DE102005010249A1

DE102005010249A1 - Metallic component part, has magnetostrictive material that is included in matrix of non ferromagnetic metal or metal alloy particle, and contained with proportion of one volume

Info

Publication number: DE102005010249A1
Application number: DE102005010249A
Authority: DE
Inventors: Tilo Dipl.-Ing. Büttner; Alexander Dr.-Ing. Böhm; Thomas Dr.-Ing. Weissgärber; Welf-Guntram Dr.-Ing. Drossel; Juliane Dipl.-Ing. Böhm; Andrea Dr.-Ing. Böhm; Gunther Dr.-Ing. Naumann; Holger Dipl.-Ing. Kunze
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-08-31

Abstract

The part has a magnetostrictive material included in a matrix of a non ferromagnetic metal or a metal alloy particle. An alloy is used as the magnetostrictive material that is with lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium, iron, manganese, cobalt, nickel, aluminum, silicon and zinc. The magnetostrictive material is contained with a proportion of 1 volume. An independent claim is also included for a method for producing a component part.

Description

Die Erfindung betrifft metallische Bauteile, insbesondere Leichtbauteile, die gegenüber herkömmlichen Bauteilen eine Erweiterung möglicher Anwendungen gewährleisten und eine Anpassung bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften an unterschiedliche äußere Einflüsse ermöglichen.The Invention relates to metallic components, in particular lightweight components, the opposite usual Components an extension of possible Ensure applications and an adjustment regarding enable their mechanical properties to different external influences.

So werden für die Herstellung von Bauteilen üblicherweise Leichtmetalle oder Leichtmetalllegierungen eingesetzt, womit durch die reduzierte Eigenmasse eine Einsparung an Energie, die Reduzierung von Kräften und das Wirken höherer Beschleunigungen erreichbar sind. In der Regel weisen die Leichtmetalle aufgrund ihrer spezifischen mechanischen Eigenschaften Defizite auf, die bei Einwirkung äußerer Einflüsse, wie bestimmter mechanischer Belastungen und Schwingungen ungünstige Wirkungen hervorrufen. Dies ist insbesondere auf die Elastizitätsmodule von Leichtmetallen sowie ihre begrenzte Festigkeit zutreffend.So be for the production of components usually Light metals or light alloys used, with which the reduced net mass saves energy, the reduction of forces and the action of higher ones Accelerations are achievable. As a rule, the light metals deficits due to their specific mechanical properties on being exposed to external influences, such as certain mechanical loads and vibrations unfavorable effects cause. This is especially true of the moduli of elasticity of light metals and their limited strength.

Bei den herkömmlichen metallischen Bauteilen, unabhängig davon ob sie aus Leichtmetallen oder anderen Metallen hergestellt worden sind, kann eine Beeinflussung ihrer mechanischen Eigenschaften unter Berücksichtigung sich ändernder Einflussgrößen lediglich mit großer Zeitkonstante erreicht werden, so dass eine zeitnahe Reaktion auf wechselnde Beanspruchungen von außen, nicht erreichbar ist.at the conventional one metallic components, independent whether they are made of light metals or other metals may have an influence on their mechanical properties considering changing Influencing factors only with big ones Time constant can be achieved, allowing a timely response to changing loads from the outside, is not achievable.

Üblicherweise werden dann Veränderungen mechanischer Eigenschaften temperaturabhängig hervorgerufen, in dem beispielsweise eine Erwärmung oder Abkühlung durchgeführt wird.Usually then changes Mechanical properties caused by temperature, in the for example, a warming or cooling off carried out becomes.

Ein Sonderfall hierfür sind an sich bekannte Formgedächtnislegierungen, die ihre geometrische Gestalt sprunghaft bei Erreichen einer bestimmten legierungsspezifischen Sprungtemperatur verändern können.One Special case for this are known shape memory alloys, their geometric shape jumped when reaching a certain alloy-specific transition temperature can change.

