NO20120739A1

NO20120739A1 - En metode for forming av et legeme med en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale

Info

Publication number: NO20120739A1
Application number: NO20120739A
Authority: NO
Inventors: Arne Torbjoern Skjeltorp; Mark Buchanan; Geir Helgesen; Henrik Hoeyer; Matti Knaapila
Original assignee: Inst Energiteknik
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2013-12-26
Also published as: WO2014001332A1

Abstract

Det er gitt en metode for forming av et legeme omfattende en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale metoden omfatter: - frembringe for en mengde partikler; - frembringe for et viskøst matrisemateriale for å inkludere de nevnte partiklene, - forme en partikkelstruktur av i det minste en del av nevnte mengde av partikler, - fiksere nevnte viskøs matrise, for å fiksere nevnte partikkelstruktur i matrisematerialet, karakterisert ved at - i det minste en del av nevnte mengde av partikler er paramagnetiske eller ferromagnetiske; hvori dannelsen av partikkelstrukturen omfatter trinnet å: - Å utsette partiklene for et magnetfelt til en Kittels åpen domenestruktur, fra et magnetsystem som omfatter to permanentmagneter som er anordnet ved siden av hverandre langs respektive tilgrensende flater, og hver magnet har endeflater i et felles endeplan vinkelrett på nevnte tilgrensende flater, permanentmagnetene er arrangert med motsatte polaritetsretninger av sine magnetfelt, slik at de nevnte magnetfeltene til en Kittels åpen domenestruktur 20 vises tilstøtende endeflatene til permanentmagnetene og sentrert over et knutepunkt dannet av nevnte tilstøtende flater på nevnte endeflater,

Description

EN METODE FOR FORMING AV ET LEGEME MED EN PARTIKKELSTRUKTUR FIKSERT I ET MATRISEMATERIALE

TEKNISK FELT

Den foreliggende oppfinnelsen er relatert til en metode for å forme et legeme omfattende et matrisemateriale og partikler, omfattende å frembringe en viskøs blanding som inkluderer matrisematerialet og partiklene, hvor minst en del av nevnte partikler har magnetisk mottakelighet. Oppfinnelsen er også relatert til et legeme oppnådd ved nevnte metode.

BAKGRUNNEN TIL OPPFINNELSEN

Anisotropiske materialer blir brukt i et bredt og økende spekter av applikasjoner. Vanligvis omfatter slike materialer ledende partikler i et ikke-ledende matrisemateriale. De ledende partikler er ment å danne ledende baner i matrisematerialet, for å kunne gjøre det mulig for det anisotrope materialet å være, i det minste under visse omstendigheter, elektrisk ledende.

Avhengig av valget av partikler og matrisematerialer, kan de anisotrope materialene bli formet for å være egnet til forskjellige anvendelser, som for sensorer (f.eks. stress-sensorer), i solcelle-applikasjoner, trykt elektronikk osv.

Tidligere kjente metoder for fremstilling av anisotrope materialer involverer ofte å frembringe for en viskøs blanding som inkluderer matrisematerialet og ledende partikler, påføre et elektrisk felt over den viskøse blandingen for derved å få de ledende partiklene til å rette seg inn for å danne ledende baner i blandingen, og deretter herding av den viskøse blandingen.

Alternativt har det vært foreslått å bruke de magnetiske egenskapene til partiklene til å få partiklene til å rette seg inn for å danne ledende baner. WO 2008/153679 er et slikt eksempel der et viskoplastisk materiale omfattende flere magnetiske partikler er underlagt et magnetisk felt i et tidsrom tilstrekkelig til i det minste delvis å rette inn en del av de magnetiske partiklene til en forutbestemt stilling.

For å øke allsidigheten i anisotrope materialer som formes, og for å muliggjøre industriell fremstilling av disse, er det et behov for alternative metoder for forming av materialer på dette området.

Det er et formål med denne oppfinnelsen å oppnå en metode som oppfyller omtalte behov.

