -cccsssseseccossesesesooeeeessosceoceececce 201
6 4 Piezoelektrische Polymermaterialien
Inhaltsverzeichnis
6 5 PVDF und PVDF-Copolymere ccesscececsesssssecsssecsesssssessssscesuessersesuscesesessceseccesee
651 Struktureigenschaften
652 Prozessierung von Schichten und Folien «ann 208
653 Elektrische Funktionalisierung ferroelektrischer Polymere 209
6 54 Charakterisierung und Integration piezoelektrischer Wandler 210
655 Anwendungsbeispiele uaneaenneenneenseennneennsnennnnnennneennenenennennnn 212
6 6 Ferroelektrete unnnseesenesseennseneseemnenunnennnnnnnnennnennseunsenunnnennnnnennenne nennen 214
661 Konzept und Materialien 0 cccceccccssssssssessesecsecsecereseereesseseesensens 214
662 Prozessierung Zellularer FOO c ccecccceccsssssercssessessceteneenceveceseteees 215
663 Elektrische Funktionalisierung zellulärer Polymerstrukturen 217
664 Charakterisierung und Integration von Ferroelektret-Wandlern 217
665 Anwendungsbeispiele nneeeenenaenneeneneennnnennennennne
666 Weitere Entwicklungen
6 7 Zusammenfassung und Ausblick
Formgedächtnispolymere 2 002 „227
71 Grundlagen 227
7 2 Charakterisieruing c cecsecsseccssssessessacsessescstersscscesssesecacensusssearssceveevareraneassesaeareees 232
73 Effekte ee ee ec eceseseeseeseeeceneateneensseesesseosscesssasssssssneasessassanssessesesceeaeeueevaseeneeusee 238
7 4 — Anwendungsbeispiele ose seessessesesseeseressesscensstesesssscaeeseesectessarsassacaseaaseene 244
7 5 Zusammenfassung und Ausblick unaneeseesenanseensennsensuneusnensnnensenneenune nennen 249
Magnetorheologische Flüssigkeiten
Einleitung eeeeneennenesnenene u
Materialzusammensetzung von MRF nunnnesesssensensserennaensnseennensnsnnennn san 263
821 Magnetisierbare Partikel nnsnnseseseesesenentennennnensneennennennnenensenn 263
822 Trägerflüssigkeit ueeeseesenenesensnensennenserenonesnnnsnnenasntasnsnn 264
823 Additive nuenesnessensenserersnnantnenenanenenennnenennennensnentnnnssnnonnennonstssseneseresn 265
Materialeigenschaften von MRF n cesesenennsesnsensnennnensnenenennnsenannessnsnaensannn
831 Basisviskosität «une
832 _Schubspannung im Magnetfeld
833 Sedimentationsstabilität
8 34 Redispergierbarkeit w 271
835_ Magnetische Eigenschaften unnesnseneneenenenennnennonmnnnennnntnrenenn 272
836 Einsatztemperaturbereich ursrseseereensuenennenssessrnnennrennnnennnenennnennann 273
837 Ansprechzeit unenerenesseenesnensnesnentsresnnentntsnnnnersenssennensnnsnenesenssenennsensnne 274
838_ Langzeitverhalten der MRF nneeennensneenensennsnensnsensnnsnsennnssnnennensennnnn 275
Herstellung VON MBF esse we 275
Aktorwirkung von MRF +
851 Schermodus
852 Fließmodus
8 53 _ Quetschmodus 279
Magnetkreis mit MRF uuuesenesennennensnneesenstennteerennssnettontentenneentenresssntenstn 280
Systemaufbau mit MRF ueeennseeneneentnntnnssennsseenstenreetnensetnstnsernessanant 284
Anwendungen Von MRP csessssssesseccnessnsesiseneeensensentsensaessenseneeneensensrsaceanenees 285
881 Adaptive DAMmpfUunng ssscssccsescsessessseeecenssenseeneeesneseteeeeesseeenataatesnesnss 285
882 Steuerbare Kupplungen und Bremsen eersesnssesesesesenensnsesensnensennune 294
8 83 _ Weitere Anwendungen von MRF «eenesseesssesserssnesesnsenesnssnnnnnennnensnnnne 305
a
Inhaltsverzeichnis