Es liegt auf der Hand, dass solche auf entsprechende Bauteile einwirkende Temperaturveränderungen, insbesondere wegen der jeweiligen Wärmeleitfähigkeit der Bauteile einen mehr oder weniger großen Zeitraum erfordern, der für viele Applikationen jedoch nicht hingenommen werden kann und solche entsprechenden Temperaturänderungen auch nicht in jedem Fall bzw. mit nur sehr hohem Aufwand durchgeführt werden können.It is obvious that such acting on corresponding components Temperature changes, especially because of the respective thermal conductivity of the components one more or less large Require period for many applications, however, can not be accepted and such corresponding temperature changes can not be performed in any case or with very high effort.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Bauteile zur Verfügung zu stellen, deren mechanische Eigenschaften mit reduzierter Zeitkonstante auch bei wechselnden äußeren Einflüssen verändert werden können.It is therefore an object of the invention components available whose mechanical properties have a reduced time constant be changed even with changing external influences can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit metallischen Bauteilen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisen, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.According to the invention this Task with metallic components that have the characteristics of the claim 1, solved. Advantageous embodiments and developments of the invention can having the features indicated in the subordinate claims be achieved.

Die erfindungsgemäßen metallischen Bauteile sind dementsprechend so ausgebildet, dass in einer Matrix eines nicht ferromagnetischen Metalls oder einer nicht ferromagnetischen Metalllegierung Partikel eingeschlossen sind und dabei die Partikel aus zumindest einem magnetostriktiven Stoff gebildet sind.The metallic according to the invention Components are accordingly designed so that in a matrix a non-ferromagnetic metal or a non-ferromagnetic metal Metal alloy particles are trapped while keeping the particles are formed from at least one magnetostrictive substance.

So können als magnetostriktiver Stoff Legierungen eingesetzt werden, die mit mindestens einem der Elemente Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Ytterbium, und mindestens einem der Elemente Eisen, Mangan, Kobalt, Nickel, Aluminium, Silizium, und Zink gebildet sind.So can As magnetostrictive substance alloys are used, which with at least one of the elements lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, Gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium, and at least one of the elements iron, manganese, cobalt, nickel, aluminum, Silicon, and zinc are formed.

Die können beispielsweise Sm-Dy-Fe, auch als Samfenol bezeichnet, Tb-Ho-Dy-Fe oder Tb-Dy-Fe-Ni Legierungen sein.The can for example, Sm-Dy-Fe, also called Samfenol, Tb-Ho-Dy-Fe or Tb-Dy-Fe-Ni alloys.

Die Partikel können z. B. aus an sich bekannten magnetostriktiven Stoffen, wie beispielsweise TbFe₂, DyFe₂, SmFe₂, Tb_0.3Dy_0.7Fe1.9-2 ausgewählt sein. Besonders geeignet ist dabei Tb_0.3Dy_0.7Fe1.9-2, das nachfolgend als Terfenol bezeichnet werden soll. Als matrixbildendes Metall oder Basislegierungselement können bevorzugt Aluminium aber auch Magnesium, Zink, Titan, Kupfer und nichtmagnetische (austenitisches) Eisen eingesetzt werden.The particles can z. B. from known magnetostrictive substances, such as TbFe ₂ , DyFe ₂ , SmFe ₂ , Tb _0.3 Dy _0.7 Fe1.9-2 be selected. Particularly suitable is Tb _0.3 Dy _0.7 Fe1.9-2, which will be referred to below as terfenol. As the matrix-forming metal or base alloy element, it is preferable to use aluminum but also magnesium, zinc, titanium, copper and non-magnetic (austenitic) iron.

Mit einer solchen Matrix kann insbesondere die Sprödheit der magnetostriktiven Stoffe kompensiert werden, die ansonsten vielen Applikationen entgegenstehen würde.In particular, the brittleness of the magnetostrictive substances can be compensated with such a matrix which would otherwise stand in the way of many applications.

Wird nunmehr ein erfindungsgemäßes metallisches Bauteil dem Einfluss magnetischer Felder ausgesetzt, verändern sich die mechanischen Eigenschaften des Bauteils nahezu zeitgleich in Folge magnetostriktiver Effekte, die zumindest eine Längenänderung der Partikel der metallischen Matrix hervorrufen. Dies führt dann zu Eigenspannungen innerhalb eines erfindungsgemäßen Bauteils, die wiederum zu einer Veränderung anderer mechanischer Eigenschaften, wie z. B. Elastizitätsmodul und Festigkeit führen.Becomes now a metallic according to the invention Component exposed to the influence of magnetic fields change the mechanical properties of the component almost simultaneously in Sequence of magnetostrictive effects that at least a change in length cause the particles of the metallic matrix. This then leads to residual stresses within a component according to the invention, which in turn to a change of others mechanical properties, such. B. Young's modulus and strength lead.