SAMMENDRAG OVER OPPFINNELSEN

Ovennevnte behov for alternativer er oppfylt ved en metode for å forme et legeme bestående av en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale,

metoden omfatter:

- frembringe en mengde partikler;

- frembringe et viskøst matrisemateriale for å inkludere de nevnte partiklene,

- forme en partikkelstruktur av i det minste en del av nevnte mengde av partikler, - fiksere nevnte viskøs matrise, for å fiksere nevnte partikkelstruktur i matrisematerialet,

karakterisert vedat

- i det minste en del av nevnte mengde av partikler er paramagnetiske eller ferromagnetiske;

hvori dannelsen av partikkelstrukturen omfatter trinnet:

- Å utsette partiklene for et magnetfelt til en Kittels åpen domenestruktur,

fra et magnetsystem som omfatter to permanentmagneter som er anordnet ved siden av hverandre langs respektive tilgrensende flater, og hver magnet har endeflater i et felles endeplan vinkelrett på nevnte tilgrensende flater,

permanentmagnetene er arrangert med motsatte polaritetsretninger av sine magnetfelt, slik at de nevnte magnetfeltene til en Kittels åpen domenestruktur vises tilstøtende endeflatene til permanentmagnetene og sentrert over et knutepunkt dannet av nevnte tilstøtende flater på nevnte endeflater, - for å arrangere i det minste en del av nevnte partikler i partikkelenheter, hvor hver partikkelenhet omfatter flere partikler og som strekker seg langs en fluksretning til nevnte magnetfelt, danner nevnte partikkelenheter i det minste delvis bro ved nevnte knutepunkt.

I dette dokumentet er "partikkelstruktur" ment å bety en hvilken som helst ønsket konfigurasjon eller struktur av partikler som er eller skal bli fiksert i matrisematerialet.

Felt fra Kittels åpne domenestrukturer, selv om de er tidligere kjent, har ikke tidligere blitt brukt til å lage partikkelenheter for fiksering i et matrisemateriale.

En fordel med disse feltene er at de kan gi magnetfelt som har relativt store separasjonsstyrker.

Med "separasjonsstyrke" er det her ment produktet B V B, hvor B er den magnetiske induksjonen og V B er gradienten av magnetfeltet. I kjent teknologi, har det ofte vært fokus på størrelsen av den magnetiske fluksen. Med magnetfelt menes B-felt eller induksjon. Imidlertid har det blitt forstått at separasjonsstyrken kan ha en større innvirkning på kapasiteten til feltet for å forskyve partikler, særlig når det blandes i et viskøst matrisemateriale. Ved hjelp av et magnetfelt med forholdsvis høy separasjonsstyrke vil man dessuten oppnå relativt rask forskyvning av partiklene.

Da hastighet er en viktig faktor når det gjelder å muliggjøre industriell produksjon, kan bruk av et felt som har en relativt stor separasjonsstyrke aktivert ved hjelp av metoden foreslått her, være en viktig faktor for å lykkes med industrielle anvendelser.

For eksempel, kan partiklene med fordel være utsatt for magnetfeltet i en tidsperiode som er mindre enn 5 s, fortrinnsvis mindre enn 3 s, mest foretrukket mindre enn 1 s for å danne nevnte partikkelenheter. Bruk av et magnetfelt med en åpen Kittel-struktur kan være en fordel for å muliggjøre dannelsen av partikkelenheter i tidsrom som er mindre enn 5 s, fortrinnsvis mindre enn 3 s, mest foretrukket mindre enn 1 s.

Selv om det er mulig å anslå separasjonsstyrken til magnetfeltet med en åpen Kittel-struktur, er det vanskelig å bestemme eksakte verdier for denne. Forskjellige analytiske beregninger av separasjonsstyrkene har vært forsøkt, men ingen endelig metode er tilgjengelig. Videre er praktiske målinger også vanskelige å utføre. Imidlertid, for å gi et inntrykk av hva som er en relativt høy separasjonsstyrke, kan man henvise til arbeider av N'yashenko et al. i Phys. Stat. Sol. (A) 203, nr. 7, 1556-1560 (2006), som anslår en separasjonsstyrke på 4,2 • 10<5>T<2>/m, eller av Inge B. Rotn i masteroppgave, Universitetet i Oslo, mai 2009, som i stedet anslår 5 • 10<4>T<2>/m, begge i en avstand på 10 um over masken til en åpen Kittel-struktur som generelt beskrevet i EP 1 842 596.

