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2007
Diploma Thesis
Titel
Charakterisierung des Eigenspannungszustandes in Fe-Cu- und Fe-Cu-Ni-Legierungen mittels Mikromagnetischer Prüfverfahren
Abstract
In dieser Arbeit wurde die Aufnahme, Auswertung und Visualisierung der Prüfgröße MMAX unter variabler Zuglastspannung, in Form so genannter MMAX(\'1b)-Kurven, vollständig automatisiert. Bereits die Ergebnisse aus meiner Studienarbeit [5] zeigten, dass die gemachten Beobachtungen bzgl. Ausprägung und Lage der Maxima in den MMAX(\'1b)-Kurven stark von den bei der Barkhausenrauschanalyse verwendeten Filtereinstellungen abhängen und dass speziell eine Analyse im niederfrequenten Bereich zu einer starken Ausprägung der Maxima führt. Dieser Effekt wurde in dieser Arbeit dann unter theoretischen Gesichtspunkten diskutiert. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Maxima in den MMAX(\'1b)-Kurven nur dann zu beobachten sind, wenn im niederfrequenten Spektrumsbereich analysiert wird. In diesem Frequenzbereich wird die Barkhausenrauschanalyse allerdings zweckentfremdet, da nicht mehr die Blochwandsprünge, sondern die höheren Ableitungen der zeitlichen Flussdichteänderung bzw. die makroskopische Ummagnetisierung durch die Prüfgröße MMAX abgebildet werden. Das Hauptziel dieser Arbeit bestand in der Charakterisierung des hergestellten Probensatzes mittels des MMAX(\'1b)-Verfahrensansatzes. Deshalb wurde die Versuchsführung so modifiziert, dass die Sensorsignale zunächst ohne vorherige Filterung aufgezeichnet und abgespeichert werden. Durch die Realisierung des Tools »,Remote Control« wurde dann eine Möglichkeit geschaffen, diese«Rohsignale automatisch unter Verwendung verschiedener Filtereinstellungen zu analysieren und die erhaltenen MMAX(\'1b)-Kurven zu archivieren. Wie die spätere Auswertung der erhaltenen MMAX(\'1b)-Kurven zeigte, wird die Lage der Maxima in den Kurven primär durch die Konzentration der, in der Matrix gelösten, Cu- und Ni-Atome bestimmt. Eine Erhöhung dieser Konzentration geht mit einer Steigerung der Druckeigenspannungen in der Fe-Matrix einher. Gleichzeitig führt eine Erhöhung der Konzentration von gelöstem Ni und Cu zu einer Verschiebung der Maximuslage hin zu höheren Zuglastspannungen. Damit ist die Maximuslage direkt an den Eigenspannungszustand in der Fe-Matrix gekoppelt. Bei der theoretischen Diskussion der Messeffekte hat sich gezeigt, dass zum genaueren Verständnis der physikalischen Grundlagen unbedingt noch weitere Untersuchungen nötig sind. In der Literatur wurden bisher nur sehr einfache, meist nicht polykristalline Systeme betrachtet. Besonders die Auswirkungen der Lastspannung auf die Gleichgewichtsdomänenstruktur in polykristallinen Werkstoffen ist noch nicht validiert. Die hier geäußerten Vermutungen bedürfen deshalb dringend Untersuchungen an einfachen polykristallinen Proben (nur wenige Körner) unter Lastspannung. Wie genau diese Untersuchungen durchgeführt werden sollten ist jedoch noch offen. Es bieten sich hierbei mehrere Möglichkeiten. So wäre eine direkte Beobachtung der Domänenstruktur unter Belastung mittels abbildender Verfahren hilfreich, jedoch kommen hier primär Oberflächeneffekte zum tragen. Eine mikromagnetische Analyse hat demgegenüber den Nachteil, dass immer eine Ummagnetisierung des Werkstoffs nötig ist, also immer nur mittelbar auf die zugrundeliegende Gleichgewichtsdomänenstruktur geschlossen werden kann.
ThesisNote
Saarbrücken, Univ., Dipl.-Arb., 2007
Verlagsort
Saarbrücken