8 9 Langzeitverhalten von MRF-Systemen
8 10 Zusammenfassung und Ausblick une
Elektrorheologische Flüssigkeiten eenenenneneetenentereenteertensseenunne 315
9 1 Einleitung unenseneenereernennssesenennsntnsnensnenentententestntettetsesesessrentsassnstenansen 315
9 2 Polarisationsmechanismen von ERF uneeenennenenneenenseinenststnensereretnennun nennen 317
9 3 MaterialzusammensetzUng VON ERF nueeneeseseensesrennenenentntnenesnnenntennonntresesenrann 320
931 Polarisierbare Partikel 320
932 Trägerflüssigkeit uenseseeeeneneneeennensenssenserernnnrsnensntnetontorssneseneentnesannn 323
933 Additive we 324
9 4 Materialeigenschaften von ERF ueeseennnnenereeersnnennennsenensenennnn 324
941 Basisviskosität eseeeccessecsseesnnsaneenennnunenenenannnnnnsenonsnensennsnennnnne 324
942 Schubspannung im elektrischen Feld uereneseneeeeenenennensenesenenneenennn 325
943 Elektrische Stromdichte esenesssesesensenennneennonenenanenenennen 327
944 Sedimentationsstabilität ceesenseseesssnsnssessenenennnnnuanennenn 328
945 Einsatztemperaturbereich 2 eeccccsccsescesssescscnsesceessessucescevecssvecanecaeseaes 329
946 Ansprechzeit 0 cecessesescsssnssscsscecscececsssuscsssssueseacasceesatavaanscepevesceses 329
947 — Langzeitverhalten VON ERF : cccssssssscsssscseseseseeresesececseeessseatsasaseees 329
9 5 Herstellung von ERF u a 330
9 6 Aktorwirkung von ERF aaresnsensssenmennnnennnennennnnenannnnnn 331
961 SCREPMOMUS «0 eceeceeseessecesssscesssacsesaeeecnecensecs 331
962 — FlieBmodus
963 QuetsChMOdus eeceesssesscssecessssssseseresstssesssscasessssessecsusesecesereeceeeecess 333
964 Vergleich der Wirkmoden ccsssssscsscssescssssessssesestecesseseccseccsesseeceseee 333
9 7 Systemaufbau mit ERF aan
9-8 Anwendungen Von ERF ooo seccsssssssssssscssessessersstmsssectresisessesteseeceessiececceccessessese
981 Adaptive Dämpfung coeanseeeeccaveseacseeeeaseesesacseneavarsenses 335
982 Steuerbare Kupplungen und Bremsen
983 Weitere Anwendungen von ERF oo u
9 9 Langzeitverhalten von ERF-Systemen oo coe sssesscesscssecasecarecssstsssereeseceseceescesecccesee 342
9 10 Zusammenfassung und Ausblick
Magnetorheologische Elastomere
10 1 Einleitung aeeneeneensenssnsssenenunnnssenennannnnnnnnnnn
10 2 Materialzusammensetzung von MRE
10 3 Materialeigenschaften von MRE aueseuccnassnsuuunnnnnn
10 3 1 Mechanische Eigenschaften
10 3 2 Magnetomechanische Eigenschaften
10 3 3 Magnetische Eigenschaften
10 3 4 Anisotropie n nn
10 3 5 Einsatztemperaturbereich
10 4 Materialherstellung von MRE
10 5 Aktorwirkung von MRE
10 6 Magnetkreis mit MRE
10 7 Systemaufbau mit MRE
10 8 Anwendungen von MRE
10 9 Langzeitverhalten von MRE
11
Inhaltsverzeichnis
Magnetische Formgedächtnislegierungen uuun nn 383
11 1 EiMleitung o sscscccssssessssesecesssssesconssesscssssessecssuseserassavecseassevessusstsscanassssvecsesaveessease 383
Chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur von
Ni-Mn-Ga-Legierungen
11 3 Verformungsmechanismus ccccsssecccesssessecssesssescrsecsesssrssesseseans
11 4 Herstellung von Ni-Mn-Ga-Aktorsticks ccccccsccseccussssessecsessesseess
11 4 1 Ni-Mn-Ga-Einkristallzucht und Warmebehandlung
11 4 2 Orientierung von Ni-Mn-Ga-Einkristallen 0 0 cscesesesceeseeeceesereeees
