PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

Hasonló dokumentumok
Mágneses és elektromos térre érzékeny kompozit gélek és elasztomerek előállítása Dr. Filipcsei Genovéva Zárójelentés

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI. Kolloid polimer gélek szerkezetének és tulajdonságainak kapcsolata

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

MÁGNESES TÉR HATÁSA KOMPOZIT GÉLEK ÉS ELASZTOMEREK RUGALMASSÁGÁRA

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Szilárd testek rugalmassága

Jegyzőkönyv. mágneses szuszceptibilitás méréséről (7)

Rugalmas állandók mérése

Anyagok az energetikában

ÉPÍTŐANYAGOK REOLÓGIAI TULAJDONSÁGAINAK VIZSGÁLATA A DE-ATC-MFK MÉLY- ÉS SZERKEZETÉPÍTÉSI TANSZÉKÉN

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Társított és összetett rendszerek

3. POLIMEREK DINAMIKUS MECHANIKAI VIZSGÁLATA (DMA )

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata 4. félév

Ipari jelölő lézergépek alkalmazása a gyógyszer- és elektronikai iparban

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Tudományos Diákköri Konferencia POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

Rugalmas állandók mérése

Lineáris leképezések. 2. Lineáris-e az f : R 2 R 2 f(x, y) = (x + y, x 2 )

FÉMGYURUS FAKAPCSOLATOK PALÁSTNYOMÁSI TEHERBÍRÁSÁNAK VIZSGÁLATA PONTOSÍTOTT FELÜLETI NYOMÁSELOSZLÁS ALAPJÁN

Kis permeabilitású hiperelasztikus poli(dimetil-sziloxán) mátrixú kompozitok TÉZISFÜZET

THERMOSENSITIVE POLYMER GELS FROM THE THEORY TO THE APPLICATION

Innovatív gáztöltésű részecskedetektorok

PANNON EGYETEM VEGYÉSZMÉRNÖKI ÉS FOLYAMATMÉRNÖKI INTÉZET TISZTA VILÁG KÉMIAI VIZSGÁLÓ LABORATÓRIUM


Szerkezetvizsgálat II. c. gyakorlat

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

DEBRECENI EGYETEM, MŰSZAKI KAR, ÉPÍTŐMÉRNÖKI TANSZÉK. Acélszerkezetek II. VI. Előadás. Rácsos tartók hegesztett kapcsolatai.

Félvezetk vizsgálata

Adatsor feldolgozása Scilab-bal

Elektrooptikai effektus

Mágneses tulajdonságú polimerek fejlesztése és tulajdonságainak elemzése

A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA FELADATOK

2008 Budapesti és Pest Megyei Mérnöki Kamara Diplomaíja, Mechanoplast Diplomadíj Pályázat különdíja

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése

SZÉN NANOCSŐ KOMPOZITOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Faipari technológiák A faanyag tulajdonságai

Az elektromágneses tér energiája

Aminosav alapú gélek szintézise és duzzadási tulajdonságaik vizsgálata

Polimer nanokompozitok; előállítás, szerkezet és tulajdonságok

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v) Ajánlott segédanyagok. Határfelület-kohézió-adhézió

Szénszál erősítésű kompozitok szívósságnövelése a határfelületi adhézió módosításával

Kollár László Péter Személyes honlap:

Gyakorlati példák Dr. Gönczi Dávid

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

Reológia Mérési technikák

POLIMEREK KEMÉNYSÉGE

Hosszú szénszállal ersített manyagkompozitok mechanikai tulajdonságainak vizsgálata

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Szakmai önéletrajz Sikló Bernadett

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

ÓRIÁS MÁGNESES ELLENÁLLÁS

TestLine - Fizika 8. évfolyam elektromosság 2. Minta feladatsor

(III) Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata (Ablakhoz közeli mérőhely)

Hőmérsékleti sugárzás

ÉKENY GÉLEK ÉS ELASZTOMEREK ELEKTROMOS TÉRRE ÉRZÉKENY

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2017/18-es tanév

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

Mikroszkóp vizsgálata és folyadék törésmutatójának mérése (8-as számú mérés) mérési jegyzõkönyv

2. Töltő- és erősítőanyagok

A KroneckerCapelli-tételb l következik, hogy egy Bx = 0 homogén lineáris egyenletrendszernek

KISFESZÜLTSÉGŰ KÁBELEK

Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

Problémás regressziók

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

Intelligens lágy anyagok kutatása Dr. Zrínyi Miklós Zárójelentés

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Folyadékok és gázok áramlása

Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

Példa keresztmetszet másodrendű nyomatékainak számítására

Mágneses szuszceptibilitás mérése

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

MECHANIZMUSAI. Goda Tibor okleveles gépészmérnök. Témavezető: Dr. habil. Váradi Károly egyetemi tanár. Budapest - Kaiserslautern 2002.

