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Magnetorheologische Flüssigkeiten

Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Dispersionen, deren Viskosität unter dem Einfluss von äußeren Magnetfeldern gesteuert werden kann. Diese Wirkung wird durch in der Trägerflüssigkeit  homogen verteilte Teilchen aus magnetischem Material erzeugt, welche sich unter dem Einfluss eines Magnetfeldes in Richtung der Magnetfeldlinien kettenförmig ausrichten. Senkrecht zu den Magnetfeldlinien wirkende Scherkräfte werden dadurch erhöht, wobei die Erhöhung über mehrere Größenordnungen gehen kann. Die Erhöhung der Scherkräfte entspricht einer Erhöhung der Viskosität der Dispersionen. Dieser Effekt ist hinsichtlich der Zusammensetzung der Dispersionen vorrangig von der Kernteilchengröße der magnetischen Teilchen abhängig. Die MRF werden hauptsächlich für den Einsatz in Dämpfern, Kupplungen, Motorlagern und Bremsen konzipiert.

Schematische Darstellung der Verhaltens einer MRF unter dem Einfluss eines Magnetfeldes

Die Basis unserer MRF bilden Carbonyleisenpartikel mit einem Durchmesser von 1 - 5 µm und einem Gewichtsanteil von 30 - 80 %. Als Trägerflüssigkeit kommen je nach Anwendungsfall vorrangig Silikon- oder synthetische Öle zum Einsatz. Zur Erhöhung der Sedimentationsstabilität und Einstellung der Grundviskosität werden verschiedene Strukturbildner verwendet. Durch die Herstellung von Mischungen mit Ferrofluiden oder magnetischen Flüssigkeiten lassen sich signifikante Verbesserungen der Sedimentationsneigung bei unveränderten megnetorheologischen Eigenschaften erreichen. Für die magnetorheologischen Charakterisierungen steht ein Rheometer mit Magnetfeldkonfiguration zur Verfügung.

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Viskosität einer MRF in Abhängigkeit vom Magnetfeld