11 4 3 Trennen Und Polieren cccssssecssessesseesecsesnesesetsssssesseesssesssesneesressees
11 4 4 Training und magneto-mechanische Charakterisierung von
Ni-Min-Ga-AKtorsticks 0 cecescssessssseseeseescensssssussessesuecussesseseasesaseesevenes 390
11 5 Aktorisches oder sensorisches Wirkprinzip c ccscescessssssessesseesessetscnesesseeaness 390
11 6 Zusammenhang zwischen magnetischer Feldstärke und Dehnung 392
11,7 Systemaufbau eines AKtOLS oo ceccsssesscsccsescsseecsscscsnsscsnseeseseeseassesscscansetenseveases 393
11 8 AMWONGUAGEN o oo ee cceececesesesssnssesessssaesessatsnessecsarsssassvesecseacacsuaceseesessacseatenens 395
11 9 Werkstoffeigenschaften des einkristallinen Ni-Mn-Ga-Materials 399
11 10 Zusammenfassung und Ausblick ssaeeneensnneesennsenennnsnensennennensneneneenannnannn 401
Magnetostriktive Materialien enenneennesnennnennenennnenennennnenrenn 405
12 1 Einleitung ceseeensnseenneesenensennnansnnenennnennonneteenennsnnonennnennsennsensansenrenennanen 405
12 2 Magnetostriktive Aktorwerkstoffe nenensensensnesnnenennennerennsenerrennarennsn 407
12 2 1 Terfemol-D oo cccessscccesesecesesseesserearscececcacseseceneeseecseaeneeaeavacueeeenenneaeets 408
12 2 2 — Galfemol oo ccc ccccecccecneeseneeeteeteeneeeeneseececeeenseesaeneesseevaaeeenseneageas w 411
12 3 Vergleich magnetostriktiver Materialien mit piezokeramischen Materialien un 413
12 4 Aktoren auf Basis magnetostriktiver Materialien nnesenessnneneeseneresseanennanne 414
12 5 Anwendungsgebiete nnsnnneenennsenenennsensnennnentensnnsonsnnnnnnasnsnenasenssenenene 416
12 5 1 Aktorik aeesesesessesenesnseneensensnnennennennpnnnentneneerarennneeenennonnernesanesensresonnane 416
12 5 2 Sensorik aeeseeenennenennennennsnneneneennnnnnnetnnnneeporennnsnnntnnnnanernnnanenennssanansnnn 416
12 5 3 Anwendungsgebiete von INVAR-Legierungen „nennen 417
12 6 Zusammenfassung und Ausblick eneeseesesenenennensennenennsensensnssonsnensnssensnnsn 417
Neue Produkte mit Smart Materials eesesesseneenrsenneeeensnensnsenenennenansanen 419
13 1 Vergleich der Aktorwirkung von Smart Materials „nee 419
13 2 Smart Materials für die Handhabungstechnik essen 424
13 3 Kurzer Leitfaden zum Einsatz von Smart Materials eneneseseenernenne 428
Stichwortverzeichnis eeeneneeneentsnneneensnsssesnsnseensnesensnnsntensennersennon 435 |
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Inhaltsverzeichnis
VOPWOTE oo cece eceeseneeeecsenecaeecesnsecsenacseeseeeesseeesacsesensdssesasaeessasacsecnenesseasuacenrensererresengs 5
1 Einleitung unenensesnsesensnsenensneneenennsnennennnnrnsnententonenssssnsnesernenssnsnnsoreererserrenee 17
2 Nutzbare Effekte und grundlegende Eigenschaften von Smart Materials 23
2 1 Nutzbare Effekte von Smart Materials ensereeneneseneenenenennennernnnsnenens essen 23
211 Aktorik een un 24
212 SOMSOTIK 0 cee ceseececcseeeeseceeeeeeeseeecneseereeasseeaseesseneuareeeneeee# we 31
213 Generatorik cee we 32
214 Steuerbare Dämpfung eeeeeeeneenennernneeseennentansnt essen 32
2 2 Zusammensetzung von Smart Materials 32
2 3 Mechanische Eigenschaften von Smart Materials 33
2 4 Zusammenfassung und Ausblick enenssns 34
3 _ Piezokeramische Materialien ueeeeenenesseeeeen nennen 35
