КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-22-00709

НазваниеМагнитоимпедансная томография - высокочувствительный метод комплексного исследования и экспресс-контроля объемного распределения магнитных свойств магнитомягких проводников

Руководитель Букреев Дмитрий Александрович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" , Иркутская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления

Ключевые слова магнитомягкие проводники, магнитоимпедансная спектроскопия, магнитоимпедансная томография, аморфные сплавы

Код ГРНТИ29.19.39

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Эффект магнитоимпеданса, заключающийся в изменении электрического импеданса под действием внешнего магнитного поля, активно изучается на протяжении последних тридцати лет. Первоначально интерес исследователей вызывала чрезвычайно высокая чувствительность импеданса магнитомягких проводников к внешнему магнитному полю (достигает 500%/Э). Она открыла возможность создания миниатюрных датчиков слабых магнитных полей для различных практических приложении. На сегодняшний день подобные решения уже встречаются в серийном производстве. Последующие исследования влияния различных внешних факторов на магнитоимпедансный эффект в магнитомягких проводниках показали его высокую чувствительность к внутренней структуре исследуемых материалов. Значительная величина магнитоимпедансного эффекта характерна для магнитомягких аморфных и нанокристаллических сплавов на основе переходных металлов. Эти сплавы обладают значительным потенциалом практического применения. Объем их производства постоянно увеличивается. Возникает необходимость комплексного исследования их свойств. Также, одной из основных задач при производстве магнитомягких сплавов является экспресс - контроль качества их структурно-чувствительных свойств, таких как магнитные и электрические, на различных этапах технологического процесса. Применение таких хорошо отработанных лабораторных методов как макро- и микроанализ, электронная микроскопия, рентгеновский, термический анализ, часто требует достаточно больших временных затрат, а в ряде случаев и разрушения исходного образца. Методы ультразвуковой и магнитной дефектоскопии, магнитного фазового анализа позволяют осуществлять неразрушающий экспресс - контроль изделий, но, в случае магнитомягких аморфных и нанокристаллических лент и проводов, регистрируемые характеристики являются интегральными. Так как, данные объекты, по своей природе, имеют по сечению высокий градиент магнитных характеристик, обозначенные выше методы не позволяют контролировать свойства этих материалов в полном объеме. В этой связи высокую актуальность приобретает магнитоимпедансная спектроскопия, которая, благодаря скин-эффекту, дает возможность “сканирования” образца по толщине и оценке изменения характеристик по его сечению. При этом, анализ изменений частотных зависимостей импеданса и его компонент, при воздействии на образец различных внешних факторов (магнитного поля, температуры, деформаций), позволяет получать дополнительную информацию о магнитных свойствах. Под магнитомпедансной спектроскопией будем понимать измерение и анализ зависимостей электрического импеданса (модуля и/или компонент) от частоты переменного тока, протекающего по образцу, и напряженности внешнего магнитного поля. В целом, к основным достоинствам магнитоимпедансной спектроскопии можно отнести: высокую информативность результатов и чувствительность метода (полученный в результате одного цикла измерений массив данных позволяет определять комплекс параметров структуры, магнитных и электрических свойств, а анализ их изменений при воздействии на образец различных внешних факторов, фиксировать фазовые превращения); простоту аппаратной части (возможность построения экспериментальной установки на серийных АЦП/ЦАП); небольшое время измерений и обработки результатов; отсутствие сложной пробоподготовки (достаточно отрезка проволоки или ленты длиной в несколько сантиметров). К настоящему времени показана применимость магнитоимедансной спектроскопии для определения величины и пространственного распределения магнитной проницаемости. Отметим, что ее распределение связано с распределением внутренних механических напряжений. Однако, основы методики магнитоимпедансной спектроскопии для экспресс-контроля свойств магнитомягких проводников на различных этапах технологического процесса их получения и термообработки, в ходе которых изменяются параметры распределения внутренних механических напряжений, в настоящее время недостаточно разработаны. Также, есть необходимость дальнейшего развития магнитоимпедансной спектроскопии и расширения сферы ее применения в физическом металловедении. Перспективным направлением развития магнитоимпедансной спектроскопии материалов является разработка на ее основе метода определения пространственного распределения магнитных свойств объекта по его сечению - магнитоимпедансной томографии (МИТ). В рамках предлагаемого проекта планируется выполнить магнитоимпедансную спектроскопию серии аморфных магнитомягких сплавов, а также провести компьютерное моделирование влияния объемного распределения магнитных характеристик на магнитоимпеданс методом конечных элементов. Это позволит установить связь магнитоимпедансных характеристик объекта с послойным распределением его магнитных свойств и, таким образом, показать применимость МИТ для комплексного исследования и экспресс-контроля свойств аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов на различных этапах их получения и обработки, что будет востребовано в заводских лабораториях при запуске и отладке технологических процессов. Более того, будут выработаны рекомендации по использованию МИТ в фундаментальных исследованиях физического металловедения.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---