ИСТИНА

Магнитоактивный эластомер представляет собой композитный материал, состоящий из полимерной сетки (матрицы) с внедренными в нее магнитными частицами (наполнитель). Магнитоактивные эластомеры могут значительно изменять свои реологические, акустические, резистивные, диэлектрические свойства при помещении в магнитное поле небольшой индукции (0 – 1 Тл). В данной работе были исследованы реологические свойства магнитоактивных эластомеров на основе силиконовой матрицы, наполненных смесью мелких и крупных магнитных частиц карбонильного железа. Мелкие частицы имеют диаметр 3 – 5 мкм, крупные частицы – 50 – 60 мкм. Всего было синтезировано 5 образцов, которые имеют одинаковую суммарную массовую долю наполнителя (83 – 84 %), но различаются долей крупных частиц в наполнителе (0 %, 25 %, 52 %, 64 %, 82 % крупных частиц). В результате исследований были получены зависимости модуля накопления G’, модуля потерь G’’, коэффициента потерь tanδ = G’’/G’, и нормальной силы FN для всех образцов при различных значениях магнитного поля и амплитуды деформации. При циклическом увеличении/уменьшении магнитного поля (0 – 700 мТл), либо амплитуды деформации (0.01 % - 10 %) материал демонстрирует значительный гистерезис реологических свойств. Было обнаружено, что ширина гистерезиса максимальна при промежуточном значении магнитного поля, когда достигается баланс упругих и магнитных сил, действующих на частицы наполнителя. Было показано, что гистерезис – внутреннее свойство, характерная особенность магнитоактивных эластомеров, наблюдаемая как при изменении магнитного поля, так и при изменении амплитуды деформации. Предсказано, что любая физическая величина, зависящая от внутренней структуры магнитного наполнителя, должна демонстрировать гистерезис при увеличении/уменьшении магнитного поля, либо при изменении величины деформации. Наблюдается значительный рост нормальной силы (более чем на 1 порядок в максимальных значениях магнитного поля ~ 600 мТл). Поведение нормальной силы при циклических нагрузках строго зависит от величины магнитного поля, а также от амплитуды деформации. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-03-00914, 13-03-12147) и German Federal Ministry of Education and Research (BMBF grants No. 01DJ13006, 17PNT021).