Kompozitní materiály na bázi magnetoreologických elastomerů

Bc. Tomáš Petr

Master's thesis

Composite Materials based on Magnetorheological Elastomers

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu vzorků magnetoreologických elastomerů (MRE) a provedení jejich reologických měření v přítomnosti magnetického pole. Jako materiál matrice byl zvolen silikonový elastomer Polydimetylsiloxan. Plnivem byly dva druhy prášků karbonylového železa CI-SL a CI-HQ. Použitá plniva byla zhodnocena z hlediska morfologie, velikosti a distribuce částic pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Změřeny byly také magnetické charakteristiky plniv za použití vibračního magnetometru. Dále byly připraveny vzorky MR kompozitů, s izotropní a anizotropní strukturou, s různým stupněm plnění. Distribuce částic a vnitřní struktury v MR kompozitech byly posouzeny podle snímků ze skenovací elektronové mikroskopie. U všech připravených MRE byla změřena na oscilačním reometru závislost elastické a viskózní složky smykového modulu na intenzitě magnetického pole. Při vyhodnocení výsledků byl sledován vliv intenzity magnetického pole, vnitřní struktury kompozitu, stupně plnění a velikost částic na elastickou složku smykového modulu.

Abstract:

This thesis is focused on the preparation of the magnetorheological elastomers (MRE) and performing their rheological measurements in the presence of an external magnetic field. Silicone elastomer Polydimethylsiloxane was selected as a matrix. There were used two kinds of carbonyl iron powders, namely CI-SL and CI-HQ. Used fillers were evaluated via scanning electron microscopy in terms of morphology, particle size and distribution. Magnetic characteristics of fillers were also measured using a vibrating sample magnetometry. Samples of MR composites were prepared with both isotropic and anisotropic structure and both with different amount of filler. Particle distribution and internal structures in MR composites were examined via scanning electron microscopy images. All prepared MRE were measured by an oscillatory rheometer for the dependence of an elastic and viscous components of shear modulus on the intensity of the external magnetic field applied. Evaluating the results were focused on the influence of magnetic field, inner composite structure, the degree of filling and the particle size of the elastic component of the shear modulus.

Keywords

kompozit, polymerní kompozit, plnivo, magnetické plnivo, karbonylové železo, elastomer, magnetoreologický elastomer, smykový modul

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Accessible from:: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Michal Sedlačík, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Polymer Engineering