Die magnetostriktiven Eigenschaften von Terfenol D
Das GROWTH-Programme der EU hat die IELAS-Forschungsgemeinschaft bei der Erforschung von Alternativen zu herkömmlichen Stromwandlern finanziell unterstützt. Ziel dieses Forschungsprojekts war die Reduzierung der Größe, des Gewichts und der Herstellungskosten dieser Stromwandler. Eines der Mitglieder dieser Forschungsgemeinschaft, Enterprise Ireland, hat sich während der Forschungsarbeiten auf magnetostriktive Materialien konzentriert, die sich durch die Fähigkeit auszeichnen, bei Anwesenheit eines Magnetfelds ihre Form zu ändern. Um das magnetostriktive Potenzial einer speziellen Legierung mit dem Namen Terfenol D bestimmen zu können, wurde eine Reihe von Experimenten durchgeführt. Eine Analyse der gewonnenen Daten hat, im Vergleich mit den erwarteten auf Theorien beruhenden Ergebnissen, die in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben sind, überraschende Erkenntnisse hervorgebracht. Die Verwendung von Wechselstrom beispielsweise führte dazu, dass sich Terfenol D drei Mal stärker ausdehnt als beim Einsatz von Gleichstrom der gleichen Stromstärke. Darüber hinaus erfolgte die Deformation in einigen Fällen eher in Form einer Kontraktion als in Form einer Expansion. Die irischen Ingenieure fanden heraus, dass das Momentum alleine die beobachte Reaktion nicht erklären kann. Die Reaktion wird anscheinend vielmehr durch eine bisher unbekannte vorübergehende magnetische Struktur ausgelöst. Schließlich konnten Beweise für eine Selbstinduktivität gefunden werden. Die Verwendung einer zusätzlichen Spule im Versuchsaufbau hat gezeigt, dass der zeitliche Verlauf der Stromrichtung von der erwarteten Sinusform abweicht. Darüber hinaus führt die Selbstinduktivität zur Bildung eines Wirbelstroms im Inneren des Stabs aus Terfenol D. Die Mitarbeiter von Enterprise Ireland sind der Meinung, dass diese für die unterschiedliche Reaktion bei Verwendung von Gleich- und Wechselstrom verantwortlich sind.
