Search

The Nd-Fe-B-barium ferrite hybrid composite materials with epoxy matrix presented in this paper cover maximum energy product from 1 to 13 MGOe. Mixture of magnetic particles is responsible for high magnetic quality, while the thermosetting resin plays a role in mechanical properties. Samples with various ratio of Nd-Fe-B to barium ferrite in constant weight of epoxy resin are examined by tensile strength measurements. Magnetic measurements carried out by using vibrating sample magnetometer (VSM) show typical hysteresis loop. A structural analysis of composite surface is conducted by scanning electron microscope (SEM). Uniform particle distribution of plate shape Nd-Fe-B particles and spherical barium ferrite agglomerates is essential for both, mechanical and magnetic properties of composite materials. Fine particles are incorporated in-between larger particles in epoxy bulk which lead to improving the properties., U ovom radu proučavani su hibridni Nd-Fe-B-barijum ferit kompozitni materijali sa epoksi matricom čiji se maksimani energetski proizvod kreće od 1 do 13 MGOe. Odlična magnetna svojstva kompozita potiču od smeše magnetnih čestica, dok termoočvršćavajući polimer ima uticaj na mehanička svojstva. Uzorci sa različitim odnosom udela Nd-Fe-B i barijum ferita u konstantnoj masi epoksi veziva su ispitivani na zateznu čvrstoću. Magnetna merenja vršena pomoću vibracionog magnetometra (VSM) pokazuju karakteristučnu histerezisnu petlju. Strukturnu analizu na površini kompozita sprovedena pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM). Uniformna raspodela pločastih Nd-Fe-B čestica i sferičnih aglomerata barijum ferita je veoma značajna i za mehanička i za magnetna svojstva kompozitnih materijala. Sitne čestice su inkorporirane između velikih čestica u masi epoksida što dovodi do poboljšanja svojstava.

Polymer bonded magnets are contemporary materials with a very large range of applications. The objective of this study is to assess how different content of Nd-Fe-B and/or barium ferrite particles affect on magnetic and morphological properties of bonded composite materials. Interactions between employed magnetic powders and interactions between magnetic powders and polymer binder are considered. For examination of the magnetic behavior Vibrating Sample Magnetometer (VSM) is used. Different shape and size of obtained hysteresis loops are used for comparison and prediction of polymer bonded materials properties., Polimerom vezani magneti predstavljaju savremene materijale sa veoma širokim spektrom primene. Cilj ovog rada je da se analizira i prikaže kako različiti udeli čestica Nd-Fe-B i/ili barijum ferita utiču na magnetna i morfološka svojstva bonded kompozitnih materijala. Razmatrane su interakcije između primenjenih magnetnih prahova različitog tipa i interakcije između magnetnih prahova i polimerne matrice. Za merenje magnetnih svojstava kompozita korišćen je vibracioni magnetometar (VSM). Različiti oblici i veličine dobijenih histerezisnih petlji su poređeni i analizirani u cilju predviđanja magnetnog ponašanja kompozita.

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.