Durch gezielte Ausbildung erfindungsgemäßer Bauteile, wobei hier auf einige bestimmte Möglichkeiten noch nachfolgend zurückzukommen sein wird, besteht aber auch die Möglichkeit eine oder mehrere Verformungen an einem solchen Bauteil hervorzurufen.By targeted training of inventive components, here on some specific options to come back later but there is also the possibility of one or more To cause deformations on such a component.

In einigen einfachen Fällen kann der mit der Erfindung erreichbare Effekt in Form eines Ein- oder Ausschaltens erreicht werden, wobei dies allein durch die Ausbildung eines Magnetfeldes in dessen Einwirkungsbereich zumindest ein Teil des Bauteiles angeordnet ist, möglich wird. So können beispielsweise Elektromagnete ein- und ausgeschaltet werden wobei das Bauteil entsprechend der beeinflussten mechanischen Eigenschaften von einem Zustand in den anderen Zustand wechselt.In a few simple cases the effect achievable with the invention can be achieved in the form of a or switching off, this being solely by training a magnetic field in the area of action at least a part of the component is arranged, possible becomes. So can For example, electromagnets are switched on and off the component according to the influenced mechanical properties changes from one state to the other state.

Für die Ausbildung eines oder mehrerer Magnetfelder, können auch Permanentmagnete eingesetzt werden. Diese können bei Bedarf magnetisch kurzgeschlossen werden, um von einem in den anderen Zustand des Bauteils zu wechseln.For training one or more magnetic fields, can also permanent magnets be used. these can If necessary, be magnetically short-circuited to one of the in the change state of the component.

Die mechanischen Eigenschaften erfindungsgemäßer Bauteile können aber auch kontinuierlich oder in differenzierter Form verändert werden, in dem die jeweils wirkende magnetische Feldenergie entsprechend verändert wird. Dies kann bei Einsatz elektromagnetischer Elemente, wie auch beim Einsatz von Permanentmagneten relativ einfach erreicht werden. Im Falle von Elektromagneten kann eine Einflussnahme über die elektrischen Stellgrößen Stromfluss, Amplitude und Frequenz sowie über die geometrische Anordnung des magnetischen Kreises erfolgen. Im Falle von Permanentmagneten kann beispielsweise der Abstand Bauteil-Permanentmagnet oder die Anzahl von Permanentmagneten, die ein wirksames Magnetfeld erzeugen, in dem ein Bauteil angeordnet ist, verändert werden. Die Gestaltung des magnetischen Kreises kann bevorzugt mit magnetisch sehr gut leitfähigen Materialien bei geringem Luftspalt zwischen den Grenzflächen des magnetischen Kreises und des erfindungsgemäßen Bauteils realisiert werden.The but mechanical properties of components according to the invention can be changed continuously or in differentiated form, in which the respective acting magnetic field energy is changed accordingly. This can when using electromagnetic elements, as well as in Use of permanent magnets can be achieved relatively easily. in the Trap of electromagnets can influence the electrical Manipulated variables current flow, Amplitude and frequency as well as over the geometric arrangement of the magnetic circuit take place. in the Case of permanent magnets, for example, the distance component permanent magnet or the number of permanent magnets that produce an effective magnetic field, in which a component is arranged to be changed. The design The magnetic circuit can be magnetically very good conductive Materials at low air gap between the interfaces of the magnetic circuit and the component according to the invention can be realized.

Eine weitere Möglichkeit für die Beeinflussung mechanischer Eigenschaften erfindungsgemäßer Bauteile besteht auch darin, dass eine Veränderung der lokalen Anordnung der die magnetostriktiven Effekte hervorrufenden Magnetfelder im Bezug zu bestimmten Bereichen eines Bauteiles verändert, so dass bestimmte Bereiche eines Bauteiles von einem Magnetfeld beeinflusst und andere Bereiche nicht oder geringfügiger beeinflusst werden.A another possibility for the Influence of mechanical properties of components according to the invention It also exists in that a change of local arrangement the magnetostrictive effects causing magnetic fields in the Changed relation to certain areas of a component, so that certain areas of a component are influenced by a magnetic field and other areas are not or less affected.