3 1 Einleitung eeeneeneneenese een enter 35
3 2 Materialzusammensetzung und Struktur ernsten 36
3 3 Materialeigenschaften n nenenennnenneeeeere ernten 37
3 4 Materialherstellung 39
3 5 Materialvariabilitét, mögliche Anpassbarkeit von Eigenschaften für spezielle
Anwendungen euere treten
3 6 Langzeitverhalten und Recycling een
361 Langzeitverhalten ee
362 Recyding „nee
3 7 Aktorwirkung eeeeeeeeeeeneenen
371 Aktorisch relevante Zustände nneenmensennsnsntnnserennerstnenn
372 Ansteuerung von Piezoaktoren nennen
373_ Arbeitsdreieck von Piezoaktoren nenneneeenen
374_ Genauigkeit von Piezoaktoren een
375 Bauweisen piezokeramischer Aktoren
38 Piezokeramische Aktorsysteme „nennen
3 9 Anwendungsbeispiele piezokeramischer Aktoren
391 Anwendungen piezokeramischer Stapel-/Multilayeraktoren - 57
3911 Ultraschallmotoren/Schrittmotoren nennen 57
3912 Kraftstoffinjektoren 5g
3913 Feinpositionierung «een 58
3914 Aktive Lagerungen zur Schwingungsreduktion/
Schwingungsbeeinflussung „een 59
391 5 Prüftechnik
392 Anwendungen flächiger piezokeramischer Aktoren
3921 Formkontrolle een
3922 Aktive Schwingungsreduktion und
Schwingungsbeeinflussung „nennen 69
3923 Shunt damping eneeeenenentennnessnse 73
3924 Energy Harvesting aus Vibrationen „nenn 77
Inhaltsverzeichnis
3 10 Piezoelektrische Sensoren neneneneneennennnennere este sssenrterserernanne 79
3 11 Anwendungsbeispiele piezoelektrischer Sensorik une 82
3 11 1 Strukturdynamische Messverfahren uaeeeenesensensssensersenenene 82
3 11 2 Messverfahren basierend auf Ultraschallsensoren 84
3 11 3 Strukturüberwachung „een 85
3 12 Zusammenfassung und Ausblick uneeseneenenseneeneenseernnteneentserensnestenerereten 86
4 Thermische Formgedächtnislegierungen een 91
4 1 Einleitung cscsecsesseesseceeceeeeeseeseressensensenesensseserseeneesesseaceessnescasennerceaceatensateactsgaes 91
4,2 Materialstruktur und Materialzusammensetzung senenenenennsenrererensene 91
4 3 Materialeigenschaften n een 93
4 4 Materialherstellung neeen: „97
4 5 Formgedächtnisaktoren 97
451 Aktorwirkung eeneennnennenennnnsnnnsnsenennsennensenntntnsnssetersretensenn 97
452 Systemaufbau enenennensenesnensnsnesenenenetensesennenseeresntrenntersren 99
453_ Energieeffiziente Systeme nensneeseenseseennennsesnnserennnteesennnnnnn 101
4 6 Aktorische Anwendungsbeispiele nennnnnenenenennantnenennnnnanensanennn 102
4 7 Sensorische Eigenschaften von Formgedachtnislegierungen 112
471 Sensorwirkung eucesensesnnnensenenenennannunsnneesnnesnnnnsntnanenennrne „112
4 72 Systemaufbau Sensorik und sensorische Anwendungen „114
4 8 Ausblick: Elastokalorik unneeeensnsenenneseennenserssenannsnenensnnsnensnernsensnaenen 116
49 Zusammenfassung und Ausblick ueeseesenensnssensennenennnsnnneneennnsnnnnnennnnnnnenn 117
5 Dielektrische Elastomere uneesensssessnnenenenenenensenennnenennenanenaneneennaseraner 121
5 1 Elektroaktive Polymere -— Vorbemerkung 121
5 2 Bie IUNG ose secccessesesnseseeseseecentecsesescscecsnscesscseeveveraes
5 3 Materialzusammensetzung von dielektrischen Elastomeren
5 4 Materialeigenschaften von dielektrischen Elastomeren c cccccccccsesssccsseseacssseees 128
5 5 Herstellungsverfahren von dielektrischen Elastomeren ccccccesscscecescesceeeeeee 136
