Titelaufnahme

Titel
Magnetostriktionsmessungen bei Raumtemperatur / von Stephan Sorta
VerfasserSorta, Stephan
Begutachter / BegutachterinGrössinger, Roland
Erschienen2014
UmfangIV, 67 Bl. : Ill., zahlr. graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Magnetostriktion / Fe-Ga / Fe-Si / Ni
Schlagwörter (EN)Magnetostriction / Fe-Ga / Fe-Si / Ni
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-67404 Persistent Identifier (URN)
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Magnetostriktionsmessungen bei Raumtemperatur [4.49 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Eine einfache und vor allem leicht reproduzierbare Bestimmung magnetostriktiver Eigenschaften magnetisch ordnender Materialien ist, sowohl im Anwendungsbereich von Aktuatoren mit gewünscht hoher, als auch bei industriell verwendeten weichmagnetischen Materialien mit niedriger Magnetostriktion, von großer Bedeutung. Abhängig von der vorhandenen Probengeometrie und den sowohl magnetischen als auch mechanischen Eigenschaften des Materials sollte entsprechend eine geeignete Messmethode gewählt werden. Anhand spannungsabhängiger Hysterese-Messungen, der Small-Angle Magnetization Rotation (SAMR)-Methode und Messungen mit Dehnungsmessstreifen (DMS) werden die Probleme und auch Einschränkungen der jeweiligen Messmethode aufgezeigt. Schwerpunkt hinsichtlich der untersuchten Materialen wird auf die Messung amorpher und polykristalliner melt spinning Bänder, insbesondere Fe85Ga15, gelegt, welche entsprechend ihrer Geometrie für die SAMR-Methode geeignet sind. Weiters wurde mittels DMS-Messungen die Feldabhängigkeit der Magnetostriktion untersucht und anhand von Messungen an Nickel Ringkernen das frequenzabhängige hysteretische Verhalten der Magnetostriktion studiert und auch mit jenem der Magnetisierung verglichen. Auf Grund der Verknüpfung zwischen Magnetisierung und Magnetostriktion spiegeln sich so die Effekte des gesamten Magnetisierungsverhaltens auch in der Hysterese der Magnetostriktion, dem sogenannten Butterfly, wider. Es wird gezeigt, dass sich das frequenzabhängige Verhalten der magnetischen Verluste, bestimmt über die Flächen der Hysteresen der Magnetisierungskurven, mit jenem der Magnetostriktionskurven über einen frequenzunabhängigen multiplikativen Faktor korrelieren lässt.

Zusammenfassung (Englisch)

A simple and above all easily reproducible determination of magnetostrictive properties of magnetic materials is very relevant for the application area of actuators with desired high magnetostriction, as well as for industrially used soft magnetic materials with low magnetostriction. Depending on the available sample geometry and the magnetic and mechanical properties of the material, a suitable measurement method should be accordingly selected. Based on stress dependent hysteresis measurements, the Small-Angle Magnetization Rotation (SAMR) method, and measurements with strain gauges, problems, difficulties and limitations depending on the respective measurement method are shown. The focus was set on the measurement of amorphous and polycrystalline melt spinning ribbons, particularly on Fe85Ga15, which are suitable for the SAMR method corresponding to their sample geometry. Furthermore, the field dependence of the magnetostriction was shown and the frequency dependent behavior of the hysteretic magnetostriction was investigated based on strain gauge measurements of nickel ring cores. The obtained results of the frequency dependent magnetostriction measurements were compared with corresponding magnetization measurements. Due to the correlation between magnetization and magnetostriction, the effects of the magnetization process are reflected in the hysteresis curve of the magnetostriction, the so-called Butterfly. It is shown, that the frequency dependent behavior of magnetic losses can be determined by the area of the hysteresis curves of magnetization, as well as by the area of the magnetostriction curves. Both areas are correlated over a frequency independent multiplicative factor.