Zárójelentés. 1. Bevezetés

FEI Quanta 3D SEM/FIB. Havancsák Károly december

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

Módszerfejlesztés emlőssejt-tenyészet glükóz tartalmának Fourier-transzformációs közeli infravörös spektroszkópiai alapú meghatározására

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

Ábragyűjtemény levelező hallgatók számára

a textil-szövet hosszirányú szálainak és a teljes szálmennyiségnek a térfogati aránya,

1A A A

Kábeldiagnosztikai vizsgálatok a BME-n

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

Készítette: Geda Dávid

Matematika (mesterképzés)

Elektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény

TDK Tájékoztató 2017 Területek, témák, lehetőségek

Hajlítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK HAJLÍTÓ VIZSGÁLATA

Hajlított tartó elmozdulásmez jének meghatározása Ritz-módszerrel

MŰSZAKI FIZIKA. Földtudományi mérnöki MSc mesterszak. 2018/19 I. félév TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Rugalmasságtan és FEM, 2005/2006. II. félév, I. ZÁRTHELYI, A

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. a "Közalkalmazottak jogállásáról szóló" évi XXXIII. törvény 20/A. alapján pályázatot hirdet

PhD kutatási téma adatlap

Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

Átírás:

Budapesti Muszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Kémia Tanszék MTA-BME Lágy Anyagok Laboratóriuma PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI Mágneses tér hatása kompozit gélek és elasztomerek rugalmasságára Készítette: Varga Zsolt Tamás Témavezeto: Dr. Zrínyi Miklós tanszékvezeto, egyetemi tanár Budapest 2005

Bevezetés A szerkezeti anyagok választékának bovülése és az új felhasználó igények megjelenése indította el a funkcionális anyagok kutatását. Külön figyelmet kaptak azok a polimerek, melyeknek fizikokémiai tulajdonságait külso mágneses vagy elektromos térrel szabályozhatjuk. A BME Fizikai Kémia Tanszéken a Lágy Anyagok Laboratóriumának kutatócsoportja, Dr. Zrínyi Miklós Professzor úr vezetésével egy újfajta kompozitot fejlesztett ki, a mágneses polimergélt. Ebben a kompozitban a nagy rugalmas tulajdonságú polimer mátrix nano vagy mikro méretu mágneses részecskéket tartalmaz. Az alkalmasan megválasztott mágneses tér segítségével nyújtható, hajlítható, forgatható és összehúzható. A csoport munkájába bekapcsolódva a doktori munkám fo célja annak a kérdésnek a megválaszolása, hogy milyen mértékben növelheto a mágneses izodimenziós töltoanyagot tartalmazó poli(dimetil-sziloxán) elasztomer rugalmassági modulusza statikus mágneses tér hatására. Ennek érdekében különbözo mágneses tulajdonságú töltoanyag és térhálósító tartalom mellett állítottam elo izotrop és

anizotrop elasztomereket. Az eltéro töltoanyag tulajdonságok vizsgálata érdekében az elasztomerekhez karbonil-vas vagy Fe 3 O 4 részecskéket adagoltam. Szisztematikusan vizsgáltam a mágneses tér hatására bekövetkezett rugalmassági modulusz változást a különbözo mérési elrendezések mellett, amelyek a mágneses tér irányának, az anizotrop mintákban a részecske aggregátumok irányának és a deformáció irányának egymáshoz viszonyított helyzetekbol következnek Kísérleti módszerek A mágneses térben történo rugalmassági modulusz méréshez két muszert fejlesztettem ki, melynek sematikus rajza a következo: mérokar minta mágnes mérleg

A rugalmassági moduluszt a neo-hooke egyenlet segítségével határoztam meg: ahol σ n Fx 1 = = G( λx ) A λ 0 σ n a nominális feszültség, F x az x tengely mentén a deformáló ero, A 0 a mintának erre az erore meroleges deformálatlan felülete, G a rugalmassági modulusz és a λ x az x tengely irányában mért deformációs arány. 2 x Új tudományos eredmények 1. Karbonil-vas és Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) részecskéket tartalmazó izotrop és anizotrop elasztomereket állítottam elo. Megállapítottam, hogy a mágneses tér hatására bekövetkezo rugalmassági modulusz növekedés nagymértékben függ az ero és a mágneses tér irányától, valamint az elasztomerekben kialakult részecskeszerkezettol. (Anizotrop esetben ennek irányától és a külso homogén mágneses tér irányától.)

2. Karbonil-vas és Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) részecskéket tartalmazó izotrop elasztomerek rugalmassági moduluszát vizsgálva megállapítottam, hogy karbonil-vas esetében, amikor az ero iránya meroleges a külso homogén mágneses tér irányára, akkor a maximálisan elérheto rugalmassági modulusz növekedés nagyobb mint, amikor a két irány egymással párhuzamos. Fe 3 O 4 részecskéket tartalmazó izotrop elasztomerek esetében a rugalmassági modulusz növekedés - ellentétben a karbonil-vas töltoanyagot tartalmazó elasztomerekkel - abban az esetben a nagyobb, amikor az ero irány és a mágnes tér iránya egymással párhuzamos. A különbség a részecskék eltéro mágneses és határfelületi tulajdonságaira vezetheto vissza. 3. Karbonil-vas és Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) részecskéket tartalmazó anizotrop elasztomereket vizsgálva megállapítottam, hogy ha az ero iránya meroleges az elasztomerekben kialakult részecskeszerkezet irányára, akkor a külso homogén mágneses tér hatására a maximálisan elérheto rugalmassági modulusz növekedés abban az esetben a legnagyobb, amikor a mágneses tér iránya párhuzamos a részecskeszerkezet irányával. A legkisebb abban az esetben, amikor a mágneses tér iránya meroleges a kialakult részecske aggregátumok irányára és meroleges az ero irányra is.