Videre kan en åpen Kittel-struktur være en fordel ved at partiklene som skal underlegges feltet, enkelt kan ordnes over knutepunktet til Kittel-strukturen. Fortrinnsvis skal partiklene være plassert i nærheten av nevnte knutepunkt, for eksempel kan partiklene være plassert i et plan i en avstand fra nevnte knutepunkt som er mindre enn 3 mm, fortrinnsvis mindre enn 1 mm, mest foretrukket mindre enn 0,5 mm.

Fortrinnsvis omfatter magnetsystemet videre en maske arrangert på endeflatene av nevnte permanentmagneter, nevnte maske har en åpning som i plassering korresponderer med nevnte knutepunkt, for å påvirke formen og gradienten til magnetfeltet. Masken kan fortrinnsvis være dannet av tynne ark av et mykt magnetisk materiale som er plassert på endeflatene til magnetene. Størrelsen av åpningen kan justeres for å oppnå en egnet form og gradient av magnetfeltet.

Videre kan magnetsystemet omfatte et åk arrangert på overflatene av magnetene motstående nevnte endeflater. Åket vil dermed lukke overflaten til magnetene motsatt av endeflatene. Et slikt åk kan fortrinnsvis være laget av et mykt magnetisk materiale.

Fortrinnsvis er partiklene utsatt for magnetfeltet slik at det dannes flere partikkelenheter arrangert kontinuerlig ved siden av hverandre, som danner en bane av partikler som strekker seg i en langsgående retning vinkelrett på fluksretningen til magnetfeltet, langs nevnte knutepunkt.

Fortrinnsvis er minst en del av de nevnte partiklene elektrisk ledende, slik at banen er en elektrisk ledende bane.

En bane som strekker seg gjennom matrisematerialet er slik at endene av nevnte bane kan være koblet til eksterne enheter. Fortrinnsvis er minst en del av de nevnte partiklene ledende, slik at banen er en ledende bane. Metoden er derfor egnet til å danne et legeme som har en ledende bane gjennom et matrisemateriale, noe som igjen kan ha bruksområder som for eksempel en sensor.

Partikkelenhetene som er dannet av magnetfeltet kan bli direkte fiksert i matrisematerialet for å danne partikkelstrukturen.

Alternativt kan partikkelenhetene som er dannet av magnetfeltet bli beveget og eller rotert før de fiksert i matrisematerialet for å danne partikkelstrukturen. I dette tilfellet kan partikkelenhetene utsettes for et annet felt for å bevege og/eller rotere partikkelenhetene for å danne partikkelstrukturen, før fiksering av partikkelstrukturen i matrisematerialet.

Det andre feltet kan være et elektrisk felt, i så fall må minst en del av partiklene være elektrisk ledende.

Alternativt kan det andre feltet være et magnetfelt, som har en annen fluksretning enn det opprinnelige magnetfeltet.

Det er imidlertid også mulig å legge til flere felt for å danne partikkelenheter og/eller for å flytte og/eller rotere partikkelenheter, for å oppnå den ønskede partikkelstrukturen. Derfor kan partikkelenhetene bli utsatt for et tredje felt, et fjerde felt og så videre. Videre kan det første og andre felt, som beskrevet over vekselvis anvendes for å oppnå en endelig partikkelstruktur.

I henhold til en utførelsesform av metoden, omfatter formingen av partikkelstrukturen:

Først leveres partiklene separat fra matrisematerialet,

- For det andre blir partiklene utsatt for magnetfeltet, slik at det dannes partikkelenheter,

For det tredje blir viskøst matrisemateriale påført partikkelenhetene,

I denne utførelsesformen blir partikkelenhetene framskaffet ved å utsette partiklene for magnetfeltet. Deretter blir viskøst matrisemateriale påført partikkelenhetene. For eksempel kan matrisematerialet helles over partikkelenhetene.

