Processing and properties of MSM based hybrid materials

Tutkimustuotos

Tutkijat

  • Frans Martin Christian Nilsén

Organisaatiot

Kuvaus

Magneettiset muistimetalliseokset ovat herättäneet paljon kiinnostusta viimeisen 12 vuoden aikana helposti liikkuvien martensiittisten kaksosrajojen ansiosta. Tämä kaksosrajojen nopea liikkuminen mahdollistaa verrattain nopeat muodonmuutokset, joiden ansiosta materiaali soveltuu useihin eri sovelluksiin kuten mikropumppuihin ja aktiivisiin värähtelyn vaimennuselementteihin. Valitettavasti magneettisten muistimetallien ominaisuudet riippuvat seoksen kemiallisesta koostumuksesta, joten jo pieni epähomogeenisuus voi muuttaa ominaisuuksia reilusti. Lisäksi suurimmat muodonmuutokset tapahtuvat yksikiteisissä kappaleissa, joiden valmistus on teollisessa mittakaavassa kallista. Vastaavasti helpommin valmistettavissa monikiteisissä kappaleissa muodonmuutos on usein pieni tai kokonaan olematon, sillä raerajat rajoittavat martensiittisten kaksosrajojen liikettä. Tässä työssä tutkitaan Ni-Mn-Ga -hybridikomposiittirakenteiden valmistusta ja niiden värähtelyn vaimennuskykyä ja rakenteilla saavutettua muodonmuutosta. Ensimmäinen työssä tutkittu rakenne oli Ni-Mn-Ga-Co/WC-Co-metallimatriisikomposiitti, joka omaa sekä hyvän värähtelyn vaimennus että kulutuksen kesto-ominaisuudet. Tyypillisesti Ni-Mn-Ga-komposiittirakenteissa matriisina hyödynnetään sitkeitä polymeerejä mutta tulokset osoittavat, että kaksosrakenteiden värähtelyn vaimennuskykyä on mahdollista soveltaa jäykemmissäkin metallimatriisirakenteissa. Muiden työssä käsiteltyjen hybridikomposiittirakenteiden valmistusta varten on työn aikana kehitetty myös lämpökäsittelyprosessi, joka soveltuu kaasuatomisoidun Ni-Mn-Ga-pulverin lämpökäsittelyyn, ja tuottaa kemiallisesti homogeenista pulveria. Kaasuatomisoitua pulveria käytetään huokoisten, pulssitetulla, sähkövirta-avusteisella sintrauksella valmistettujen kappaleiden valmistukseen, joiden magneettikentällä saavutettu muodonmuutos on verrannollinen aiemmin raportoituihin monikiteisten Ni-Mn-Ga -seosten venymiin. Lämpökäsitellystä pulverista valettiin järjestettyjä epoksikomposiitteja, joiden muodonmuutos ja värähtelyn vaimennuskyky oli suurempi, kuin vastaavilla aiemmin valmistetuilla komposiittirakenteilla.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-8098-7
Sähköinen ISBN978-952-60-8099-4
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • Ni-Mn-Ga, ferromagneettinen muistimetalli, hybridikomposiittirakenteet, vai-mennus, magneettikentän aiheuttama muodonmuutos

ID: 30202778