5 6 Nutzeffekte von dielektrischen Elastomeren o csccccccescssecsecccssssssscesesecesesesccsee 140
561 Dielektrische Elastormeraktoren csccccecsssececsessesseesssressresessuesacasevess 140
5611 AKROMPIINZID oe cc eccesseesessececsnssvereeecrereassseceascscsenavaveees 140
5612 DEA-Systernaufoau oo ceccccscecesssescessessecseseusstessestenrecessess 150
5613 DEA-Anwendungen 153
5614 Langzeitverhalten von DEA an 161
562 Dielektrische Elastomersensoren
5621 S@MSOFPTINZID ceccceccssscessuesussseesecesessesecsseesecesceeseucsececesse
5622 DES-Systemaufbau
3623 DES-Anwendungen
3624 Langzeitverhalten von DES
563 Dielektrische Elastomergeneratoren
5 7 Zusammenfassung und Ausblick
6 Piezoelektrische Polymere
6 1 Einleitung eeeneeeeesenenanennenannnnnnne
6 2 Piezoelektrischer Effekt nn nennen 199
6 3 Piezoelektrische Charakterisierungsmethoden 0 -cccsssseseccossesesesooeeeessosceoceececce 201
6 4 Piezoelektrische Polymermaterialien
Inhaltsverzeichnis
6 5 PVDF und PVDF-Copolymere ccesscececsesssssecsssecsesssssessssscesuessersesuscesesessceseccesee
651 Struktureigenschaften
652 Prozessierung von Schichten und Folien «ann 208
653 Elektrische Funktionalisierung ferroelektrischer Polymere 209
6 54 Charakterisierung und Integration piezoelektrischer Wandler 210
655 Anwendungsbeispiele uaneaenneenneenseennneennsnennnnnennneennenenennennnn 212
6 6 Ferroelektrete unnnseesenesseennseneseemnenunnennnnnnnnennnennseunsenunnnennnnnennenne nennen 214
661 Konzept und Materialien 0 cccceccccssssssssessesecsecsecereseereesseseesensens 214
662 Prozessierung Zellularer FOO c ccecccceccsssssercssessessceteneenceveceseteees 215
663 Elektrische Funktionalisierung zellulärer Polymerstrukturen 217
664 Charakterisierung und Integration von Ferroelektret-Wandlern 217
665 Anwendungsbeispiele nneeeenenaenneeneneennnnennennennne
666 Weitere Entwicklungen
6 7 Zusammenfassung und Ausblick
Formgedächtnispolymere 2 002 „227
71 Grundlagen 227
7 2 Charakterisieruing c cecsecsseccssssessessacsessescstersscscesssesecacensusssearssceveevareraneassesaeareees 232
73 Effekte ee ee ec eceseseeseeseeeceneateneensseesesseosscesssasssssssneasessassanssessesesceeaeeueevaseeneeusee 238
7 4 — Anwendungsbeispiele ose seessessesesseeseressesscensstesesssscaeeseesectessarsassacaseaaseene 244
7 5 Zusammenfassung und Ausblick unaneeseesenanseensennsensuneusnensnnensenneenune nennen 249
Magnetorheologische Flüssigkeiten
Einleitung eeeeneennenesnenene u
Materialzusammensetzung von MRF nunnnesesssensensserennaensnseennensnsnnennn san 263
821 Magnetisierbare Partikel nnsnnseseseesesenentennennnensneennennennnenensenn 263
822 Trägerflüssigkeit ueeeseesenenesensnensennenserenonesnnnsnnenasntasnsnn 264
823 Additive nuenesnessensenserersnnantnenenanenenennnenennennensnentnnnssnnonnennonstssseneseresn 265
Materialeigenschaften von MRF n cesesenennsesnsensnennnensnenenennnsenannessnsnaensannn
831 Basisviskosität «une
832 _Schubspannung im Magnetfeld
833 Sedimentationsstabilität
8 34 Redispergierbarkeit w 271
835_ Magnetische Eigenschaften unnesnseneneenenenennnennonmnnnennnntnrenenn 272
836 Einsatztemperaturbereich ursrseseereensuenennenssessrnnennrennnnennnenennnennann 273
