Magnetorheologische Flüssigkeiten

Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Suspensionen von magnetisierbaren Partikeln in einer Trägerflüssigkeit. Beim Anlegen eines Magnetfeldes versteift sich die Flüssigkeit reversibel innerhalb weniger Millisekunden infolge der magnetischen Wechselwirkungen zwischen den Partikeln.

Die für die Versteifung charakteristische Schubspannung steigt dabei mit der magnetischen Flussdichte um einen Faktor von bis zu etwa 100 kontinuierlich an. Dieser starke Versteifungseffekt der MRF lässt  sich für zahlreiche Technologien wie adaptive Dämpfer, steuerbare Kupplungen und Bremsen, haptische Aktorik sowie schaltbare Oberflächenversteifung nutzen.

Die Partikel in der MRF bestehen in der Regel aus Carbonyleisen. Als Trägerflüssigkeiten dienen meist Mineralöle oder synthetische Öle (Polyalfaolefine) sowie Siliconöle, doch sind je nach Anforderung auch andere Trägerflüssigkeiten möglich. Additive verhindern u.a. das Absetzen der Partikel.

Am Center Smart Materials and Adaptive Systems wurden bereits zahlreiche MRF-Rezepturen entwickelt und können bei Bedarf für spezielle Anforderungen angepasst werden. Die Herstellung erfolgt in Batches bis zu 2 Litern.

Zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften der MRF bei verschiedenen Temperaturen und Schergeschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Magnetfeld stehen entsprechende Messverfahren bereit. Weitere anwendungsrelevante Informationen über die MRF erhält man außerdem durch Nachstellen des gewünschten Effekts in einem applikationsnahen Demonstrator wie z.B. einem Dämpfer oder einer Kupplung.

Von der unversteiften MRF ohne Magnetfeld bis zur Versteifung einer MRF im Magnetfeld.
Siehe auch: Animation des Wirkprinzip (SWF-File)