Deretter kan det viskøse matrisemateriale inkludert partikkelenhetene bli fiksert, eller det kan utsettes for et annnet felt. Det andre feltet kan være et magnetisk eller elektrisk felt. Under påvirkning av det andre feltet, kan partikkelenhetene flyttes og/eller roteres i matrisematerialet før fiksering av dette.

I en annen utførelsesform, omfatter forming av partikkelstrukturen:

Først leveres partiklene i en blanding med det viskøse matrisematerialet,

For det andre blir den viskøse blandingen utsatt for magnetfeltet for å danne partikkelenheter i det viskøse matrisematerialet,

I denne utførelsesformen blir partiklene først gitt i en blanding med det viskøse matrisematerialet, og blandingen blir utsatt for magnetfeltet for å danne partikkelenheter. Deretter kan matrisematerialet bli fiksert, eller et andre felt kan påføres den viskøse blandingen, for ytterligere bevegelse og/eller rotering av partikkelenhetene før fiksering av dette.

Når partiklene er i en viskøs blanding med det viskøse matrisematerialet, er det foretrukket at partiklene har en konsentrasjon i det viskøse matrisematerialet som er mindre enn perskolasjonsterskelen.

For konduktive blandinger er en "perkolasjonsterskel" definert som den laveste konsentrasjon av ledende partikler som er nødvendig for å oppnå lang-rekkevidde ledningsevne i det vilkårlige systemet. I et system dannet ved en metode i henhold til oppfinnelsen er konsentrasjonen av ledende partikler som er nødvendige for å oppnå ledningsevne i en forhåndsdefinert retning ikke bestemt av perkolasjonsterskelen, og konsentrasjonen kan være lavere. Av praktiske årsaker er konsentrasjonen av partikler bestemt av kravene til de ledende banene, det er vanligvis ikke noen grunn til å ha overskudd av ledende partikler som ikke er ordnet i de ledende banene.

Konsentrasjonen av partikler i den viskøse matrisen kan være opp til 10 ganger lavere enn perkolasjonsterskelen, eller enda lavere. Konsentrasjonen av partikler kan være i området fra 0. 0,01 til 10 vol-%, eller 0,01 til 2 vol-%, eller 0,01 til 1,5 vol-%

For eksempel kan partiklene ha en konsentrasjon i det viskøse matrisematerialet i 0,01 til 1 vol-%.

For å kunne forskyves ved hjelp av et magnetfelt, kan partiklene med fordel være paramagnetiske eller ferromagnetiske, fortrinnsvis ferromagnetiske.

For å kunne forskyves ved hjelp av et elektrisk felt, kan partiklene med fordel være elektrisk ledende. Denne elektriske ledningsevnemekanismen kan være basert på elektroner og/eller hull. Alternativt kan denne elektriske ledningsevnemekanismen være basert på ioner eller protoner.

Partiklene kan være homogene partikler, dvs. en partikkel som består av et enkelt materiale eller av en materialblanding gjennom hele partikkelen. Imidlertid kan partiklene også være heterogene partikler, dvs. en partikkel som består av flere materialer, for eksempel kan partikkelen ha en kjerne av ett materiale, og en kappe av et annet materiale.

Partiklene som skal bli utsatt for feltene i den foreslåtte metoden kan omfatte av kun én type av partikler, men kan også være en blanding av forskjellige typer av partikler. Partikler kan være para-/ferromagnetiske og/eller elektrisk ledende.

Fortrinnsvis kan i det minste noen partikler være både para- og/eller ferromagnetiske, og elektrisk ledende. Slike partikler vil kunne forskyves av både magnetiske og elektriske felt.

Fortrinnsvis omfatter mengden av partikler metall og/eller metallegeringer, fortrinnsvis nikkel eller jernoksyd.