Dies kann aber auch durch eine gezielte Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile erreicht werden, indem die Werkstoffkonsistenz innerhalb des gesamten Bauteilvolumens zumindest nicht annähernd konstant ist und dementsprechend bestimmte Bereiche eines Bauteiles von einander abweichende Werkstoffkompositionen aufweisen, die zu unterschiedlichen magnetostriktiven Wirkungen und dementsprechend auch unterschiedlichen Änderungen mechanischer Eigenschaften auch bei konstanter magnetischer Feldstärke führen.This but also by a targeted production of inventive components be achieved by the material consistency within the entire Component volume is at least not nearly constant and accordingly certain areas of a component deviating material compositions which have different magnetostrictive effects and accordingly also different changes in mechanical properties even at constant magnetic field strength lead.

So können beispielsweise bestimmte Bereiche des Bauteiles unterschiedliche Anteile eines oder mehrerer magnetostriktiven Stoffel(s) aufweisen was die Anzahl, Größe der Partikel und/oder die jeweilige Masse pro Volumeneinheit betrifft. So können beispielsweise auch bestimmte Bereiche eines Bauteiles ausschließlich aus dem die Matrix bildenden Metall oder einer solchen Metalllegierung gebildet sein und in diesen Bereichen dementsprechend keine Partikel eines magnetostriktiven Stoffes eingeschlossen sein, wohingegen andere Bereiche mit solchen eingeschlossenen Partikeln ausgebildet sind.So can For example, certain areas of the component different Have proportions of one or more magnetostrictive Stoffel (s) what the number, size of the particles and / or the respective mass per unit volume. So, for example also certain areas of a component exclusively the matrix forming metal or metal alloy be formed and therefore no particles in these areas of a magnetostrictive substance, whereas formed other areas with such trapped particles are.

Auch dadurch können bestimmte äußere Einflüsse, wie beispielsweise bestimmte Belastungen, die beim Einsatz der erfindungsgemäßen Bauteile auftreten können, berücksichtigt und gegebenenfalls kompensiert werden.Also thereby can certain external influences, such as For example, certain loads when using the components of the invention may occur, considered and optionally compensated.

So können beispielsweise solche unterschiedlich ausgebildeten Bereiche an Bauteilen an deren äußeren Rändern und Stirnseiten ausgebildet sein, die dann beispielsweise für eine Befestigung bzw. Einspannung eines jeweiligen Anschlussbauteiles genutzt werden können, wo hingegen andere Bereiche bei Bedarf in anderer Form ihre mechanischen Eigenschaften verändern können.So can For example, such differently shaped areas Components on the outer edges and Formed end faces, which then, for example, for attachment or clamping of a respective connection component can be used can, where, on the other hand, if needed, other areas have their mechanical Change properties can.

Es besteht aber auch die Möglichkeit erfindungsgemäße Bauteile so herzustellen, dass Partikel eines magnetostriktiven Stoffes lediglich in einem oder mehreren oberflächennahen Bereich(en) eines Bauteiles eingeschlossen sind und dementsprechend eine Veränderung der Eigenspannung mittels Magnetfeldwirkung in einem Bauteil lediglich in diesem oberflächennahen Bereich hervorgerufen werden, was in vielen Fällen bei bestimmten wirkenden Kräften und Momenten vorteilhafte Wirkungen hervorrufen kann. Im erweiterten Einsatzfall kann dies zu einer gezielten Verformung eines entsprechend dimensionierten und gestalteten Bauteiles führen.It But there is also the possibility Components according to the invention so that particles of a magnetostrictive substance only in one or more near-surface Area (s) of a component are included and accordingly a change the residual stress by means of magnetic field effect in a component only in this near-surface Be caused in many cases, in some cases at certain acting forces and moments can produce beneficial effects. In the extended In case of application, this can lead to a targeted deformation of a corresponding lead dimensioned and designed components.

