3784493665

Praca Doktorska - Anna Sapińska- Wcisło

2. Przegląd materiałów inteligentnych

Pierwszym materiałem zaliczającym się do materiałów typu smart, które zostaną pokrótce opisane są materiały magnetostrykcyjne.

Przez efekt magnetostrykcyjny rozumiemy odkształcenie sprężyste pod wpływem zmian pola magnetycznego [100,101], Z fizycznego punktu widzenia efekt magnetostrykcyjny polega na ruchu cząstek w polu magnetycznym do momentu aż uporządkują się one w rzędzie przy maksymalnym polu magnetycznym.

Obecnie najbardziej popularnym materiałem z tej grupy jest TERFENOL - D, który wykorzystuje się do aktywnego tłumienia drgań.

Dla ciał ferromagnetycznych efekt magnetostrykcyjny jest najłatwiej obserwowalny, ponieważ względny przyrost długości wynosi od 0,0l%o do 1 %o, dla antyferromagnetyków efekt jest mniejszy, a dla para- i diamagnetyków praktycznie nie istnieje. Obecność tego zjawiska świadczy o istnieniu oddziaływania pomiędzy namagnesowaniem i naprężeniem kryształu. Obecność oddziaływania pola magnetycznego pociąga za sobą zmianę wartości namagnesowania pod wpływem naprężenia kryształu - jest to fakt zaobserwowany eksperymentalnie. Zjawisko to zwane jest efektem Villariego.

Najwięcej badań przeprowadzono nad magnetostrykcją liniową, którą definiuje się jako mierzoną w danym kierunku zmianę długości SI przypadającą na długość jednostkową tj. SUl [96], Efekt zmiany długości próbki w polu magnetycznym B pokazano schematycznie na rysunku 2.1.

Rys.2.1 Schemat przedstawiający efekt magnetostrykcyjny.

Materiały te stosowane są w tunelach aerodynamicznych, jako oprzyrządowanie w rurach drgających oraz w podwoziach hydraulicznych. Dodatkowo możemy ich używać w biomechanice, sporcie, ergonomii, neurologii, kardiologii oraz rehabilitacji.

Materiały inteligentne mogą być nie tylko ciałami stałymi, ale również cieczami (rys.2.2). Płyn elektroreologiczny był po raz pierwszy przedstawiony przez W. Winslow w 1949 roku. Płyn elektroreologiczny (Electrorheological fluid ERF) jest zawiesiną bardzo drobnych cząstek (najczęściej ceramicznych lub metalicznych) w wodzie, oleju mineralnym lub nafcie. Pomimo pozornej prostoty ciecze Teologiczne stanowią układ bardzo skomplikowany[20,22], Bez działania pola elektrycznego ciecz taka wykazuje płynięcie