Størrelsen av partiklene, dvs. den største lineære dimensjonen til partiklene, kan med fordel være i området 10 nm til 100 um.

Matrisematerialet bør være materialer som har en viskøs form som er istand til å bli fiksert. Fiksering kan oppnås ved enhver egnet metode, som, for eksempel, kjøling, herding, keramifisering, tverrbinding, geldannelse, bestråling, tørking, oppvarming, sintring eller brenning.

Med fordel omfatter matrisematerialet et polymermateriale.

I spesielt nyttige utførelsesformer kan det viskøse matrisemateriale være UV-herdbar, og fikseringen av matrisematerialet innbefatter UV-herding av det.

I andre nyttige utførelsesformer kan det viskøse matrisemateriale være fuktighetsherdende, og fiksering av matrisen materialet omfatter å utsette blandingen for fuktighet, fortrinnsvis i luft ved romtemperatur.

Med fordel er matrisematerialet, når det er fiksert, et elastomert materiale. Dette muliggjør oppretting av legemer nyttige for bruksområder som påkjenningssensorer, hvor de elastiske egenskapene til matrisematerialet brukes sammen med egenskapene til partikkelstrukturen for å oppnå en ønsket funksjon.

I et andre aspekt av oppfinnelsen er det gitt et legeme som omfatter en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale, hvor partikkelstrukturen omfatter minst én bane som strekker seg gjennom matrisematerialet,karakterisert vedat i det minste en del av partiklene i nevnte bane er ferromagnetisk, og retningen av den magnetiske polariteten til de ferromagnetiske partiklene i banen er vinkelrett på utstrekningen til banen i matrisematerialet.

Fortrinnsvis omfatter partikler til legemet partikler som omfatter metall eller metallegeringer, fortrinnsvis nikkel eller jernoksyd.

Med fordel er matrisematerialet et polymermateriale.

Fortrinnsvis er matrisematerialet et elastomerisk materiale.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Eksempler og utførelsesformer til oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med referanse til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en utførelsesform av et magnetsystem som skal brukes i metoden i henhold til oppfinnelsen; Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av partikkelenheter formet ved en utførelsesform av metoden ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 er en skjematisk illustrasjon av en utførelsesform av en kontinuerlig metode for fremstilling av et legeme omfattende mer enn én bane av partikler;

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Som nevnt i det ovenstående, kan et magnetfelt til en åpen Kittel-struktur brukes med den foreliggende oppfinnelsen.

EP 1 842 596 beskriver et eksempel på et magnetsystem som er blitt brukt til å lage magnetfeltene til utførelsesformene av oppfinnelsen.

En liknende magnetsystem er vist skjematisk i Fig. 1. Magnetsystemet 1 omfatter en permanentmagnet 2a med polarisering i en første retning (oppover) og en annen permanent magnet 2b med polarisering i en retning motsatt av den første retningen (nedover). Magnetene 2a, 2b er sammenføyd langs tilstøtende overflater, som danner et knutepunkt 6 mellom magnetene 2a, 2b. Videre er magnetene 2a, 2b montert på en sokkel av magnetisk materiale, åket 3. Øverst på begge magnetene er det montert en tynn plate av et magnetisk materiale med høy permeabilitet (f.eks. permendure, permalloy osv.), betegnet "masken" 4.

En tynn spalte 5 er dannet mellom delene av masken 4 og dekker "oppover"-magneten 2a og "nedover"-magneten 2b, plasseringen av spalten 5 tilsvarer knutepunktet 6 mellom de tilstøtende overflatene til oppover- og nedover-magnetene 2a , 2b.

Formålet med maske 4 er å samle de magnetiske flukslinjene og styre dem mot spalten 5, hvor både fluksen og fluksgradienten vil være meget høy. Vanligvis vil størrelsen av spalten 5 være en størrelse som omtrent svarer til tykkelsen av masken 4.

Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av partikkelenheter 7 formet ved bruk av magnetfeltet fra et magnet-system som vist på Fig. 1. På Fig. 2, er magnetsystemet 1 sett ovenfra. Masken 4 dekker mesteparten av de øvre overflatene til magnetene 2a, 2b, men danner en spalte 5 som er plassert over knutepunktet 6 mellom de to magnetene 2a, 2b. Pilen viser retningen av det magnetiske feltet skapt av magnetsystemet 1.

På Fig. 2 er det illustrert en situasjon hvor para- eller ferromagnetiske partikler har blitt utsatt for magnetfeltet, og som følge av dette har partiklene blitt arrangert i lineære partikkelenheter 7. Partikkelenhetene 7 omfatter hver flere partikler, og strekke seg langs fluksretningen til magnetfeltet, og krysser knutepunktet 6. Videre strekker partikkelenhetene 7 seg over spalten 5, og danner dermed bro over nevnte spalte 5.

Som illustrert ved de små pilene i Fig. 2, er retningen til den magnetiske polariteten til partiklene parallelle med magnetfeltet, og dermed vinkelrett på den langsgående utstrekningen av spalten 5 i masken.

Som allerede forklart over, dersom en tilstrekkelig andel partikkelenheter 7 er opprettet side ved side langs spalten 5, vil resultatet være en bane partikler som strekker seg langs nevnte spalte 5.

En slik innretting kan benyttes for å danne et legeme som omfatter en partikkelstruktur,karakterisert vedat retningen av den magnetiske polariteten til de ferromagnetiske partiklene i banen er vinkelrett på utstrekningen av banen i et matrisemateriale, som beskrevet over.

Fig. 3 viser skjematisk kontinuerlig produksjon av et legeme med flere baner i et matrisemateriale. Ved slik produksjon kan uherdet matrisemateriale 8, hvor det erblandet inn partikler 7', mates fra en side mot et magnetsystem 1. I den viste utførelsen omfatter magnetsystemet 1 fire forskjellige magneter, 2a, 2b, arrangert side ved side og hver magnet med motsatt polariseringsretning av de nærliggende magnetene. Med fire forskjellige magneter, vil det dannes tre knutepunkter 6 mellom tilstøtende magnetflater.

På Fig. 3a er det vist hvordan matrisematerialet 8 med magnetene T føres over magnetsystemet 1, som resulterer i dannelsen av partikkelstrukturer og forming av banene 7 langs knutepunktene 6. Fra magnetsystemet 1 mates matrisematerialet 8 kontinuerlig mot en herdestasjon eller lignende, slik at matrisemateriale 8 kan herdes, hvorved banene 7 blir fiksert i matrisematerialet 8.

Det er tenkt at en slik produksjon kan utføres kontinuerlig, dvs. med matrisematerialet 8 i en form som ligner på en film som kontinuerlig blir matet over magnetsystemet 1. Fig. 3b illustrerer hvordan den magnetiske polariteten til partiklene 7 blir innrettet med magnetfeltet. Fig. 3c illustrerer magnetsystemet 1 mer detaljert, spesielt med henvisning til at det inkluderer en maske 4 som danner spalter 5 over knutepunktene 6. Fig. 3d er et toppriss av et legeme utformet ved metoden illustrert i Fig. 3a til 3c. Spesielt omfatter legemet et matrisemateriale 8, hvor partikler som danner mer enn én bane 7 er fiksert. Banene 7 vil, i dette tilfelle, ha en retning av den magnetiske polaritetwn til partiklene deri som er vinkelrett på utstrekningen til banen i matrisematerialet.

Likevel ,en kontinuerlig metode som beskrevet over, kan naturligvis også anvendes for å lage bare en enkelt bane i materialet.

Det bør bemerkes at de beskrevne egenskapene ved de forskjellige utførelsesformene kan kombineres med hverandre. Ingen utførelsesform er derfor ment å begrense noen kombinasjon av egenskapene som er presentert i utførelsesformene, men snarere å illustrere eksempler på utførelsesformer.

Oppfinnelsen illustreres, men ikke begrenset, ved følgende eksempler.