Erfindungsgemäße Bauteile können aber auch so hergestellt worden sein, dass Partikel mindestens eines magnetostriktiven Stoffes im Bereich der neutralen Faser, einer Längsachse und/oder einer Mittenebene eines Bauteiles eingeschlossen sind. Dadurch können ebenfalls die mechanischen Eigenschaften in entsprechend gewünschter Form verändert werden, wobei auch eine Reduzierung des erforderlichen Anteils an magnetostriktiven Stoff erreichbar ist, was wiederum zu einer Herstellungskostenreduzierung führen kann.Inventive components can but also be prepared so that particles at least one magnetostrictive substance in the range of the neutral fiber, one longitudinal axis and / or a central plane of a component are included. Thereby can also the mechanical properties in accordance with desired Shape changed with a reduction of the required share magnetostrictive material is reached, which in turn leads to a reduction in manufacturing costs to lead can.

Es können aber auch an einem erfindungsgemäßen Bauteil Bereiche vorhanden sein innerhalb derer Partikel unterschiedlicher magnetostriktiver Stoffe eingeschlossen sind, so dass dadurch in den unterschiedlichen Bereichen auch die mechanischen Eigenschaften differenziert in Abhängigkeit des jeweiligen magnetostriktiven Stoffes veränderbar sind.It can but also on a component according to the invention Areas may be present within which particles differ Magnetostrictive substances are included, so that in the different areas also the mechanical properties differentiated in dependence of the respective magnetostrictive substance are changeable.

Die erfindungsgemäßen Bauteile können durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellt werden, wobei dies auch unter Berücksichtigung der jeweiligen herzustellenden geometrischen Gestaltungen durch unterschied- 1iche Verfahren möglich ist. So können erfindungsgemäße Bauteile durch eine Sinterung, zur Erhöhung höherer Dichten bevorzugt aber durch Heißpressen, heißisostatisches Pressen oder Strangpressen hergestellt werden.The Components according to the invention can produced by powder metallurgical processes, this being also considering of the respective geometric designs to be produced different Procedure possible is. So can Components according to the invention by sintering, to increase higher Dense but preferred by hot pressing, hot isostatic Pressing or extrusion are produced.

So können beispielsweise erfindungsgemäße Bauteile als Profile durch Strangpressen hergestellt werden und dabei gleichzeitig eine differenzierte Ausbildung von Bereichen in denen unterschiedliche magnetostriktive Wirkungen durch den Einfluss magnetischer Felder erreicht werden können, ausgebildet werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit Partikel eines oder mehrerer magnetostriktiven Stoffel(s) in einem zentralen Bereich des jeweiligen Querschnittprofiles oder in einer Umkehrung lediglich randseitig in äußeren Bereichen im Bezug zum Querschnittprofil auszubilden. Auch eine Gradierung über den Profilquerschnitt bezüglich des jeweiligen Anteils an magnetostriktiven Stoff pro Volumeneinheit eines so hergestellten Bauteiles kann vorgesehen werden.So can For example, inventive components as profiles are produced by extrusion and at the same time a differentiated education of areas in which different magnetostrictive effects due to the influence of magnetic fields can be achieved be formed. For example, there is the possibility Particles of one or more magnetostrictive substances in one central region of the respective cross-sectional profile or in one Reversal only marginally in outer areas in relation to Form cross-sectional profile. Also a grading over the Profile cross section re the proportion of magnetostrictive substance per unit volume a component produced in this way can be provided.

Unter Berücksichtigung des bzw. der eingesetzten magnetostriktiven Stoffel(s) sowie der jeweils gewünschten Beeinflussbarkeit sich verändernder mechanischer Eigenschaften an erfindungsgemäßen Bauteilen kann auch der jeweilige Anteil an magnetostriktivem Stoff eingestellt werden. Er sollte jedoch mindestens 1 Vol.-% betragen, unabhängig davon, ob eine relativ homogene Verteilung der Partikel in der Matrix oder eine inhomogene Verteilung von Partikeln in gradierter Form oder einer Anordnung solcher Partikel in differenzierter Form in unterschiedlichen Bereichen eines Bauteiles vorgesehen worden ist, oder nicht.Under consideration the magnetostrictive substance (s) used and the respectively desired Influencing changing mechanical properties of components according to the invention can also the respective proportion of magnetostrictive material can be adjusted. However, it should be at least 1 vol.%, Regardless of whether a relatively homogeneous distribution of the particles in the matrix or an inhomogeneous distribution of particles in graded form or an arrangement of such particles in differentiated form in different Areas of a component has been provided or not.

