Abstract
Die Änderung der Form eines Werkstoffes, die durch ein äußeres Magnetfeld hervorgerufen wird, wird als Magnetostriktion bezeichnet. Werkstoffe, die entweder einen großen oder sehr kleinen magnetostriktiven Effekt aufweisen, sind für bestimmte Anwendungen wünschenswert. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit lag auf der Untersuchung des magnetostriktiven Verhaltens in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung der zwei Legierungssysteme Fe-Cu und Fe-Cr. Während eine niedrige Magnetostriktion für das System Fe-Cu erwartet wurde, wurde eine hohe Magnetostriktion für das System Fe-Cr vermutet. Pulvermischungen aus Fe und Cu mit nominellen Cu-Gehältern zwischen 5 at. % und 30 at. % sowie Mischungen aus Fe- und Cr-Granulat mit nominellen Cr-Gehältern von 30 at. % bis 70 at. % wurden zu festen Proben konsolidiert und anschließend mittels Hochdruck-Torsionsverfahrens (engl. High pressure torsion, HPT) verformt. Die Verformung mittels HPT führte zu außergewöhnlicher Kornfeinung und der Bildung einer nanokristallinen Mikrostruktur. Zusätzlich wurde die Formung übersättigter Mischkristalle erzielt. Die Magnetostriktionsmessungen wurden mithilfe eines neu errichteten Mess-Setups durchgeführt. Um die Genauigkeit dieses Setups zu bestimmen wurde das magnetostrictive Verhalten von Proben aus reinem, ferromagnetischen Co, Ni und Fe mit unterschiedlicher Mikrostruktur gemessen. Die Messwerte zeigten gute Übereinstimmung mit Literaturwerten. Im Falle des Systems Fe-Cu wurde ein Abfall der Beträge der magnetostriktiven Konstanten ermittelt. Im Vergleich zu reinem Eisen zeigte die Ergebnisse der Magnetostriktionsmessungen an Fe-Cr einen deutlichen Anstieg. Zur Messung des magnetostriktiven Verhaltens wurden zwei Messkonzepte verwendet. Die Probe wurde beim ersten Messkonzept entweder parallel, senkrecht oder in einem Winkel von 45° zum angelegten Magnetfeld ausgerichtet, welches während der Messung zwischen 0 T und 2.25 T variiert wurde. Im zweiten Messkonzept wurden die Proben in ein konstantes Magnetfeld von 2 T eingebracht und die Probenorientierung von 0° bis 180° in 10°-Schritten verändert. Neben der Messung des magnetostriktiven Verhaltens wurden mikrostrukturelle Untersuchungen aller Proben durchgeführt. Rasterelektronenmikroskopie, Röntgenbeugungsverfahren sowie Härtemessungen wurden zur Charakterisierung der Mikrostruktur durchgeführt.
Titel in Übersetzung | Magnetostriktives Verhalten von hochverformten, nanokristallinen Werkstoffen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 25 Juni 2021 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2021 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis nullSchlagwörter
- Magnetostriktion
- Severe plastic deformation
- Hochdruck-Torsionsverformung
- Nanokristalline Werkstoffe