EKSEMPLER

Eksempel 1

Partikler av Ni 123 ble dispergert i den flytende polymerforløperen Dymax 3094. Konsentrasjonen av partikler av Ni 123 var 0,1 vol-%. Blandingen som ble dannet på denne måten ble smurt på toppen av knutepunktet til en GIAMAG magnet. Med en GIAMAG magnet menes et magnetsystem i samsvar med kanadisk patent CA2595721 som leveres av det norske selskapet Giamag Technologies AS. Partiklene blir innrettet med et magnetisk felt. Matrisen av innrettet blanding ble herdet under en kvikksølvlampe, noe som fører til en fast polymerkompositt med innrettede partikler-strenger. Motstanden ble målt før og etter herding. Motstanden før herding var 2,2 MQ. Motstanden etter herding var 145 Q. Dermed varden formede polymerkompositten en bedre elektrisk leder etter innretting ved hjelp av magnetfeltet fra GIAMAG-magneten. Man kan konkludere med at anvendelsen av magnetfeltet resulterer i utmerket innretting av partiklene.

Eksempel 2

Partikler av Ni 123 ble dispergert i den flytende polymerforløperen Dow Corning 734. Konsentrasjonen av partikler av Ni 123 var 0,1 vol-%. Blandingen som ble dannet på denne måten ble smurt på toppen av knutepunktet til de to magnetene som er en del av GIAMAG-magneten. Partiklene blir innrettet med et magnetisk felt. Matrisen av innrettet blanding ble herdet i fuktig luft, noe som fører til en fast polymerkompositt med innrettede partikler-strenger. Motstanden ble målt før og etter herding. Motstanden før herding var 2,2 M£l Motstanden etter herding var 218 n. Dermed var den formede polymerkompositten en bedre elektrisk leder etter innretting ved hjelp av magnetfeltet fra GIAMAG-magneten. Man kan konkludere med at anvendelsen av magnetfeltet resulterer i utmerket innretting av partiklene.

Claims

1. Metode for forming av et legeme med en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale, metoden omfatter: - frembringe en mengde partikler; - frembringe et viskøst matrisemateriale for å inkludere de nevnte partiklene, - forme en partikkelstruktur av i det minste en del av nevnte mengde av partikler, - fiksere nevnte viskøs matrise, for å fiksere nevnte partikkelstruktur i matrisematerialet, karakterisert vedat - i det minste en del av nevnte mengde av partikler er paramagnetiske eller ferromagnetiske; hvori dannelsen av partikkelstrukturen omfatter trinnet: - å utsette partiklene for et magnetfelt fra en Kittels åpen domenestruktur, fra et magnetsystem som omfatter to permanentmagneter som er anordnet ved siden av hverandre langs respektive tilgrensende flater, og hver magnet har endeflater i et felles endeplan vinkelrett på nevnte tilgrensende flater, permanentmagnetene er arrangert med motsatte polaritetsretninger av sine magnetfelt, slik at de nevnte magnetfeltene til en Kittels åpen domenestruktur vises tilstøtende endeflatene til permanentmagnetene og sentrert over et knutepunkt dannet av nevnte tilstøtende flater på nevnte endeflater, - for å arrangere i det minste en del av nevnte partikler i partikkelenheter, hvor hver partikkelenhet omfatter flere partikler og som strekker seg langs en fluksretning til nevnte magnetfelt, danner nevnte partikkelenheter i det minste delvis bro ved nevnte knutepunkt.

2. Metode i samsvar med ethvert av de foregående kravene, hvor magnetsystemet videre omfatter en maske arrangert på endeflatene av nevnte permanentmagneter, nevnte maske har en åpning som i plassering korresponderer med nevnte knutepunkt, for å påvirke formen og gradienten til magnetfeltet.

3. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor magnetsystemet videre omfatter et åk arrangert på overflatene av magnetenes motstående endeflater.

4. Metode i samsvar med ethvert av de foregående kravene, hvor partiklene er utsatt for et magnetfelt slik at det dannes flere partikkelenheter arrangert kontinuerlig ved siden av hverandre, som danner en bane av partikler som strekker seg i en langsgående retning vinkelrett på fluksretningen til magnetfeltet, langs nevnte knutepunkt.