In der aus Quandt WEH-Ferienkurs „nanomagnetische Strukturen" entnommenen Tabelle 1 sind Eigenschaften einiger magnetostriktiver Stoffe angegeben. Tabelle 1: Eigenschaften hochmagnetostriktiver Werkstoffe (Quelle Quandt WEH Ferienkurs „Nanomagnetische Strukturen")

Table 1: Properties of highly magnetostrictive materials (source Quandt WEH Summer Course "Nanomagnetic Structures")

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.following the invention will be explained in more detail by way of example.

Dabei zeigen die 1 und 2 Diagramme der Biegespannungs-Durchbiegungsverläufe von Probenkörpern mit unterschiedlichen Anteilen an magnetostriktivem Stoff mit und ohne Einfluss eines Magnetfeldes.The show 1 and 2 Diagrams of the bending stress-deflection curves of specimens with different proportions of magnetostrictive material with and without influence of a magnetic field.

Für die Herstellung von Probenkörpern mit Abmessungen von 5 × 5 × 30 mm wurde eine pulverförmige Aluminiumlegierung AlMglSiCu für die Ausbildung einer Werkstoffmatrix sowie pulverförmiges Tb0.3Dy0.7Fe1.9-2, nachfolgend als Terfenol bezeichnet, eingesetzt.For the production of specimens with dimensions of 5 × 5 × 30 mm became a powdered aluminum alloy AlMglSiCu for the formation of a material matrix and powdery Tb0.3Dy0.7Fe1.9-2, hereafter referred to as terfenol used.

Die Pulvermischung wurde vorab unterschiedlichst vermischt, wobei Partikelgrößen von < 65 μm für die Aluminiumlegierung und < 300 μm für das Terfenolpulver eingesetzt worden sind.The Powder mixture was previously mixed mixed, with particle sizes of <65 microns for the aluminum alloy and <300 μm for the terfenol powder have been used.

Die Probenkörper wurden durch Heißpressen hergestellt, um möglichst eine hohe Dichte im Werkstoff erhalten zu können.The specimen were by hot pressing made as possible To be able to obtain a high density in the material.

Der Tabelle 2 können Herstellungsparameter und Enddichten der unterschiedlichen Proben entnommen werden, wobei es sich bei der Probe C1 um eine Vergleichsprobe, ohne magnetostriktiven Stoff handelt.Of the Table 2 can Production parameters and final densities of the different samples are taken, wherein the sample C1 is a comparative sample, without magnetostrictive substance.

Die so hergestellten Proben C1 bis C4 wurden mittels 3-Punkt-Biegeversuch untersucht, wobei zwei Magnetspulen mit Eisenkern an den Stirnseiten der Proben angeordnet worden sind, so dass eine Magnetfeldwirkung senkrecht zur Kraftrichtung mit der die Proben mittig beaufschlagt worden sind erreicht werden konnte.The thus prepared samples C1 to C4 were by means of 3-point bending test examined, with two magnetic coils with iron core on the front sides the samples have been arranged so that a magnetic field effect perpendicular to the direction of force applied to the samples centered could have been achieved.

Die Proben wurden einmal ohne Magnetfeld und dann mit einer Magnetfeldstärke von 206 kA/m beaufschlagt.The Samples were once without magnetic field and then with a magnetic field strength of 206 kA / m acted upon.

Bei den Versuchen wurde das Verhältnis Biegefestigkeit-Durchbiegung bestimmt, da insbesondere in Folge einer Reibung an den Auflagen der Proben die Ermittlung des jeweiligen Elastizitätsmoduls zu große Fehler hervorrief.at the experiment was the ratio Flexural deflection determined, especially as a result a friction on the supports of the samples the determination of the respective Young's modulus too big mistakes provoked.

