Zrínyi Miklós

III. Intelligens lágy anyagok

4. ábra

A mágneses- és az elektroreológiai folyadékok másfajta viselkedést mutatnak homogén mágneses vagy elektromos térben. Ebben az esetben a szilárd részecskékre nem hat a külső tér mozgató ereje, a folyadék nyugalomba marad. A látszólagos nyugalom ellenére a folyadék tulajdonságai nagymértékben megváltoznak. A részecskék elektromos vagy mágneses térben polarizálódnak az indukált dipólusaik kölcsönhatása következtében láncszerű aggregátumokat képeznek. A 4. ábrán a szilikon olajban szétoszlatott részecskék elektromos tér hatására bekövetkező rendeződése látható.

Videó: Elektroreológiai folyadék mikroszkópos felvétele (mpg, 527 kB)

Az ábrán jól megfigyelhető, hogy a részecskék füzérszerű aggregátumokat képeznek. Amennyiben az elektromos teret megszüntetjük, a hőmozgás ezt a rendezett struktúrát megbontja, és rövid időn belül visszaáll az eredeti egyenletes eloszlás. A részecskék elektromos térrel előidézett füzérszerű összekapcsolódásának makroszkopikus megnyilvánulása a folyadék viszkozitásának jelentős növekedése, majd a folyadék megszilárdulása.

5. ábra

Videó: Elektroreológiai folyadék "megszilárdulása" elektromos térben (mpg, 1,80 MB)

Az elektroreológiai folyadékból olyan erőátviteli rendszer készíthető, amely a folyadék elektromos tér hatására bekövetkező megszilárdulását használja ki. Az 5. ábra bal oldala az elektromos kuplung működési elvét mutatja. A kis viszkozitású folyadékban a felső tárcsa könnyen forog, miközben az alsó mozdulatlanul áll. Elektromos tér hatására a folyadék megszilárdul, ennek következtében a felső forgó egység magával viszi és forgatja az alsó tengelyt. A jobb oldali ábrán látható szerkezet az elektromos hatásra megszilárduló folyadékot használja ki a felülről lefelé mozgó tengely fékezésére. A fékező hatás nagysága és időtartama megfelelő elektronikával szabályozható és így szabályozható fékezőerőt biztosító lengéscsillapító konstruálható. Mind a kuplung, mind pedig a lengéscsillapító mágneses folyadékkal is működtethető. Ebben az esetben a mágneses teret elektromágnes beépítésével kell biztosítani. A mágneses- és elektroreológiai folyadékok a jövőben kiszoríthatják a hagyományos kuplungokat, lengéscsillapítókat és más erőátviteli rendszereket.