4. Karbonil-vas és Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) részecskéket tartalmazó anizotrop elasztomerek vizsgálatánál megállapítottam, hogy ha az ero irány párhuzamos az elasztomerekben kialakult részecskeszerkezet irányával, akkor a mágneses tér hatására a maximálisan elérheto rugalmassági modulusz növekedés abban az esetben a legnagyobb, amikor a mágneses tér iránya párhuzamos az ero irányával. Megállapítottam, hogy az összes irány közül is ebben az esetben a legnagyobb a maximálisan elérheto rugalmassági modulusz növekedés. 5. Megállapítottam, hogy karbonil-vas részecskéket tartalmazó elasztomerek részecskeszerkezettel párhuzamos deformációja során, kis deformációnál a láncszeru részecskeszerkezet megtörik az adott mintára jellemzo deformációs értéknél. Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) töltoanyag esetében ez a törés nem következik be, hanem nagyobb deformációnál a kialakult aggregátum láncok elhajlanak. 6. Összefüggést vezettem le a karbonil-vas és Fe 3 O 4 (Bayferrox 318M) részecskéket tartalmazó izotrop és anizotrop elasztomerek rugalmassági moduluszának mágneses tértol való függésére. A mért rugalmassági modulusz adatok a levezetett

összefüggés segítségével a kísérleti hibahatáron belül kielégítoen leírhatók. 7. Vizsgáltam a maximálisan elérheto rugalmassági modulusz növekedést ( GM, ) a töltoanyag tartalom koncentrációjának a függvényében (5-30 m/m%). Megállapítottam, hogy a kísérleti hibán belül ez az összefüggés lineáris. A növekedés mértéke függ a térhálósító tartalomtól, az ero irányától, elasztomerekben kialakult részecskeszerkezettol, anizotrop esetben ennek irányától és a külso homogén mágneses tér irányától. Lehetséges gyakorlati felhasználás Megállapítottam, hogy a mágneses kompozitok rugalmassági modulusza növelheto külso mágneses tér segítségével. Ez az ideiglenes megerosítés addig tart, míg az elasztomerre hat a külso mágneses tér. A tér megszüntetésével az elasztomer visszanyeri a rugalmassági moduluszát. Az elmúlt idoben intenzív kutatási területté vált az úgynevezett intelligens lengéscsillapítók kifejlesztése, ahol a

muködés közben valamilyen külso hatások idézik elo csillapítás mértékének a változását. A kísérleti tapasztalatok és a vizsgálatok alapján ezek a mágneses polimer gélek alkalmasak - külso mágneses tér segítségével - a különbözo mértéku lengéscsillapításra. Közlemények jegyzéke A dolgozat alapjául szolgáló közlemények 1. Zsolt Varga, József Fehér,Genovéva Filipcsei and Miklós Zrínyi: Smart Nanocomposite Polymer Gels Macromolecular Symposia, 200, 93-100 (2003) 2. Zsolt Varga, Genovéva Filipcsei, Miklós Zrínyi: Smart Composites with Controlled Anisotropy Polymer, 46 (18), 7779-7787 (2005) 3. Zsolt Varga, Genovéva Filipcsei, András Szilagyi and Miklós Zrínyi: Electric and Magnetic Field Structured Smart Composites Macromolecular Symposia,, 227, 123-133 (2005) 4. Zsolt Varga, Genovéva Filipcsei and Miklós Zrínyi: Magnetic Field Sensitive Functional Elasztomers with Tuneable Elastic Modulus Polymer, (közlésre beküldve: 2005. március 18.)

A dolgozat témáját nem érinto egyéb közlemények: 5. Varga Zsolt, Filipcsei Genovéva, Zrínyi Miklós: A XXI. század új kihívása: Az intelligens anyag (elso rész), Természet Világa 2004. szeptember. 386-388. 6. Fehér József, Szilágyi András, Varga Zsolt, Filipcsei Genovéva és Zrínyi Miklós: Elektromos térre érzékeny folyadékok és elasztomerek I. Magyar Kémiai Folyóirat (elfogadva) Konferencia eloadások jegyzéke: 1. Varga Zsolt, Zrínyi M.: Különleges Tulajdonságú Szilikon Elasztomerek és Vizsgálatuk INSTRON Nap, Miskolctapolca, 2004. április 28. 2. Varga Zsolt: Intelligens polimer kompozitok kontrollált anizotrópiával Vegyészmérnöki Kar 2. doktoráns konferencia, 2004. november 24.