Die entsprechenden Parameter und Messwerte für die Untersuchungen können Tabelle 3 entnommen werden und sind den in 1 und 2 gezeigten Diagrammen entnehmbar, wobei das in 1 gezeigte Diagramm den gesamten Messbereich, der überprüft worden ist, wiedergibt und das in 2 gezeigte Diagramm lediglich den elastischen Bereich in vergrößertem Maßstab wiedergibt.The corresponding parameters and measured values for the examinations can be found in Table 3 and are the ones given in 1 and 2 shown diagrams, wherein the in 1 Diagram displayed shows the entire measuring range that has been checked and that reproduces in 2 The diagram shown only reflects the elastic range on an enlarged scale.

Erwartungsgemäß unterschieden sich die erfindungsgemäßen Probenkörper bezüglich ihrer mechanischen Eigenschaften gegenüber den Vergleichsproben C1, in denen keine Terfenolpartikel eingeschlossen waren.As expected the specimens of the invention with respect to their mechanical properties Comparative Samples C1, in which no terfenol particles were included.

Dabei konnte festgestellt werden, dass mit erhöhtem Terfenolanteil die Bruchfestigkeit reduziert und die Streckgrenze erhöht werden konnte, wobei jedoch bei den Proben C4 mit einem Terfenolanteil von 43,4 Volumen-% ein Abfall der Streckgrenze zu verzeichnen war.there could be found that with increased terfenol the breaking strength reduced and the yield strength could be increased, however for samples C4 with a terfenol content of 43.4% by volume Waste of yield strength was recorded.

Die jeweilige Streckgrenze wurde aus den bestimmten Spannungs-Durchbiegungsdiagrammen ermittelt.The respective yield strength was determined from the given stress-deflection diagrams determined.

Auch die Steifigkeit erhöhte sich mit erhöhtem Terfenolanteil. Dabei sollte beachtet werden, dass bei der entsprechend ermittelten Steifigkeit sowohl die elastische, wie auch die plastische Verformung eingeschlossen war.Also the stiffness increased with increased Terfenolanteil. It should be noted that in the corresponding stiffness determined both the elastic, as well as the plastic Deformation was included.

Aus Tabelle 3 sowie den in den 1 und 2 gezeigten Diagrammen ergibt sich aber auch, dass durch die Magnetfeldwirkung eine Erhöhung der Steifigkeit der Proben C2 bis C4 erreicht werden konnte. In den Diagrammen wird der Anstieg der jeweiligen Verläufe im elastischen Bereich (Elastizitätsmodul) für die jeweils entsprechend veränderte Steifigkeit der Proben deutlich.From Table 3 as well as in the 1 and 2 However, the diagrams shown also show that an increase in the rigidity of the samples C2 to C4 could be achieved by the magnetic field effect. In the diagrams, the increase in the respective courses in the elastic range (modulus of elasticity) for the correspondingly changed stiffness of the samples becomes clear.

Claims

Metallic component in which in a matrix a non-ferromagnetic metal or metal alloy Particles of at least one magnetostrictive substance included are.

Component according to claim 1, characterized that an alloy is used as a magnetostrictive substance, with at least one of the elements lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, Samarium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Ytterbium and at least one of iron, manganese, cobalt, nickel, Aluminum, silicon and zinc is formed.

Component according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetostrictive substance is selected from TbFe ₂ , DyFe ₂ , SmFe ₂ , TbZn, Tb _0.6 Dy _0.4 or Tb0.3Dy0.7Fe1.9-2.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as metal or base alloy component for the matrix Aluminum, magnesium, zinc, titanium, copper or non-magnetic (austenitic) Iron is used.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the magnetostrictive substance with a proportion of at least 1 vol is.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that there are areas within the component, the exclusively made of metal or metal alloy or unevenly in the Matrix distributed differentiated portions of the magnetostrictive Stoffel (s) are formed.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that particles in different magnetostrictive areas Substances are included.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that particles of at least one magnetostrictive Fabric in / near the surface Region (s) are included in the matrix.

Component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that particles of at least one magnetostrictive Substance in the region of the neutral fiber, the longitudinal axis and / or a midplane of the Components are included.

Process for producing a component according to a the claims 1 to 9, characterized in that it is a powder metallurgical Process is prepared.

Method according to claim 10, characterized in that that the component by sintering, hot pressing, hot isostatic Pressing or extrusion is made.