837 Ansprechzeit unenerenesseenesnensnesnentsresnnentntsnnnnersenssennensnnsnenesenssenennsensnne 274
838_ Langzeitverhalten der MRF nneeennensneenensennsnensnsensnnsnsennnssnnennensennnnn 275
Herstellung VON MBF esse we 275
Aktorwirkung von MRF +
851 Schermodus
852 Fließmodus
8 53 _ Quetschmodus 279
Magnetkreis mit MRF uuuesenesennennensnneesenstennteerennssnettontentenneentenresssntenstn 280
Systemaufbau mit MRF ueeennseeneneentnntnnssennsseenstenreetnensetnstnsernessanant 284
Anwendungen Von MRP csessssssesseccnessnsesiseneeensensentsensaessenseneeneensensrsaceanenees 285
881 Adaptive DAMmpfUunng ssscssccsescsessessseeecenssenseeneeesneseteeeeesseeenataatesnesnss 285
882 Steuerbare Kupplungen und Bremsen eersesnssesesesesenensnsesensnensennune 294
8 83 _ Weitere Anwendungen von MRF «eenesseesssesserssnesesnsenesnssnnnnnennnensnnnne 305
a
Inhaltsverzeichnis
8 9 Langzeitverhalten von MRF-Systemen
8 10 Zusammenfassung und Ausblick une
Elektrorheologische Flüssigkeiten eenenenneneetenentereenteertensseenunne 315
9 1 Einleitung unenseneenereernennssesenennsntnsnensnenentententestntettetsesesessrentsassnstenansen 315
9 2 Polarisationsmechanismen von ERF uneeenennenenneenenseinenststnensereretnennun nennen 317
9 3 MaterialzusammensetzUng VON ERF nueeneeseseensesrennenenentntnenesnnenntennonntresesenrann 320
931 Polarisierbare Partikel 320
932 Trägerflüssigkeit uenseseeeeneneneeennensenssenserernnnrsnensntnetontorssneseneentnesannn 323
933 Additive we 324
9 4 Materialeigenschaften von ERF ueeseennnnenereeersnnennennsenensenennnn 324
941 Basisviskosität eseeeccessecsseesnnsaneenennnunenenenannnnnnsenonsnensennsnennnnne 324
942 Schubspannung im elektrischen Feld uereneseneeeeenenennensenesenenneenennn 325
943 Elektrische Stromdichte esenesssesesensenennneennonenenanenenennen 327
944 Sedimentationsstabilität ceesenseseesssnsnssessenenennnnnuanennenn 328
945 Einsatztemperaturbereich 2 eeccccsccsescesssescscnsesceessessucescevecssvecanecaeseaes 329
946 Ansprechzeit 0 cecessesescsssnssscsscecscececsssuscsssssueseacasceesatavaanscepevesceses 329
947 — Langzeitverhalten VON ERF : cccssssssscsssscseseseseeresesececseeessseatsasaseees 329
9 5 Herstellung von ERF u a 330
9 6 Aktorwirkung von ERF aaresnsensssenmennnnennnennennnnenannnnnn 331
961 SCREPMOMUS «0 eceeceeseessecesssscesssacsesaeeecnecensecs 331
962 — FlieBmodus
963 QuetsChMOdus eeceesssesscssecessssssseseresstssesssscasessssessecsusesecesereeceeeecess 333
964 Vergleich der Wirkmoden ccsssssscsscssescssssessssesestecesseseccseccsesseeceseee 333
9 7 Systemaufbau mit ERF aan
9-8 Anwendungen Von ERF ooo seccsssssssssssscssessessersstmsssectresisessesteseeceessiececceccessessese
981 Adaptive Dämpfung coeanseeeeccaveseacseeeeaseesesacseneavarsenses 335
982 Steuerbare Kupplungen und Bremsen
983 Weitere Anwendungen von ERF oo u
9 9 Langzeitverhalten von ERF-Systemen oo coe sssesscesscssecasecarecssstsssereeseceseceescesecccesee 342
9 10 Zusammenfassung und Ausblick
Magnetorheologische Elastomere
10 1 Einleitung aeeneeneensenssnsssenenunnnssenennannnnnnnnnnn
10 2 Materialzusammensetzung von MRE
10 3 Materialeigenschaften von MRE aueseuccnassnsuuunnnnnn
10 3 1 Mechanische Eigenschaften
10 3 2 Magnetomechanische Eigenschaften