5. Metode i samsvar med krav 4, hvor minst en del av de nevnte partiklene er elektrisk ledende, slik at banen er en elektrisk ledende bane.

6. Metode i samsvar med krav 4 eller 5, hvor partikkelstrukturen omfatter minst en bane av partikler.

7. Metode i samsvar med ethvert av de foregående kravene, hvor partikkelenhetene som er dannet av magnetfeltet er fiksert i matrisematerialet for å danne partikkelstrukturen.

8. Metode i samsvar med ethvert av kravene 1 til 6, hvor partikkelenhetene som er dannet av magnetfeltet er blir flyttet og/eller rotert før de blir fiksert i matrisematerialet for å danne partikkelstrukturen.

9. Metode i samsvar med krav 8, hvor partikkelenhetene er utsatt for et andre felt for å bevege og/eller rotere partikkelenhetene for å danne partikkelstrukturen.

10. Metode i samsvar med krav 9, hvor minst en del av partiklene er elektrisk ledende, og det andre feltet er et elektrisk felt.

11. Metode i samsvar med krav 9, hvor det andre feltet er et magnetfelt, som har en annen fluksretning enn den til det opprinnelige magnetfeltet.

12. Metode i samsvar med krav 1, hvor for det første blir partiklene levert separat fra matrisematerialet, for det andre blir partiklene utsatt for magnetfeltet, slik at det dannes partikkelenheter, for det tredje blir det viskøse matrisemateriale påført partikkelenhetene,

13. Metode i samsvar med ethvert av kravene 1 til 12, hvor for det første blir partiklene levert i en blanding med det viskøse matrisematerialet, for det andre blir den viskøse blandingen utsatt for magnetfeltet for å danne partikkelenheter i den viskøse blandingen,

14. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor partiklene har en konsentrasjon i blandingen som er mindre enn perkolasjonsterskelen.

15. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor partiklene har en konsentrasjon i blandingen som er i området 0,01 til 2 vol-%.

16. En metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor mengden av partikler omfatter partikler som omfattende metall eller metall-legeringer, fortrinnsvis nikkel eller jernoksyd.

17. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor mengden av partikler omfatter partikler med en størrelse i området 100 nm til 100 um.

18. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor magnetsystemet er plassert i forhold til nevnte partikler, slik at en avstand mellom nevnte knutepunkt og et plan omfattende partiklene er mindre enn 3 mm, fortrinnsvis mindre enn 1 mm, mest foretrukket mindre enn 0,5 mm.

19. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor det magnetiske feltet blir påført i en tidsperiode mindre enn 5 s, fortrinnsvis mindre enn 3 sekunder, mest foretrukket mindre enn 1 s.

20. Metode i samsvar med ett av de foregående krav, hvor matrisen omfatter et polymermateriale.

21. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor det viskøse matrisemateriale er UV-herdbart, og fikseringen omfatter UV-herding derav.

22. Metode i samsvar med ethvert av de foregående krav, hvor det fikserte matrisematerialet er et elastomerisk materiale.

23. Legeme som omfatter en partikkelstruktur fiksert i et matrisemateriale, hvor partikkelstrukturen omfatter minst én bane som strekker seg gjennom matrisematerialet,karakterisert vedat i det minste en del av partiklene i nevnte bane er ferromagnetisk, og retningen av den magnetiske polariteten til de ferromagnetiske partiklene i banen er vinkelrett på utstrekningen til banen i matrisematerialet.

24. Legeme i samsvar med krav 23, hvor nevnte partikler omfatter partikler omfattende metall eller metallegeringer, fortrinnsvis nikkel eller jernoksyd.

25. Legeme i samsvar med krav 23 eller 24, hvor nevnte matrisemateriale er et polymermateriale.

26. Legeme i samsvar med ett av kravene 23-25, hvor matrisematerialet er et elastomert materiale.