MODELAREA PRIN OMOGENIZARE A MATERIALELOR COMPOZITE MAGNETICE

Autor/autori: Ş.l. dr. ing. Adelina BORDIANU

Rezumat: Lucrarea face o prezentare a cercetărilor realizate de autor privind determinările proprietăților magnetice macroscopice ale materialelor compozite, folosind atât metode experimentale, cât și metode de analiză numerică, pentru regimuri statice și cvasistaționare. Pe baza unui amplu studiu bibliografic referitor la materialele compozite, sunt prezentate două metodele de obținere a acestora. Sunt prezentate ipotezele simplificatoare ce pot fi utilizate în studiul numeric al materialelor compozite. Se face o analiza microscopică a materialelor compozite și un studiu al eficienței formulelor de omogenizare numerică. Se prezentă un studiu experimental și numeric al unor eșantioane de material biocompozit cu concentrații diferite de incluziuni. De asemenea, lucrarea face o analiza numerică și experimentală a unor eșantioane de material compozit moale de tip Somaloy Prototyping, în vederea calculării și estimării pierderilor, precum și dependenţa acestora de valoarea câmpului aplicat și de frecvență. În ultima parte a lucrării se prezintă utilizarea metodei termice pentru a cerceta cum sunt influențate pierderile, dintr-un material compozit moale, de valoarea frecvenței și a inducției magnetice.

Cuvinte cheie: materiale compozite magnetice, regim static și cvasistaţionar, câmp magnetic, frecvență, inducţie magnetică.

Abstract: The paper presents a review of the author's research on the determination of the macroscopic magnetic properties of composite materials using both experimental methods and numerical analysis methods for static and quasi-static regimes. Based on a comprehensive bibliographic study on composite materials, two methods are presented for obtaining them. Simplifying hypotheses that can be used in the numerical study of composite materials are presented. Keywords: magnetic composite materials, static and quasi-static regime, magnetic field, frequency, magnetic induction. 1.INTRODUCERE Materialele compozite ceramice, polimerice și/sau magnetice sunt utilizate cu succes în construcţia de maşini (de exemplu, pentru reducerea masei şi creşte- rea rezistenţei), în industria aerospațială (componente ale motoarelor și a structurii de rezistență deoarece au o greutate scăzută, proprietăți mecanice deosebite, sunt capabile să funcționeze la temperaturi extreme și la presiuni ridicate, rezistă la oxidare și asigură protecție termică), în domeniul medical (realizarea de implan- turi pentru diferite părți ale corpului, pacemaker-uri, electrozi, agenți de contrast în RMN, pentru transportul medicamentelor în anumite zone ale corpului etc), în industria electronică (miniaturizarea componentelor, pentru a realiza senzori magnetoelectri în dispozitivele de înregistrare magnetică, ecranarea electromagnetică, sistemele de comunicație, senzori magnetici, dispozitive de înregistrare magnetică, dispozitive electromagnetice, bobine sau transformatoare), în domenii speciale (pentru a proteja antenele radar, motoare electrice și îmbunătățirea proprietățile echipamentelor cu curenți moi) și în multe alte domenii [1,2,3,4,5,6]. Avantajele materialelor compozite sunt: rezistență crescută la temperaturi moderate și rezistență la coroziune în anumiti solvenți sau acizi, rezistență mecanică şi chimică deosebite, reducere a greutății, bună rezistență la şoc şi incendiu, etc. Una din problemele apărute în studiul acestor mate- riale este legată de complexitatea structurii acestora. Pentru a putea caracteriza materialele compozite se pot folosi metode de omogenizare numerică care permit simularea comportamentului macroscopic. Astfel se poate realiza o analiză complexă a proprietăților materialelor compozite folosind modele simple. Folosind astfel de modele a fost realizată cu analiza A microscopic analysis of composite materials is performed and a study of the efficiency of numerical homogenization formulas is made. There is an experimental and numerical study of samples of a biocomposite material with different concentrations of inclusions.The last part of the paper presents the use of the thermal method for investigating how the losses from a soft composite material are influenced by frequency and magnetic induction.

Keywords: magnetic composite materials, static and quasi-static regime, magnetic field, frequency, magnetic induction.

DOWNLOAD PDF