10 3 3 Magnetische Eigenschaften
10 3 4 Anisotropie n nn
10 3 5 Einsatztemperaturbereich
10 4 Materialherstellung von MRE
10 5 Aktorwirkung von MRE
10 6 Magnetkreis mit MRE
10 7 Systemaufbau mit MRE
10 8 Anwendungen von MRE
10 9 Langzeitverhalten von MRE
11
Inhaltsverzeichnis
Magnetische Formgedächtnislegierungen uuun nn 383
11 1 EiMleitung o sscscccssssessssesecesssssesconssesscssssessecssuseserassavecseassevessusstsscanassssvecsesaveessease 383
Chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur von
Ni-Mn-Ga-Legierungen
11 3 Verformungsmechanismus ccccsssecccesssessecssesssescrsecsesssrssesseseans
11 4 Herstellung von Ni-Mn-Ga-Aktorsticks ccccccsccseccussssessecsessesseess
11 4 1 Ni-Mn-Ga-Einkristallzucht und Warmebehandlung
11 4 2 Orientierung von Ni-Mn-Ga-Einkristallen 0 0 cscesesesceeseeeceesereeees
11 4 3 Trennen Und Polieren cccssssecssessesseesecsesnesesetsssssesseesssesssesneesressees
11 4 4 Training und magneto-mechanische Charakterisierung von
Ni-Min-Ga-AKtorsticks 0 cecescssessssseseeseescensssssussessesuecussesseseasesaseesevenes 390
11 5 Aktorisches oder sensorisches Wirkprinzip c ccscescessssssessesseesessetscnesesseeaness 390
11 6 Zusammenhang zwischen magnetischer Feldstärke und Dehnung 392
11,7 Systemaufbau eines AKtOLS oo ceccsssesscsccsescsseecsscscsnsscsnseeseseeseassesscscansetenseveases 393
11 8 AMWONGUAGEN o oo ee cceececesesesssnssesessssaesessatsnessecsarsssassvesecseacacsuaceseesessacseatenens 395
11 9 Werkstoffeigenschaften des einkristallinen Ni-Mn-Ga-Materials 399
11 10 Zusammenfassung und Ausblick ssaeeneensnneesennsenennnsnensennennensneneneenannnannn 401
Magnetostriktive Materialien enenneennesnennnennenennnenennennnenrenn 405
12 1 Einleitung ceseeensnseenneesenensennnansnnenennnennonneteenennsnnonennnennsennsensansenrenennanen 405
12 2 Magnetostriktive Aktorwerkstoffe nenensensensnesnnenennennerennsenerrennarennsn 407
12 2 1 Terfemol-D oo cccessscccesesecesesseesserearscececcacseseceneeseecseaeneeaeavacueeeenenneaeets 408
12 2 2 — Galfemol oo ccc ccccecccecneeseneeeteeteeneeeeneseececeeenseesaeneesseevaaeeenseneageas w 411
12 3 Vergleich magnetostriktiver Materialien mit piezokeramischen Materialien un 413
12 4 Aktoren auf Basis magnetostriktiver Materialien nnesenessnneneeseneresseanennanne 414
12 5 Anwendungsgebiete nnsnnneenennsenenennsensnennnentensnnsonsnnnnnnasnsnenasenssenenene 416
12 5 1 Aktorik aeesesesessesenesnseneensensnnennennennpnnnentneneerarennneeenennonnernesanesensresonnane 416
12 5 2 Sensorik aeeseeenennenennennennsnneneneennnnnnnetnnnneeporennnsnnntnnnnanernnnanenennssanansnnn 416
12 5 3 Anwendungsgebiete von INVAR-Legierungen „nennen 417
12 6 Zusammenfassung und Ausblick eneeseesesenenennensennenennsensensnssonsnensnssensnnsn 417
Neue Produkte mit Smart Materials eesesesseneenrsenneeeensnensnsenenennenansanen 419
13 1 Vergleich der Aktorwirkung von Smart Materials „nee 419
13 2 Smart Materials für die Handhabungstechnik essen 424
13 3 Kurzer Leitfaden zum Einsatz von Smart Materials eneneseseenernenne 428
Stichwortverzeichnis eeeneneeneentsnneneensnsssesnsnseensnesensnnsntensennersennon 435 |
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