Polymer bonded magnetic composites based on Nd-Fe-B

Abstract

Various types and contents of magnetic powder and polymer matrix induce different mechanical, magnetic, electrical and optical properties of final composite material. The strong influence of relatively small amounts of filler particles on the dynamic mechanical properties of polymers has significantly contributed to increased use of polymer materials in many commercial applications. The higher content of magnetic filler has direct influence on magnetic properties of composites, but also may change the rheology of polymer melt during process and, subsequently, impact the mechanical strength of bonded magnets. For better insight into viscoelastic behaviour of composites, beside experiments, a theory that explicitly takes the shape factor, particle distribution, particle-particle interactions as well as particle-polymer matrix interactions into account is required. The mathematical prediction of storage modulus behaviour is examined. The several proposed analytical models are tested versus experimental results. Some of applied models agree very well with experimental data, whilst others deviate significantly.

Različite vrste primenjenih magnetnih prahova i polimerne matrice, kao i njihovi udeli, utiču na mehanička, magnetna, električna i optička svojstva finalnog kompozitnog materijala. Veliki uticaj relativno malih udela čestica punioca na dinamičko mehanička svojstva polimera značajno doprinosi većoj komercijalnoj upotrebi kompozitnih materijala. Veliki udeli magnetnog praha u mnogome utiču na magnetna svojstva kompozita, ali takođe mogu dovesti do reoloških promena u polimeru tokom procesa topljenja, što ima direktan uticaj na mehanička svojstva polimerom vezanih (bonded) magneta. Radi boljeg uvida u visokoelastična svojstva kompozita, osim eksperimenata, neophodno je uzeti u obzir i teorijska razmatranja koja eksplicitno objašnjavaju uticaj faktora oblika, raspodelu čestica, interakcije između čestica, kao i interakcije između čestica i polimera. U tom smislu vršeno je i matematičko predviđanje ponašanja modula uskladištene energije (E') kompozita. Nekoliko predloženih analitičkih modela su testirani i upoređeni sa eksperimentalnim rezultatima. Neki od primenjenih modela se veoma dobro slažu sa dobijenim eksperimentalnim rezultatima, dok neki značajno odstupaju.